放電管とは
放電管とは、ガラス管などの気密容器内に気体や金属蒸気を低圧で封入し、電極を備えた電子デバイスです。
管内部に封入された気体や金属蒸気は、外部から電圧が印加され、電極間で放電現象が発生すると、発光します。この発光現象を利用したものが放電管です。放電管の重要な特徴として、封入する気体の種類や圧力、電極形状、印加電圧によって、発光する光の色や強さ、放電の特性を調整できる点が挙げられます。例えば、封入ガスに水銀を用いれば紫外線を、キセノンを用いれば白色光を発生させることができます。
放電管は発光効率が高く長寿命であることから、照明をはじめとするさまざまな分野で活用されています。さらに近年では環境負荷の低減を目的として、水銀を使用しない放電管の開発も進められています。
放電管の使用用途
放電管の発する光は通常の電球とは異なる特性を持っており、そのような特徴が多様な用途での活用につながっています。代表的な用途として、以下のようなものが挙げられます。
1. 照明
最も一般的な用途は照明です。蛍光灯は放電管の一種であり、管内の水銀蒸気による放電で発生する紫外線を管内壁に塗布された蛍光物質に当てることで可視光に変換し、照明として利用しています。蛍光灯は一般家庭やオフィス、店舗など幅広い場所で利用されています。近年、省エネルギー化の観点から、従来の蛍光灯に代わりLED照明への置き換えが進んでいます。しかし、特殊な波長の光を必要とする用途などでは、依然として蛍光灯が利用されています。
2. 殺菌
紫外線ランプも放電管の一種であり、殺菌作用のある紫外線を放射する特性を利用しています。紫外線ランプは、空気や水、食品などの殺菌・消毒に利用されています。具体的には、医療機関での器具の殺菌、食品工場での製造ラインの殺菌、浄水場での水の殺菌など、衛生管理が重要な分野で幅広く利用されています。
3. 特殊光源
放電管は、特定の波長の光を効率よく発生させることができるため、分析機器や光学機器などの特殊光源としても利用されています。例えば分光分析装置では、特定の元素のスペクトル線を発生させるために放電管が利用されます。また、プロジェクターの光源や半導体製造における露光装置の光源など高輝度で安定した光が必要とされる分野でも、放電管が重要な役割を果たしています。