粒子擴(kuò)散充電的兩種充電器工作方式
在擴(kuò)散帶電中,粒子通過與自由氣相離子碰撞獲得電荷。氣相離子是通過電離載氣(通常是空氣)產(chǎn)生的。在空氣中產(chǎn)生一對離子對平均需要32 eV的能量。自然界中,這種能量的來源包括宇宙射線和大規(guī)模地面輻射。在諸如放射源之類的儀器中,放電和X射線可以產(chǎn)生這種能量。放射性離子源包括例如α-活性的241Am和210Po,以及β-活性的63Ni和85Kr。由于放射性物質(zhì)的運(yùn)輸受到限制,X射線源被用來替代氣溶膠帶電中的放射性電離,但放射性帶電仍然是氣溶膠儀器中的標(biāo)準(zhǔn)電離方法。有些儀器利用放電(通常是電暈放電)來實(shí)現(xiàn)電離。
放射性雙極充電器只是包含 α 或 β 活性源的氣溶膠室。來自放射源的輻射使室內(nèi)的氣體電離。電離過程產(chǎn)生正離子和負(fù)離子,這些離子會(huì)擴(kuò)散到粒子上。由于兩種離子極性都存在,放射性充電器可提供雙極充電。
在電暈充電器中,帶電離子是由高壓電極放電產(chǎn)生的。當(dāng)尖銳物體(在本例中為電暈線或電暈針)周圍的電場超過氣體介電強(qiáng)度時(shí),就會(huì)發(fā)生放電。電擊穿區(qū)域的放電會(huì)產(chǎn)生離子。由于電場的作用,電極收集與電極極性相反的離子,而極性相同的離子則會(huì)從電暈電極漂移開并參與充電過程。由于帶電離子是單極的,因此電暈充電器可提供單極粒子充電。