2010/03/25

Negative Air Ion (1)

これから断続的に大気イオンの影響について資料を見ていこうと思う。特定症状の治療に効果があったという研究や、その研究とは何の関係もない英国のQuackなマシンと米国FDAの警告など、全体概要を知るための資料群を一通りは目を通してみたが、十分ではないと思う。(なので、どれくらいのエントリを消費するかわからないけど)

なお、本件は日本国内に存在する/マ/イ/ナ/ス/イ/オ/ン/とは一切関係ない。

で、まずは、大気電気系の専門家であるNiels Jonassenによる概論を4分割で紹介する:
Niels Jonassen: "Are Ions Good for You?"
Mr. Static explores the reputed physiological effects of ions.

ミスター静電気が評判の高いイオンの生理的影響を調べる

About a hundred years ago, it appeared as if all the important discoveries in physics happened almost simultaneously. For example, Wilhelm Rontgen discovered and developed x-rays, and Henri Becquerel and the Curies discovered radioactivity. It was soon realized that both phenomena had effects that could be put to very important use in industry, medicine, and other scientific fields.

100年ほど前、あらゆる物理学上の重要な発見がほぼ同時に起きたかのように現れた。たとえば、ウィルヘルム・レントゲンはX線を発見し、アンリ・ベクレルとキュリー夫妻は放射能を発見した。そして、まもなく、工業や医療やその他の科学の分野でとても重要な役割を担う現象であることが理解された。

However, the discoverers themselves were not aware that exposure to these phenomena could pose a health hazard. Rontgen is known to have looked directly into an x-ray beam to determine whether it had any effect on the eye, Becquerel always wore a lump of pitchblende in his waistcoat pocket, and Marie Curie developed radiation damage to her hands from handling radium.

しかし、それらの発見者たち自身は、これらの現象への曝露が健康被害をもたらすことを知らなかった。レントゲンはX線を直接に眼で見て、眼に影響があるか調べた。ベクレルは常に瀝青ウラン鉱をヴェストのポケットに入れていた。マリー・キュリーはラジウムを取り扱って、手に放射線障害を受けた。

Although x-rays and radioactivity have many similarities, they are obviously very different in nature. X-rays, being associated with accelerated electrons impinging on certain metals in vacuum, are not natural phenomena, whereas radioactive processes have taken place since the first day.

X線と放射能には多くの類似点があるが、その性質は明らかに大きく違っている。X線は加速された電子が真空中の特定の金属に当たることの伴うもので、自然現象ではない。一方、放射過程は宇宙が始まった時から起きている。

It is also interesting that the common by-products (i.e., atmospheric ions or air ions) of both processes when taking place in atmospheric air were not recognized until about the same time as the discoveries of x-rays and radioactivity. It could be speculated that the cause must be known before the effect can be discovered, but this is not so. The existence of atmospheric ions could very well have been predicted a century earlier. In 1796, Coulomb had already observed that an insulated charged body would gradually lose its charge when exposed to atmospheric air. However, it was not until 1899 that Elster and Geitel and, almost simultaneously and independently, C.T.R. Wilson demonstrated the existence of mobile charge carriers in air and rightfully ascribed it as the result of radioactive decay of mostly airborne nuclides such as radon and its short-lived daughters.

両プロセスが大気中で起きることの共通する副産物である大気イオンが認識されるようになったのは、X線と放射能の発見以後だったことも興味深い。現象が発見される前に原因が知られていたということはありうるが、この場合はそうではなかった。対気温の存在は一世紀前に予測可能だった。1796年にクーロンは既に、大気中に置かれた帯電した物体が、次第に電荷を失うことを既に観測していた。しかし、1899年にエルスターとガイテル、そしてほぼ同時に独立にCTR Wilsonが大気中の移動電荷担体の存在を示し、ラドンや短寿命の娘核種のような大気中の核種の放射性崩壊によって生成されると正しく記述するまで、誰も大気イオンの存在を予測しなかった。

The nature of air ions has been discussed at length several times in this magazine, so let it suffice to state a few simple facts.1, 2, 3 Air ions are not charged molecules or atoms. They are clusters of mostly water molecules (say 12?14) around an oxygen or nitrogen molecule that has lost an electron (i.e., a positive ion), or 8?10 water molecules around an oxygen molecule that has gained an extra electron (i.e., a negative ion).

大気イオンの性質は本誌でもそれなりの長さで数回論じられている。なので、いつくかの単純な事実を述べるにとどめることにする[1,2,3]。大気イオンは荷電分子あるいは荷電原子ではない。大気イオンは、電子を失った酸素分子あるいは窒素分子(陽イオン)のまわりに12〜14個程度の水分子が集まったクラスターあるいは、電子を得た酸素分子(陰イオン)のまわりに8〜10個程度の水分子が集まったクラスターである。

All air ions are created equal. There is no difference between the ions produced by radioactive decay of airborne materials or by cosmic rays, and the ions produced in a technical ionization system by accelerating incidental electrons to sufficiently high energies. This technical method of ionization is again, in principle, identical to what happens when the field from a thundercloud induces corona discharges from the tips of leaves or from lightning rods.

