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Während der Gasentladung fließt ein elektrischer Strom zwischen zwei
Elektroden. Dabei bewegen sich elektrisch geladene Teilchen, Elektronen
und Ionen, in dem stromdurchflossenen Gas. Stoßen diese Teilchen mit
Gasatomen zusammen, so ändern sie ihre Richtung. Wenn genügend freie
Elektronen, z.B. durch Emission aus der Kathode, in dem elektrischen Feld
stark beschleunigt werden und diese mit neutralen Gasatomen Zusam
menstößen, so werden aus dem Atom ein oder mehrere Elektronen her
ausgeschlagen. Das Atom wird ionisiert. Die Ionen und die freigewordenen
Elektronen werden im elektrischen Feld ebenfalls stark beschleunigt und
tragen durch weitere Zusammenstöße zur Aufrechterhaltung der Gasent
ladung bei.
Parallel dazu werden Elektronen, die um den Atomkern kreisen, aus ihrem
Zustand niedriger Energie in den Zustand höherer Energie angehoben.
Das Atom befindet sich im angeregten Zustand 14 . Wie bereits in Kapitel
3.2.2 geschildert, erfolgt spontan die Rückkehr der Elektronen in den
Grundzustand. Die Energiedifferenz wird dabei als Strahlung (in diesem
Fall als UV-Strahlung) abgegeben.
4.2.3 Quecksilberdampflampen
Die Quecksilberdampflampe (Hg-Lampe) ist die zur Zeit am meisten zum
Einsatz kommende UV-Strahlenquelle. Ihre hohe Strahlungsausbeute und
die hohe Strahlstärke ist unübertroffen. Hinzu kommt die geringe chemi
sche Aggressivität und der hohe Dampfdruck bei noch relativ niedrigen
Temperaturen.
Je nach Dampfdruck unterscheidet man Niederdruck-Hg-Lampe mit ei
nem Dampfdruck zwischen 0,01 mbar und 1 mbar. Im Druckbereich von
ca. 0,1 mbar und 20 bar spricht man von Hochdruck-Hg-Lampe.
Der Vollständigkeit halber bleibt noch die Höchstdruck-Hg-Lampe zu
erwähnen, die im Druckbereich von 30 bar bis 100 bar arbeitet.
Besonderes Merkmal der Quecksilberdampf-Hochdrucklampe ist ihre
hohe Leistungskonzentration. Ihre höchste Strahlungsintensität liegt im
Wellenlängenbereich von 365 nm bis 366,3 nm, auf sie werden alle Inten
sitäten der jeweiligen Wellenlängen (Linien) bezogen. Die Intensität im
kurzwelligen UV-Bereich ist relativ klein. Die Linienintensität der Reso
nanzlinie 253,T nm beträgt nur etwa 10% der stärksten Liniengruppe.
Wird statt der Resonanzlinie auch deren Umgebung betrachtet, läßt sich
die Gesamtintensität im schmalen Bereich um 254 nm auf ca. 50% steigern.