Ionenwind

Ionenwind ist eine von der an positiver Hochspannung liegenden Elektrode (meist spitz geformt, was eine sehr starke Inhomogenität des elektrischen Feldes mit sich bringt) ausgehende Gasentladung, wobei die Ionisation durch Entzug von Elektronen stattfindet. Die so bezüglich der Elektrode und untereinander gleichnamig geladenen Ionen werden dann entlang des Feldgradienten beschleunigt.

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An einer gegenüberliegenden, negativ geladenen Elektrode beliebiger Form nehmen die Ionen wiederum Elektronen auf. Diese Beobachtung führte in früherer Zeit zu dem Missverständnis, dass der elektrische Strom von Plus nach Minus fließen würde, was sich allerdings eingebürgert hat und heute als konventionelle Stromrichtung bezeichnet wird. Die Elektronenrichtung ist jedoch umgekehrt.

historische Bedeutung

Eine Gasentladung bei niedrigem Druck wurde 1897 von Joseph John Thomson experimentell beobachtet, wobei die Glimmentladung von der Anode (positiv) zur Kathode (negativ) hin (was als "Kanalstrahlen" bezeichnet wurde) als auch eine Kathodenglimmentladung beobachtet wurde. Bei der Kathodenglimmentladung handelt es sich allerdings zunächst um eine Leuchterscheinung durch die von Gasionen hoher kinetischer Energie herausgeschlagenen Sekundärelektronen. Die aus der Kathode austretenden Elektronen werden zur Anode hin beschleunigt und als Kathodenstrahlen bezeichnet (siehe Kathodenstrahlröhre).

Technische Anwendung

Durch den Ionenwind bei Atmosphärendruck und gewöhnlicher Luft ist eine blauviolette Glimmentladung mit UV-Anteilen durch Sauerstoff und Stickstoff zu beobachten. Durch die Ionisierung und UV-Strahlung werden Sauerstoffradikale erzeugt, die sich an molekularen Sauerstoff anlagern, wodurch giftiges Ozon entsteht. Unter Einhaltung der Mittleren Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert) nutzt man Ozon zur Luftreinigung.

Auf vielen meist halbwissenschaftlichen Seiten wird über Ionenwind als Antriebstechnik nachgedacht (Lifter), die Wirkungsgrade sind jedoch recht gering und der Effekt bleibt unter Vakuum natürlich aus. In der Weltraumtechnik werden Ionentriebwerke mit Edelgas als Steuertriebwerke verwendet.

Literatur

• Demtröder : Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik 4. Aufl. ISBN 3-540-33794-6
• Binnewies/Jäckel/Willner : Allgemeine und Anorganische Chemie 1. Aufl. ISBN 3-8274-0208-5