Az ionizátor gáz vagy folyadék ionizálására szolgáló eszköz . Szellőztető rendszerekben használják a levegő tisztítására és állítólagos baktériumok aktivitásának visszaszorítására [1] .
A levegő tisztítása során az ionizátorok hatása nem haladja meg a hagyományos HEPA-szűrők hatását [2] , a vírusellenes hatás pedig nem járványellenes, mivel a vírusok általában folyadékcseppek részeként terjednek, ami az ionok nem gyakorolnak kellő hatást [3] . Kimutatták, hogy az ionizált levegő vagy víz állítólagos pozitív hatása az emberi egészségre közel van a placebóhoz [4] .
A légköri ionizációt J. Elster és G. Geitel fedezte fel 1899-ben. [5] Az ionok jelenlétének lehetősége gázban vagy folyadékban egyértelműen kimutatható egy felhőkamrában . [6] Az ionok felhasználása az anyag tömegspektrális elemzésére fontos, beleértve az orvosi kutatási módszert is, és a lézerionizáció lehetőségének 1987 -es felfedezését 2002-ben Nobel-díjjal jutalmazták . Az ionok emberi egészségre és jólétre gyakorolt pozitív hatásának – különösen A. Sokolov által 1903-ban kifejezett – feltételezése alapján [5] egyes tudósok és mérnökök kísérletet tettek ionizációs eszközök létrehozására. A Szovjetunióban a háború előtt egy tehetséges autodidakta feltaláló, A. L. Chizhevsky foglalkozott ilyen fejlesztésekkel, de tudományos kutatásának eredményeit meghamisítottnak ismerték el . 1967-ben S. A. Lowes céget alapított az Egyesült Királyságban saját forrásaiból kereskedelmi légionizátorok gyártására, amelyeket népszerűsítettek, beleértve az otthoni felhasználást is. [7]
Az ionizátorok ionizáló sugárzás forrásáról (például ultraibolya vagy radioaktív izotópok ) vagy nagy feszültségről (több ezer volt) működnek, koronakisüléssel az elektródákon. Ez utóbbi esetben ionizáló elektródákat és nagyfeszültségű tápegységeket, automatizálási és biztonsági berendezéseket használnak. Az ionizáló elektródák kétféleek: tű (hegyes) és huzal. Az ionfluxus gyakran eléri az 1 µA-t, ami másodpercenként több milliárd ionnak felel meg. Az ív- és szikrakisüléseket nem használják a levegő ionizálására, mivel az ózon és a nitrogén-oxidok az oxigénionokkal együtt képződnek a levegőben. [5]
Számos különféle típusú légionizátort hoztak létre, ezek közé tartozik [5] :
- F. G. Portnov és D. L. Vilchevsky , Ya. Yu. Reinet és munkatársai, V. I. Grachev és A. K. Tuman termikus légionizátorai; - radioizotópos légionizátorok, A. B. Verigo és V. A. Poderni, Ts. I. Steinbock, "Sigma"; - az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Nukleáris Kutatási Intézetének "IVA 1" és "IVA 2" radioaktív légionizátorai; - Ya. Yu. Reinet és A. K. Tuman fotoelektromos légionizátorai; - hidrodinamikus légionizátorok (hidroaeroionizálók) , A. A. Mikulin , E. A. Chernyavsky, D. K. Pislegin és mások; - korona (effluviális) légionizátorok, D. P. Sokolov, A. L. Chizhevsky, AIR-2, Riga, Ryazan-101, EFA, Zovuni, Aina, Electronics.Az ionizátorokat két típusra osztják, attól függően, hogy milyen típusú ionokat képesek generálni: egypólusú ionizátorok - csak negatív töltésű N 2 - és O 2 - ionokat állítanak elő ; [8] bipoláris ionizátorok - negatív és pozitív töltésű H + és O 2 - ionokat is termelnek [3] vagy az úgynevezett plazma klaszter ionizátorok, amelyek egyidejűleg H + és hidroxid ionokat termelnek HO - [3] .
