●グロー放電【グローほうでん】

真空度が 1Torr程度の低圧気体放電の一形式。アーク放電に比べて放電電流が数 mA程度と小さく，発光は弱いが，放電電圧が高い。電子は主としてイオン衝撃による二次電子放出あるいは電界 (電場) 放出により供給されるので，陰極降下が大きいのが特徴である。ネオングローランプ，ネオンサインなどに利用されている。

低圧気体中の冷たい電極間に起こる放電。電流密度が小さいのが特徴。ネオンサインや蛍光灯のグローランプなどに利用。

気体中の放電の一形式。図に示すような構造をもつ放電であり，0.01～1KPaのガス中で観測しやすい。陰極降下部がこの放電の基本部分である。ここでは陽イオンが加速される。陽イオンは陰極に衝突し二次電子をたたき出す。二次電子は加速され気体を電離して陽イオンを作り出す。陰極降下部を中心として生ずる上記の過程が平衡してグロー放電は安定に保たれる。ファラデー暗部や陽光柱を欠く場合にもグロー放電は成立する。グローを維持するための最小電圧V_cは気体と電極材料に影響され100～300V程度である。

気体中の放電の一形式。陰電極の温度が低く、陰極前面の電圧降下によって加速された陽イオンが陰極に衝突し、電子をたたき出すことによって供給される定常放電をいう。低気圧放電において、電流が数十ミリアンペアと比較的小さいとき、典型的な形をとる。ある範囲内では、電流を変化させても、電極間の電圧はほぼ一定となる特徴をもつが、この範囲を超えて電流が増加すると、陰極の温度が上昇し、熱電子を放出するアーク放電へと移行する。［東　忠利］

グロー放電の構造

グロー放電では放電路に沿って発光の強いところと弱いところが生ずる。陰極の近くに非常に薄い暗い部分があり、アストン暗部とよばれる。ついで陰極グローとよばれる発光部分があり、さらにやや暗い部分を陰極暗部またはクルックス暗部とよぶ。ついでもっとも明るい発光部分である負グローがある。ここでは原子や分子の電離および励起がもっとも盛んにおこっている。負グローの次には、発光が弱い部分がまた現れ、ファラデー暗部という。これは、電子が負グロー中でエネルギーを失い、原子を励起する能力をなくしているためである。ついで陽光柱とよばれる発光部がある。陽光柱の発光は負グローより光が弱く、また一般に光の色も違っている。陽光柱の陽極近くには、やや明るい部分があり陽極グローとよばれる。陽極と陽極グローの間は、発光がやや弱く陽極暗部という。以上の各部のうち、気体の種類や放電条件によっては、アストン暗部と陽極暗部、陽極グローは認められないこともある。陽光柱以外の各部の長さは、気体の種類と圧力によって決まっている。そのため陰極と陽極の間隔を近づけていくと、まず陽光柱が短くなり、ついにはなくなる。ついで陽極側から陽極グロー、ファラデー暗部、負グローとなくなっていく。負グローがなくなったグロー放電は、陰極線により陽極付近のガラスから蛍光が発せられる放電である。さらに陰極暗部がなくなると、もはや放電は維持できない。［東　忠利］

グロー放電の応用

グロー放電は安定した放電であるため、よく利用される。赤色のネオンサインは、ネオンの陽光柱の赤色の発光を利用したものである。ただし、赤色以外のものは水銀のグロー放電を利用したもので、水銀原子の発する紫外線を蛍光体でいろいろの色に変えている。ネオン管はネオンの負グローを利用し、蛍光ランプの点灯管（グロースターター）は、グロー放電の陰極加熱を利用してバイメタルを点滅させる。水銀のグロー放電による白色蛍光ランプは長寿命が得られるため液晶テレビのバックライトとして常用されていたが、2010年ころ以後は高効率のLED（発光ダイオード）ランプに置き換えられつつある。［東　忠利］

低気圧放電として知られている形式で，ネオン灯，室内の放電灯，街路の高圧水銀灯などはグロー放電である．放電の外観は，放電が行われている気体の種類とその圧力によっていちじるしく変化する．グロー放電中では化学反応が起こりやすく，放電反応の研究では大きな部分を占めている．10² Pa 程度での放電の状態を図に示す．化学反応は陰極グロー部および陽光柱で主として起こる．放電の行われている空間の気体の温度はあまり高くはないが，そこに生成する電子や陽イオンと分子との作用により，たとえば窒素と水素からアンモニアの生成反応，炭化水素の分解反応など，熱反応とは異なるグロー放電に特有の反応が起こる．