Gasentladung

Gasentladung, im engeren Sinne die Bezeichnung für einen physikalischen Vorgang, durch den ein Gas elektrisch leitend wird. Im weiteren Sinne wird heute jede Form des Ladungstransports in Gasen als „Gasentladung” bezeichnet.

Auf Grund einer Gasentladung verliert jeder elektrisch geladene Körper in Luft oder anderen Gasen seine Ladung, wobei Elektronen und Ionen die Ladungsträger bilden. Diese sind frei beweglich und entstehen vorwiegend durch äußere Einflüsse, insbesondere durch natürliche Radioaktivität und kosmische Strahlung, aber auch durch gezielte Maßnahmen, wie z. B. Erhitzen des Gases oder durch künstliche Radioaktivität. Ist ein elektrisches Feld angelegt, so führen die im Gas vorhandenen Ladungsträger eine gerichtete Bewegung aus. Hinreichend hohe Feldstärken können die Verstärkung der Gasentladung hervorrufen: Durch Zusammenstöße mit energiereichen Ladungsträgern können Atome ionisiert werden, wobei weitere Ladungsträger entstehen. Die Folge ist eine lawinenartige Verstärkung der Gasentladung, die sich schließlich in einer „selbständigen” Entladung entzünden kann. Kommt es zur Zündung, läuft der Transport der Ladungen unabhängig von den ursprünglichen Ladungsträgern ab.

Im Allgemeinen sind Gasentladungen mit Lichterscheinungen verbunden, da in Stoßprozessen Atome nicht nur ionisiert sondern auch angeregt werden. In einer herkömmlichen Neonröhre werden die im Lampengas enthaltenen Quecksilberatome durch Zusammenstöße mit Elektronen angeregt und beginnen Energie in Form von Licht zu emittieren. Je nach Größe des Gasdrucks und Stärke des elektrischen Feldes unterscheidet man Glimmentladungen (Glimmlampen, Kanalstrahlen) von Bogenentladungen (Hochdrucklampen) und Funken. So sind Blitze Funkenentladungen, die sich über einige Kilometer zwischen elektrisch geladenen Wolken oder Wolken und Erdboden erstrecken. Die dabei auftretenden Spannungen können bis zu einer Milliarde Volt betragen und es fließen Ströme von etwa 20 000 Ampere. So genannte Koronaentladungen treten in der Atmosphäre auf und gehen ebenfalls auf elektrisch geladene Wolken zurück. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind die so genannten Elmsfeuer. Das Knistern von Hochspannungsleitungen kommt ebenfalls durch Entladungsphänomene zustande, die in diesem Fall zu unerwünschten Energieverlusten führen.