Paratoner nasıl görev yapar ve Ne İşe Yarar?, Çeşitleri nelerdir

Paratoner, ev, cami,  sanâyi tesisleri bacaları gibi yüksek binaları yıldırımdan koruyan ve gelen akımı en kısa yoldan toprağa akmasını sağlar. Yıldırım, toprakla bulut arasında elektrik yüklerinin hızlı  bir şekilde yer değişmesidir Bulut yükünün pozitif veya negatif olmasına, şimşeğin buluttan veya yerden kopmasına göre, dörde çeşit olabilir.

a) Negatif inişli. b) Negatif çıkışlı, c) Pozitif inişli, d) Pozitif çıkışlı.

Yıldırım darbelerinin % 90’ı negatif inişlidir. Bu çeşitli ülkenin uzmanları tarafından yapılan araştırmalarda ortaya çıkmıştır.. Her hangi bir bulutun potansiyeli belirli bir değere geldiğinde, (10 (kv/cm) yere bir elektron demeti fırlatır. Bu elektron demet havada ışıklı bir iz meydana getirir. Bu birinci deşarja pilot deşarj veya ön deşarj denir. Ön deşarj 30-50 m’lik yolu 50.000 km/sn arasında değişen bir hızla hareket eder. 30-100 ^s (mikro sâniye) süren bir aradan sonra ikinci bir ön deşarj birincinin yolunu tâkip eder ve yaklaşık olarak 50 m kadar uzunluğa erişir. Sonra bir üçüncü deşarj onu takiben bir dördüncü deşarj olur. Bu deşarjlar serisi, birbirini tâkip ederek devam eder. Her biri öncekinden daha uzun olduğundan şimşeğin ucu yere yaklaşmış olur. Ön deşarj ile toprak arasındaki elektrik alan, bu esnâda artmaktadır. Bu alan, yeterli bir değere ulaştığında, toprağın herhangi bir noktasından pozitif yüklü bir demet fırlar ve ön deşarjla birleşmek üzere harekete geçer. Bu pozitif yüklü demetin boyu 150 m’yi bulabilir. Böylece meydana gelen iletken kanaldan büyük akım geçer. Buna ana deşarj; ana deşarjı tâkip eden ikinci dereceden deşarjlar ana deşarj tarafından iyonize edilmiş yolu tâkip eder.

Yıldırım lokalizasyonu, toprak veya toprak civarı yükünün fazlalaştırılması elektrik alanının kuvvetlendirilmesi ve böylece ön deşarj ucunun istenen bir sivri uca çevrilmesidir.

Yıldırım darbeleri havanın iletkenliğinin en yoğun olduğu yerleri tercih ederler. Toprak civârında herhangi bir yerde havanın iyonlaşması, yıldırımın o noktaya düşmesini, diğer bir deyimle lokalize edilmesini sağlayan en önemli sebeptir. 1760 yılında Franklin ilk paratoneri buldu. Bu paratoner basit sivri uçlu bir demir çubuktan meydana gelmişti. Bu demir çubuğun ucu toprağa bağlanmıştır. Daha sonraları bu demir çubuk yerine platin kullanıldı. 1884’te Belçikalı fizikçi Melsens korunacak yeri Faraday kafesine aldı. Korunacak binanın yüzeyinde bir takım metalik hatlar (metalik şeritler) vardır. Bunlar birbirleri arasında bağlanmıştır. Bunların üst şirinevler escort kısımlarında birer sivri uç bulunmakta, hepsi de topraklanmıştır. Bu emniyet sisteminin emniyeti, metalik hatlardan meydana gelen kafesin ağları arasındaki gözlerin küçük olmasına bağlıdır. Bu gözler ne kadar küçük olursa, koruma emniyeti o kadar büyür. Bu durum her tesis için yeterli bir şekilde gerçekleşmemektedir. Fakat Faraday kafesiyle koruma pahalı bir emniyet sistemidir.

Radyoaktif paratoner: M. Davzere ve Sazillar adlı ilim adamlarının çalışmalarından faydalanarak geliştirilmiştir. Yıldırımın meydana geldiği yerlerde havanın fazla şekilde iyonlaşmış olduğu belirlenmiştir. Bu sebepten tek bir çubuk kullanarak emniyetli bir paratoner yapmanın mümkün olduğunu göstermişlerdir. Bahsedilen çubuk, radyumla donatılarak etkisi, daha sonraları bir de hızlandırıcı sistem eklenerek paratonerin verimi arttırılmıştır. Gelişmelerle az miktarda radyumla, bol

Radyoaktif paratonerleri, Franklin prensibinden faydalanılarak geliştirilmiş, maksad; yıldırımı her hangi bir istenen noktaya ve sonra onu toprağa boşaltmak için yapılmıştır. Prensipteki bu benzerlik, çalışma prensibinde değişmektedir. Franklin paratoneri az miktarda iyon yapmakta, halbuki radyoaktif paratoner çok miktarda iyon yaymaktadır. Misal olarak bir miligram (mg) radyumun saniyede 2,8×1013 çift iyon yaydığı söylenebilir. Diğer taraftan bu metod paratoner tarafından yayılan iyon akımını milyon değerinde bir katsayı ile çoğalttığı için bulut yükünün azalmasında etkili bir rol oynar. Meydana getirilen iyonlar, bir hızlandırıcı sistemle daha da yüksek hızlara eriştirilir