støtionisasjon

Partikkelen som kolliderer med et atom, kan stamme fra radioaktive prosesser, termiske bevegelser når en gass varmes opp, og elektriske utladninger. Slike kollisjoner kan skje i både i faste stoffer, væsker og gasser.

I en halvleder, for eksempel, kan et elektron med tilstrekkelig stor kinetisk energi slå løs et elektron slik at det oppstår et fritt elektron i halvlederen. Slike prosesser vil øke den elektriske ledningsevnen til halvlederen og kan brukes til å omforme et optisk signal til et elektrisk signal. Fotodioder der dette utnyttes, brukes blant annet i visse typer mottakere.

En betingelse for støtionisasjon i en gass der det virker et elektrisk felt, er at frie elektroner kan bevege seg så langt i gassen at de får tilstrekkelig energi til å slå løs et nytt elektron fra et atom.

Når den elektriske spenningen er så høy at hvert fritt elektron i gjennomsnitt slår løs minst et nytt elektron, vil det oppstå en elektrisk utladning, som kan observeres som en kortvarig gnist, eller som en selvstendig kontinuerlig utladning gjennom gassen, eventuelt en lysbue.

Termisk støtionisering er spesielt viktig i astrofysisk sammenheng. I områder med spesielt sterkt gravitasjonsfelt slik som i omgivelsene til et supermassivt svart hull i sentrum av en galakse eller i de nære omgivelsen til en nøytronstjerne, roterer vanligvis en oppsamlingsskive som i den ytre delen består av en gass av nøytrale atomer. Men når gassen i den innerste delen av oppsamlingsskiven trekkes mot det svarte hullet, vil gravitasjonsenergi gå over til termisk energi. Den delen av oppsamlingsskiven som er nærmest det svarte hullet, vil da varmes opp så mye at det skjer termisk ionisasjon i stor skala. Mesteparten av den innerste gassen går da over til å bli et plasma av ladde partikler. Disse sender ut intens elektromagnetisk stråling og gir opphav til fenomener som kvasarer og røntgenpulsarer.

• gassutladning