A különféle ultraibolya fényforrásokkal működő ultraibolya légionizátorok kivételesen nagy mennyiségű ózont és nitrogén-oxidot termeltek. A kvarclámpa bekapcsolása után néhány percen belül a levegőben lévő káros gázok mennyisége tízszeresen és százszorosan meghaladja a megengedett értéket. Az ultraibolya ionizátorok nem alkalmasak élettani kísérletekre.
Az ultraibolya sugárzás, az alfa, a béta, a gamma sugárzás, a röntgensugárzás is reprodukálja az ionokat. Az egészségügyi intézményekben ultraibolya sugárzókat használtak fertőtlenítésre. A mai napig ivóvíz tisztítására, lakkok, gyanták és polimerek kikeményítésére használják , de a fő hatást itt nem ionok, hanem nagy energiájú fotonok fejtik ki, amelyek elpusztítják a besugárzott anyag molekuláit, és roncsoló hatást váltanak ki. felszíni réteg.
Az úgynevezett hidroionizálók elektrosztatikusan feltöltött vízpor generátorai. A Szovjetunióban a "Comfort" típusú hidrodinamikus "aeroionizátorok" ( A. A. Mikulina ), amelyek nagy mennyiségű víziont termeltek (de általában nem vezettek oxigén ionizációjához a levegőben), desztillált vizet használva találtak. széles körű alkalmazás. Alkalmazzák gyógyszeres elektroaeroszolok előállítására és folyadék finom diszperziójára.
Az ilyen típusú ionizátorok hegyes elektródákkal vannak felszerelve, amelyek koronakisülés és elektrosztatikus emisszió révén ionokat képeznek az elektródák közvetlen közelében. Ezeknek az eszközöknek két típusa van:
Mindkét típusú ionizátort egy bizonyos töltés elérésére, valamint a nem kívánt elektrosztatikus töltések elterelésére vagy megelőzésére használják . Annak érdekében, hogy az ionizátorokat a lemerült (töltött) felülettől a lehető legnagyobb távolságra (2 m-ig) lehessen elhelyezni, fúvókkal vannak felszerelve (külső vagy beépített) - ilyen módon ionizált levegő, és vele együtt az elektromos töltést a kívánt helyre (például nyomdákban) táplálják [9] . A koronaionizátorokat gyakran fésűsínek formájában készítik; AC vagy DC forrásból táplálkoznak. AC hálózathoz csatlakoztatva az összes fésűhegy csatlakoztatva van; egyenáramnál különböző előjelű feszültségek kapcsolódnak a szomszédos csúcsokra.
A fénymásolók és lézernyomtatók egyenáramú ionizátorokat használnak (a váltakozó áram áthalad az egyenirányítókon) - bennük az ionizátorokat a fotótengely érintés nélküli elektrosztatikus töltésére használják .
Csillár ChizhevskyA szovjet biofizikus , A. L. Chizhevsky megpróbálta kísérletileg vizsgálni a levegőben lévő pozitív és negatív ionok élettani hatásait az élő szervezetekre, és mesterséges légionizációt alkalmazott. [10] A légköri ionokat A. L. Chizhevsky légionoknak nevezte , keletkezésük folyamata - levegőionizáció , a beltéri levegő mesterséges telítése velük - levegőionizálás , kezelés velük - levegőionterápia . Ezt követően Chizhevsky létrehozott egy elektronikus eszközt - egy légionizálót, amely növeli a negatív oxigén légionok koncentrációját a levegőben. A. L. Chizhevsky még 1931-ben javasolta egy elektro-fluviális csillár tervezését légion-generátorként. Jelenleg a feltaláló tiszteletére ezt az eszközt „Chizhevsky-csillárnak” nevezik (a kialakításban az eszköz csillárra hasonlít, és a mennyezetre való felszerelésre készült).