生成された大気イオンは原因によらず同じものである。大気中の物質の放射性崩壊によるイオンも、宇宙線によるイオンも、十分に高エネルギーに加速した電子による技術的なイオン化システムによるイオンも、違いはない。このイオン化技術の方法はまた、原理的には、雷雲からの場によって金属の薄片の先端や避雷針からのコロナ放電が誘導されるときに起きることと同じである。

It should be stressed that ions are always created in pairs?a positive and a negative ion. In unipolar field ionizers, one polarity is automatically held back, so it appears as if only positive or negative ions are produced, but that is not so.

ここで、常に陽イオンと陰イオンがペアで生成されることを強調しておこう。単極フィールド・イオン化装置では、片方のイオンが自動的に引き止められるので、あたかも陽イオンもしくは陰イオンだけが生成されたように見えるが、実際にはそうではない。

Ions do not live forever. They recombine with oppositely charged ions, they combine with aerosol particles, and they plate out on surfaces. Therefore, the reason for a more or less constant ion concentration of some hundred ions of each polarity per cubic centimeter (at sea level) is the constant production of maybe 5?10 ion pairs per cubic centimeter per second caused by natural radiation. So to keep a high ion concentration in a given volume, ions have to be constantly produced.

イオンは永続しない。イオンは反対の電荷をもつイオンと再結合して、エアロゾル粒子と組み合わさって、表面にプレートアウトする。したがって、海面レベルで1cm3あたりの数百個前後の陽イオンおよび陰イオンが恒常的に存在する理由は、自然の放射線によって1秒あたり1cm3あたり、5〜10個のイオンのペアが恒常的に生成されていることによる。したがって、所与の領域中で高いイオン密度を保つには、恒常的にイオンを生成し続ける必要がある。

Air ions have a very important role to play in industry, namely that of neutralizing charges on insulators. In fact, the use of a bipolar mix of air ions is the only way by which the field from a charged insulator can be neutralized. The charge can never be removed, but the field from the charge can be neutralized, and that is just as good. As that problem has already been treated in detail, this article concentrates on the claims of direct or indirect effects of air ions on human beings.

大気イオンは工業、特に絶縁体上の電荷を中和するのに、とても重要な役割をもつ。事実、大気イオンの両極性混合の利用以外に、電荷を持つ絶縁体を中和する方法はない。電荷は除去不可能だが、電荷による電場は中和できる。それで十分である。これに関する問題は既に詳細に取り扱われているので、本稿では大気イオンの人間の健康に対する直接的あるいは間接的効果についての主張に集中することにする。

Almost from the very first detection of air ions, there has been speculation about possible hygienic, physiological, or other types of effects. The first paper may have appeared as early as 1923. Very few, if any, of these first papers deserve the designation of scientific papers, which should only deal with properly described and properly conducted investigations. Almost all reported investigations were purely anecdotal. In my opinion, one of the reasons for this was that usually the investigations were carried out by physicians and other laypeople without the guidance of physicists with a proper knowledge of atmospheric electricity.

大気イオンが初めて検出されたときから、大気イオンには衛生的あるいは生理的あるいはその他の効果の可能性についての憶測が存在していた。最初の論文は1923年に登場したと思われる。初期の論文のうち、適切に記述され、適切に研究が実行された、科学論文に値するものは、あったとしてもほんのわずかでしかない。大半の論文に書かれていた調査は、はただの逸話にすぎなかった。私の意見では、こうなった理由は、調査にあたったのが医者やその他素人であり、大気電気学に詳しい物理学者の指導を受けていなかったことによるものだ。

For example, in the 1930s, it was rather common in Germany to treat a variety of ailments, such as asthma, bronchitis, and other airways-related problems, by letting the patients (apparently) inhale negative ions. Some of the administrants of these treatments, usually medical practitioners, reported rather astonishing results. At a certain point in these experiments, somebody had the good sense to ask a real expert to examine the ionizers to find out what they were actually doing. The all-time-ever expert on atmospheric electricity, Hans Israel, agreed to do this.4 Years later, I heard Hans Israel summarize his investigation. It appeared that the ionizers used by some of the doctors with the most beneficial results did not even contain a high-voltage supply; that is, they did not produce ions at all.

たとえば、1930年代では患者に(見かけ上は)陰イオンを吸入させて、喘息や気管支炎やその他の気道関連の症状を治療を行うことはドイツではむしろ一般的だった。これらの治療を行った者の普通は開業医だった。それらのうちの一部の人々は驚くべき結果を報告した。これらの実験のある点で、賢明にも、イオン化装置が実際に何をしているのかを本当の専門家に調べてもらおうとした。大気電気学の専門家ハンス・イスラエルはこれを引き受けた[4]。数年後、私はハンス・イスラエルから調査結果の概要を聞いた。一部の医者たちが使って、最も有益な効果を出していたイオン化装置は、高圧電源がなかった。すなわち、イオンをまったく生成していなかった。

References

1. Niels Jonassen, "Ions" in Mr. Static, Compliance Engineering 16, no. 3 (1999): 24?28.
2. Niels Jonassen, "Neutralization of Static Charges by Air Ions: Part I, Theory" in Mr. Static, Compliance Engineering 19, no. 2 (2002): 28?31.
3. Niels Jonassen, "Neutralization of Static Charges by Air Ions: Part II, Experimental Results" in Mr. Static, Compliance Engineering 19, no. 4 (2002): 22?27.
4. H Israel, Atmospharische Elektrizitat (Leipzig, Germany: Springer Akademische Verlagsgesellschaft, 1957).



posted by Kumicit at 2010/03/25 01:10 | Comment(0) | TrackBack(0) | Quackery | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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