Ionisationsereignisse

Ionisationsereignisse sind Prozesse, bei denen Atome oder Moleküle Elektronen verlieren. Sie entstehen, wenn die zugeführte Energie die Ionisationsenergie des Zielsystems übersteigt. Typische Mechanismen sind: Photoionisation, bei der Photonen Elektronen herausschlagen; Kollisionsionisation, etwa durch schnelle Elektronen oder Ionen, die Elektronen aus dem Atom heraustreten lassen; der Auger-Effekt, bei dem eine innere Hüllenschale freigesetzte Energie weitere Elektronen aus dem Atom entfernt; Feldionisation, bei der starke elektrische Felder Elektronen durch Tunneln aus der Bindung lösen. In Gasen kann dies zu einer Ionisationskaskade führen, in der zusätzliche freie Elektronen entstehen. Die Wahrscheinlichkeit eines Ionisationsereignisses wird durch Querschnitte und durch die Energie des antreibenden Teilchens bestimmt.

Ionisationsereignisse spielen eine zentrale Rolle in vielen Bereichen. In der Natur beeinflussen sie die chemische Zusammensetzung, die Temperaturstruktur und die Leitfähigkeit von Gasen in der Atmosphäre, im interstellaren Medium und in Sternwinden. In der Detektortechnik dienen sie als Signalquelle: Gaszählrohre, Proportionalzähler, Geiger-Müller-Zählrohr und Halbleiterdetektoren wandeln freigesetzte Elektronen in messbare Signale um. In der Plasmaphysik bestimmen Ionisationsraten die Dichte und das Verhalten von Plasmen. Das Verständnis von Ionisationsereignissen umfasst Querschnitte, Abhängigkeiten von Energie und Zielmaterial sowie die nachfolgenden Prozesse wie Rekombination und sekundäre Elektronenausstoß.