イオンカウンタとは
イオンカウンタとは、空気イオンという、大気中に浮遊する帯電微粒子の中で、特に負に帯電した小イオンと呼ばれるものを計測するとされる装置です。
2000年代に「マイナスイオンが健康によい」といったマイナスイオンブームなどもあり、環境中のマイナスイオンの量を測るための装置としても、さまざまなタイプのイオンカウンタが販売されています。
精度の高い測定を行う場合には、マイナス及びプラスイオンの両方を同時に測ることが望ましいですが、マイナスイオンのみ表示するタイプもあります。このタイプは、家電などの販促などでマイナスイオンの数値のみ表示したい場合に用いられることが多いです。
イオンカウンタの使用用途
イオンカウンタは、大学・企業などで研究・産業用として使用されています。また、家電から発生するマイナスイオンの量を示すための販促機材という一面も持っています。
「マイナスイオン」が健康に良いという話が世間で話題になってから「マイナスイオン」を検出する機械として、一般の方でも目に触れるようになりました。
イオンカウンタの原理
空気イオンの測定方法としてエーベルト測定装置という基本原理がありますが、その応用であるゲルディエン法が現在の主流です。ゲルディエン法では、二重円筒型の装置の外側の筒に電圧を加えた状態において、ファンで一定流量の空気を円筒内に流入させたときに、電圧が正の場合はプラスイオンを、負の時にはマイナスイオンを測定するものです。
空気中のイオンは1つ1つ移動度が異なるため、イオンカウンタが補足可能なイオンの移動度を、臨界移動度と呼ぶことにします。この臨界移動度より大きな移動度を持つイオンはイオンカウンタに捕捉され、小さい移動度のイオンは捕捉されません。
また、電圧を大きくすれば流れる電流が一定になるポイントが現れ、仮に小イオンしかなかった場合はすべての小イオンがイオンカウンタに捕捉されていることになります。この時の小イオンの濃度を表すのが以下の方程式です。
小イオンの濃度 ＝ 飽和電流/eΦ (e = 電荷素量、Φ = 単位時間当たりに円筒内を流れる空気の流量)
ここで重要になるのはイオンの移動度です。なぜなら、小イオンのほうが体に良いという学説が一部で唱えられているからです。イオンを測定する際には、イオンカウンタがどの移動度のイオンを測定しているのかきちんと把握することが重要になります。ただし、どのイオンが健康に効果があるかはまだ議論のさなかであり、全ての小イオンが効果を示すわけではないことに注意が必要です。
イオンカウンタの種類
現在のイオンカウンタの主流は、原理として説明した二重円筒型ですが、他にもいくつかの種類があります。
1. 並行平板式
並行平板式は安価で簡易的な測定に適した方式です。高い精度は期待できませんが、おおよそのイオン量を知りたい場合や、イオン発生装置の出荷前検査などに使用されています。
2. 鉱石専用型
鉱石専用型のイオンカウンタは、放射線を出す天然鉱石のイオンを測定する装置です。ラジウムやモナザイトという天然鉱石のイオンを測定するために用いられています。
3. イオン検知型
イオン検知型は、平行平板式よりも簡易的な装置です。イオンチェッカーとも呼ばれ、イオンの発生有無を判別するための装置です。
イオンカウンタのその他情報
マイナスイオンの定義
現時点でマイナスイオンは健康によいという考え方は、科学的には見解がまとまっていないと捉えるべきです。まずマイナスイオンという物質は世間では広く使われているものの、専門用語ではありません。英語ではnegative (air) ion と訳され、日本語の専門用語では大気負イオンに該当します。
マイナスイオンに関する捉え方の1つとして参考にできるのが、2019年に大阪大学が発表した「擬似科学を科学する」調査報告集です。結論として「マイナスイオンが明確に定義できない以上、一概にその効果を論じることはできない。容易にテレビ等の情報に飛びつかないようにすべきである。」としています。
また、「テレビや雑誌、インターネットの情報を鵜呑みにするのではなく、疑ってかかる力、つまり、メディアリテラシーを身につけることが求められる。特に、現代は身の回りに情報が溢れているので、より一層の注意が必要である。」とまとめています。
参考文献
https://jsdkk.com/home/product/product-ioncounter/
https://orist.jp/content/files/technicalsheet/2010.PDF
https://www.n-ion.com/product/counter/select-counter.html