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XE2PNA

Fís. Jorge Humberto Olivares Vázquez

San Luis Potosí, México

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La ionización es el fenóneno por el que, a través de intercambios energéticos, las moléculas de gas de oxígeno y nitrógeno presentes en la atmósfera se disocian en átomos que a su vez pueden liberar electrones, dando lugar a electrones libres con carga negativa y a iones con carga positiva. La principal fuente de ionización en la atmósfera es el Sol.

La intensidad de ionización (I) se define como el número de electrones liberados por unidad de volumen y de tiempo, y se mide en electrones por metro cúbico y por segundo (e-/m3/s).

La densidad de ionización (N), se define como la cantidad de electrones libres generados por unidad de volumen, su unidad de medición es, electrones por centímetro cúbico (e-/cm3). En la figura siguiente se muestra la variación típica de la densidad de ionización en la atmósfera, en función de la altitud.

Variación de Ionización
Variación de la densidad de ionización con la altitud

La densidad de ionización siempre será máxima en un punto de mediana altitud de la ionosfera, ya que en los puntos más altos la densidad molecular es menor y en los más bajos, aunque la densidad molecular es mayor, se ha producido un nivel de absorción de la radiación ionizante lo suficientemente grande como para minimizar los efectos de la ionización.

Ionización por absorción o fotoionización.

Durante el día, la Tierra está sometida a la radiación procedente del Sol. Parte de esta radiación es ionizante (ver tabla), es decir, excita a las moléculas de oxígeno e hidrógeno presentes en la ionosfera, provocando que entren en oscilación.

Denominación Longitud de onda (Å)

Ultravioleta (UV)

20 - 300

Rayos X

8 - 20

Radiaciones ionizantes procedentes del Sol

Esta oscilación puede provocar que cada molécula de oxígeno o de hidrógeno se disocie en dos átomos.

Estos átomos siguen sometidos a las radiaciones ionizantes, cuya energía puede ser absorbida por los átomos provocando el desprendimiento de electrones, dando lugar por tanto a electrones libres con carga negativa y a iones con carga positiva.

La fuente que provoca mayor intensidad de ionización es el Sol, seguido por las estrellas (unas 1000 veces inferior) y por los rayos cósmicos (unos 100 millones de veces inferior). En el caso del Sol, la intensidad de ionización es mayor al mediodía, cuando los rayos solares inciden perpendicularmente sobre la Tierra.

Se define la densidad de flujo de radiación ionizante (S) como la potencia registrada por unidad de superficie debida a la radiación procedente de una fuente ionizante, como el Sol, y se mide en watios por metro cuadradro (W/m2).

La intensidad de ionización será mayor en las regiones con valores más altos de densidad de ionización y sometidas a una mayor densidad de flujo de radiación ionizante.

Ionización por absorción.

Los distintos átomos, moléculas, iones y electrones se encuentran en movimiento en la ionosfera y por tanto poseen una determinada energía cinética. Con una probabilidad proporcional a la densidad molecular se producen colisiones entre estos componentes. En el caso de una colisión entre un átomo y otro componente, si la energía cinética de este último es lo suficientemente elevada, se puede producir la liberación de electrones, dando lugar a nuevos electrones libres con carga negativa y a iones con carga positiva.

El viento solar es un conjunto de partículas procedentes del Sol, que al llegar a la ionosfera también producen fenómenos de ionización por absorción.

Recombinación.

En la ionosfera también se produce el proceso inverso a la ionización. Se trata de la recombinación, que normalmente se realiza en dos etapas: en primer lugar un electrón libre se acopla a una molécula neutra, dando como resultado un ión positivo. En segundo lugar, un ión negativo se recombina con un ión positivo, dando lugar a dos moléculas neutras. Evidentemente, este proceso hace que la densidad de ionización disminuya.

Al aire
6E0RNE
FMRE 80
6D0LM

RNE 50