Alapsémája viszonylag egyszerű. A működő test egy elektro-fluviális (a görög „effluvius” szóból - lejár) csillár, amely egy negatív polaritású nagyfeszültségű forráshoz van csatlakoztatva. A csillár egy könnyűfém perem, amelyre két merőleges tengely mentén huzal van kifeszítve. A gömb részét képezi - egy lefelé kiálló rácsot. A tűket a háló csomópontjainál forrasztják (legfeljebb 50 mm hosszúak és 1 mm vastagok). Élesítésük mértékének maximálisnak kell lennie, mivel a csúcsból növekszik az áram kiáramlása, és csökken az ózonképződés lehetősége. A légionok hatékony előállításához a negatív polaritású tápfeszültségnek legalább 25 kV-nak kell lennie. A biztonság érdekében a csillár áramának 0,03 mA alatt kell lennie (a kimeneten 1 GΩ-os korlátozó ellenállást helyeznek el a csillár előtt).
Chizhevsky úgy vélte, hogy „az emberekre jótékony hatású, könnyű levegő oxigénionok létrehozására és a lakott helyiségek levegőjének tisztítására semmi esetre sem használható a különböző feltalálók által kínált ionizátorok száma. Erre a célra a hidroionok teljesen alkalmatlanok, valamint a levegőmolekulákon az egészségre veszélyes radioaktív vagy ionizáló sugárzás hatására nyert ionok. A. L. Chizhevsky orvosi, állatorvosi és mezőgazdasági kísérleteket végzett egy elektro-fluviális csillárral. Ezeket a tanulmányokat – köztük A. Ioffe és B. Zavadovsky – kritizálták a kísérleti módszertan megsértése miatt, és a hivatalos tudomány nem ismerte el őket. [10] [11] Timirjazev ostobaságnak nevezte Csizsevszkij tézisét. [12]
Radioaktív izotópokat (radionuklidokat) használnak az ionizációs tűzérzékelőkben abszorpciós anyagok (füst, aeroszolok ) ionjainak kimutatására ; míg a levegő vezetőképességét ionizációval mérik - a levegő vezetőképessége nő szerves gázok, gőzök vagy aeroszolok jelenlétében.
Eladóak az antisztatikus hatást ígérő hajszárítók [13] , porszívók [14] , légnedvesítők [15] , billentyűzetek [16] , sőt beépített ionizátorral felszerelt laptopok [17] is.
A koronakisülés vagy a termikus ionizáció folyamatában az egyik elektródaként szolgáló dielektromos felületek aktiválása a vonzás fokozása és a tapadás javítása érdekében. Az ilyen feldolgozás után és egyes polimereknél csak utána lehet bevonatot felvinni a felületre (laminálás, festés, alapozás stb.)
A lakossági helyiségekben a levegő ionizálását főként bipoláris légionizátorok végzik, ami a beltéri mikroklíma fogalmába tartozik. A légionizátorok gyártóinak érvelése arra a tényre vezet, hogy a tiszta természetes levegő több negatív iont tartalmaz (a természetben, különösen a hegyekben, erdőkben, vízesések közelében).
LégtisztításA por, korom, füst, növényi pollen, baktériumok, allergének és minden szilárd levegőrészecske a levegőionizátor hatására feltöltődik, és elkezd lassan a pozitív elektródához sodródni, ami a falak, a mennyezet, a padló, ahol megtelepszik. A beltéri levegőt megtisztítják, de minden szennyeződést el kell távolítani a környező tárgyakról és szerkezetekről, ez rontja a szobák megjelenését, és a Chizhevsky csillárok hátrányának számít. A Chizhevsky-ionizátorokat 1956-ban kísérletileg használták a karagandai szénipari kutatóintézetekben [10] és a moszkvai metróban . [11] Ezzel szemben a gyártók a következő érvelést adják: minden, ami a falakon, mennyezeten, padlón, tárgyakon lerakód, levegőionizáló nélkül a levegőben van, és az ember belélegzi. A tudományos közösség azonban azon a véleményen van, hogy ugyanezt az eredményt más, olcsóbb és egyszerűbb módszerekkel is el lehet érni. [tíz]
A levegő ionizációja beindítja a kellemetlen szagú gázok és aeroszolok kicsapódási reakcióit. Így egy füsttel teli edény hirtelen teljesen átlátszóvá válik, ha elektromos géphez csatlakoztatott éles fémelektródákat vezetnek bele, és minden szilárd és folyékony részecske lerakódik az elektródákra. A kísérlet magyarázata a következő: amint egy koronakisülés meggyullad az elektródák között, a cső belsejében lévő levegő erősen ionizálódik. A levegő ionjai feltöltik a porrészecskéket. A feltöltött porrészecskék a mező hatására az elektródákhoz jutnak, ahol leülepednek.
