1、室内 空气离子 浓度 与氡元素 的关系 东南电子 自然界中 几乎所有天然的正 极性的 空气离子都是由放射性活动 所 产生的 。其中 有 40%来源自土壤中的放射性物质 。当 一个放射性原子衰变时 ,会在附近 的空气 中 产生 约 50000-500000对空气离子 。 还有 40%来源于空气中的氡元素 （ 每一个氡原子产生约 250000对空气离子 ）。 其余的 20%来源于宇宙射线 （ 遥远的超新星所发出的高能质子 ）。 在室内 ，空气 离子在 碰 触到某些物体的表面而落地 消失 之前平均能 “ 存活 ”约 30秒 。 在室外 ，空气 离子则能 “ 存活 ” 几分钟之久 。 负离子通常是因为
2、放射性及水的蒸发而产生 。 闪电 、 雷雨与森林大火能产生出正 、 负 空气 离子 ；而 在平常的条件下 ，这 类 空气 离子是无法产生的 。 在普通的天气情况下 ，空气 离子浓度为每立方厘米含 200至 800个负离子和 250至 1500个正离子 ；在 室内则普遍较低 。 在暴风雨之前的几个小时内 ， 正 的空气 离子浓度会剧增 ， 有时甚至可达到每立方厘米 5000个 。 而在暴风雨中 ， 负 的空气 离子将增长几千倍 ； 而正 空气的 离子浓度则会下降 ，通常在 500以下 。 在高能量的场合下也可产生出离子 ， 例如火焰或者炽热的物体 。 高温的物体一般 会 释放出等量的正 、 负离
3、子 。 当直流高压 （ 1000伏以上 ）连接到尖锐的金属边沿或 是针的时候 ， 会产生与电源电压同极性的 空气 离子 ， 这也正是家用空气 离子发生器的工作原理 。 水的蒸发会在空气中产生负离子从而将正电荷留在未蒸发的水中 。 若这些过剩的正电荷未能通过接地而释放掉 ， 则余下的水会由于正电荷 积累 越来越多最终停止产生离子 。 例如说 ， 一个喷泉的水源如果它的马达的电源插头是插在墙上的市电插座 ， 则它会源源不断地产生负离子 （ 除非水被抽干 ）； 但若此喷泉是由电池供电抽水 ， 并与地绝缘良好 ， 那么它在几分钟后就无法再产生负离子了 。 电池供电的离子发生器也会发生同样的情 况 。一
4、般来说 ， 每蒸发 3x1013个水分子中会一个水分子携带一个多出的负电荷 。 由于高浓度的正 空气 离子会吸引负 空气 离子 ， 所以高浓度的正 、 负 空气 离子常常同时出现 。 理论上 ， 当某一地段的正 、 负 空气 离子浓度很高 （ 1000或以上 ） 时 ， 则往往可在相距一个街区远 处 发现 空气 离子浓度低 （ 300或以下 ） 的地方 。 一团浓度高达 1000的纯正 空气 离子 （ 无负离子 ） 团 ， 在直径接近或超过 30米 （ 100英尺 ） 时 ， 会变得极不稳定甚至散落开来 。 所以 ， 高浓度的纯正 （ 或纯负 ）空气 离子团会趋向于紧缩 ， 但直径不会超过 3
5、0米 。 唯一的例外是在暴风雨之时 ， 强大的大气电场可以维持高浓度的同极性 空气 离子团 。 在室内测试时 ，你也许会发现房间内某处负 空气 离子浓度很高 ， 而另一处却是正 空气 离子浓度很高 。 这一现象 的出现 是因为房间相对 于室外宽阔空间 而言太小了 。 “ 高速 ” 的 空气 离子 （ 这是最常见的类型 ） 生存时间的长短取决于 空气 离子在多长时间内不因碰到固体 （ 或粉尘 ） 而失去电荷被中和掉 。 室内的电场比室外的强 。 当塑料表面电位达到负 1000伏时 ， 会在其表面附近产生 500至 5000伏/米强的电场 ， 此电场会排斥负 空气 离子 （ 吸附了一个 O-或 O
