jonisationsprocesser

Jonisationsprocesser är fysiska processer där elektroner avlägsnas från atomer eller molekyler, vilket bildar positiva joner. Dessa processer är centrala inom plasmafysik, atmosfärfysik och astrophysik och kan ske under olika förhållanden, ofta som primära händelser som leder till vidare kemiska och elektromagnetiska effekter. Olika mekanismer används för att beskriva hur ionisering sker i praktiken.

Fotoionisation är den mest grundläggande mekanismen i många sammanhang. När en atom absorberar en foton med tillräcklig energi, överstiger fotonens energi bindningsenergin och en elektron frigörs. Denna process är särskilt viktig i stjärnors och galaxers strålning, i planetära atmosfärer och i interstellära miljöer där UV- och X-strålning dominerar.

Kollisionionisation uppstår när energirika partiklar, oftast elektroner eller tunga joner, kolliderar med atomer och drar bort elektroner. Denna mekanism är central i heta plasmer där temperaturen är tillräckligt hög för att elektroniska kollisioner ska övervinna bindningsenergin. Intensitet och temperatur styr hur ofta sådana kollisioner inträffar.

Kosmisk strålningsionisation orsakas av högenergiska kosmiska partiklar som ioniserar atomer och molekyler när de träffar dem, särskilt i molekylära moln och yttre rymden.

Andra mekanismer inkluderar starkt fält- eller tunnelingionisation i mycket starka elektriska fält, samt Auger-processer där en inre elektronionsnivå lämnas ledig och följande elektroner ejs bort.

Ionisering följs ofta av recombination och andra balanser som Saha-ekvationen i termisk jämvikt eller mer generellt i kollisions- och fotoionisationsutjämning (CIE, PIE) i olika miljöer.ionisationsprocesser avgör vilka jonisationstillstånd som dominerar och därigenom spektrala linjer och ämness sammansättning återspeglas.