A levegő ionizációjának megengedett szintjére vonatkozó egészségügyi és higiéniai szabványok szerint (SanPiN 2.2.4.1294-2003, 2003. június 15.) az ipari és közösségi helyiségek levegőjében az ionok minimális megengedett koncentrációja 400 pozitív vagy 400 negatív ion legyen cm³ levegő. A maximális koncentráció 50 000 pozitív vagy 50 000 negatív ion/cm³ levegő szinten van szabályozva. 1939-ben Chizhevsky 10 000-10 000 000 negatív ion/cm3 levegő terápiás dózist javasolt 5-60 perces expozícióval. [5]
VízkezelésAz ultraibolya sugárzókat ivóvíz készítésekor használják a víz szerves szennyeződésektől és baktériumoktól való megtisztítására , de ez nem kapcsolódik közvetlenül az ionizációhoz.
MedencevízkezelésAz amerikai Clear Wagner Enviro Technologies cég olyan ásványi kezelő rendszert fejlesztett ki, amellyel jelentősen csökkenthető a vegyszerek használata a medencevíz fertőtlenítése során. Az ásványi kezelés azon az elven alapul, hogy a folyóvizet réz- és ezüstionokkal telítik, amelyek hatással vannak az algákra, vírusokra és kórokozó baktériumokra.
A tisztítórendszer egy vezérlőegységből és egy réz-ezüstötvözetből készült elektródákból áll, amelyek egymástól kis távolságra vannak elhelyezve.
A víz áthalad egy áramlási kamrán, amelyben elektródák találhatók. A vezérlőegység alacsony feszültségű egyenfeszültséget állít elő az elektródákon. Az elektromos áram hatására az elektródák felületén lévő atomok átadják elektronjaikat, és pozitív töltésű ionokká alakítják őket. A vízáramlás által szállított ionok a medencébe jutnak, ahol megtörténik a tisztítás. A vízbe kerülő ionok mennyisége a választott ionizációs szinttől függően szabályozható. A feszültség polaritásának időszakos felcserélése biztosítja az elektródák egyenletes kopását.
A vízbe került réz- és ezüstionok kémiailag aktívak, ezért elpusztítják az ott található élő mikroorganizmusokat. A réz elpusztítja az algákat, míg az ezüst elpusztítja a vírusokat és baktériumokat, így hosszan tartó, nem mérgező tisztítást biztosít, és megakadályozza az újbóli fertőzést. Az ionok addig maradnak a vízben, amíg kicsapódnak, vagy algákkal és baktériumokkal oldhatatlan vegyületekké nem lépnek fel, amelyek aztán leülepednek a szűrőkön. Egy ionizáló, amely folyamatosan ionokat fecskendez be, pótolja a veszteségeiket.
Az ionizáció felgyorsíthatja, vagy éppen ellenkezőleg, lelassíthatja a tömegátadási folyamatokat. Tehát ha az érintkező anyagok eltérően töltődnek fel, a folyamat felgyorsul, míg azonos töltéssel lelassul. Ezt a hatást széles körben alkalmazzák például az elektrofotózásban , az égéstermékek tisztításában a koromrészecskéktől, a füstölési folyamat fokozására stb.