6、H-的空气分子 ）。“ 高速 ” 的 空气 离子的迁移率约为 1.2x10-4（ 米 2/伏秒 ）， 那么 ， 在 2000伏 /米的电场中 ， 负 空气 离子被排斥的速度为 2000x1.2x10-4=0.24 米 /秒 。 正 空气 离子（ 附带有 H+或氨分子的空气分子 ） 则会被此电场吸引向塑料 ， 它们的迁移率稍低 ， 约为 1x10-4（ 米 2/伏秒 ）， 故而速度稍慢 。 当正 空气 离子接触塑料时 ， 它们释 放出正电荷 ， 中和掉塑料上的一部分负电荷 。 在一般条件下 ， 几个星期内就可完全中和塑料上的负电荷 。 实际上 ， 流动的粉尘会在与塑料的摩擦时获取正电荷 ，并 将
7、其带走 （ 最终落地 ）。 因此 ， 这块塑料会一直带有负电荷 。 确定（ 或延长 ） 室内 空气 离子 生存 时间的行之有效的方法是将它们放入一个硬纸板制成的盒子中 ， 若排除湿度因素 ， 在 1立方英尺的盒子中 ， 离子的存在时间约 50秒 。 那么 ， 假如一个盒子含有每升 4微微居里的氡元素 ， 则在盒子内会保持每立方厘米 1600个正 空气 离子的浓度 。 你可以直接用一把塑料的梳子梳头从而得到负 空气 离子 。 如果你对着梳子吹气 ， 那么在梳子附近的空气中 ， 负 空气 离子浓度立即处于每立方厘米 1000到10000个之间 ； 若周围湿度较高 ， 则产生的 空气 离子浓度较低一
8、些 。 你呼气时所呼出的水蒸汽中也含有每立方厘米 20000至 50000个的负 空气 离子 。 但 是， 要得到如此高的离子浓度 ， 你必须于地面接触 。 若你与地绝缘 ， 由于你的呼气带走了负电荷 ， 每一次的呼气都会提高你自身的正电位 （ 约 5伏左右 ）， 最后 ， 当（ 呼气约 20分钟后 ） 你身上的正电位足够高时 ， 负离子会立即重新回到你的身上 （ 即 ： 不再呼出负离子 ）。 在大厦制冷系统所使用的水蒸发塔也会发生同样的现象 。 若未良好接地 ， 水泵与管口将会产生很高的正电势 （ 如果内部管口与水蒸汽之间被热交换器绝缘 ， 那么此管口的正电势将会变得极高 ， 从而产生大量的
9、正离子 。 这一问题可以很简单地采用将其接地的方法而解决 ）。 在室内接近地面的高度或地下室内 ， 大多数的正 空气 离子来自氡元素 。 正空气 离子的数目氡元素浓度与 空气 离子平均生存时间的乘积正比于 。（ 室内的强电场会缩短 空气 离子的生存时间 ）。 除了火焰 、 烟雾或高温的电子加热器 ，其它情况下一般不可能产生浓度高达每立方厘米 1000个的正 空气 离子 ， 如若地下室的正 空气 离子浓度高达 1000， 则表示那儿的氡元素浓度至少为每升 4微微居里 （ 2000则表示氡元素浓度为每升 8微微居里 ， 以此类推 ）。 在美国 ， 允许的最高氡元素浓度为每升 4微微居里 。 若 空气 离子是来源于氡元素 ， 那么地下室内的空气 离子浓度会几乎处处相等 。 另一种情况下 ， 若在高温的热水器旁的正 空气离子浓度为 1000而其它地方只有 100， 那么这些 空气 离子就不是氡元素产生的 。如果在混凝土地基的裂缝或角落附近某处的正 空气 离子浓度偏高 ， 则可说明此处含有氡元素 。 若某处正离子的平均浓度较低 （ 例如少于 100）， 那么显然此处不可能含有氡元素 ， 因为氡元素所产生的 空气 离子是无法 “ 隐藏 ” 的 ，“ 无 空气 离子 ” 则意味着 “ 无氡元素 ” 。
