Іонізація кисню повітря досягається при дуже високих температурах
Коли можливо звільнення пов'язаного в атомі електрони і характерезуется роботою іонізації, яку необхідно повідомити рухається зараженої частці (тобто елетронній) в електричному полі, щоб вона (він) міг звільниться від зв'язків в атомі. Також характерезуется частотою або кратністю іонізації, тобто кількістю молекул або атомів притерпевают іонізацію за вирахуванням атомів притерпевают зворотний іонізацію (тобто утворюють негативні іони).
Інтенсивність іонізації - це кількість пар іонів різних знаків утворилися за 1-цу часу в 1-це обьема.
Іонізація досягається різними способами: високотемпературним нагріванням (не дуже ефективно так як вимагає великих енергетичних витрат для достатнього виходу іонів з неионизированного газу), дією різних видів іонізуючих випромінювань, наприклад ультрафіолетового (більш ефективний метод) - дозволяє в досить бльших об'ємах, при порівняно невеликих витратах енергії протягом 15-30 хвилин іонізувати велику кількість молекул повітря.
Є ще ударна іонізація.
Іонізувати газ можна спрямованим потоком електронів при цьому кінетична енергія іонізуючої частинки повинна бути:
де:
- маса іонізіруемого атома;
- маса електрона;
- швидкість іонізуючої частинки; (Електрона);
Таким чином електрон в ионизирующем пучку повинен володіти досить великою енергією порядку десятків електронно - вольт;
Можна ще врахувати ступіньподальшої залишкової іонізації від зіткнень іонізіруемих молекул кисню, але вона мала близько кількох відсотків.
Порядок величини роботи іонізації оцінюється для кожного виду іонізіруемого речовини (тобто кисню) окремо, по Діаграма енергетичних рівнів електронів в атомі. Природно для того щоб іонізувати атом, треба надати електрону атома енергію більшу, ніж рівень енергії найвищої енергетичний оболонки атома.
З наведеної формули випливає що іонізувати повітря електронами простіше, так ак для їх розгону, потрібно менший шлях, на увазі їх малої маси. Проблематичним стає рівномірне розсіювання електронів по іонізіруемуму обьему без втрати ними кінетичної енергії. (Досягається різнополярними зарядженими пластинами розподіленими по обьему).
Таким чином можна добитися високого ступеня іонізації великих об'ємів, більше, при досить високій щільності електронів в пучку.
Природним було б кількість електронів необхідних для іонізації порівняти з числом молекул або атомів в іонізіруемом кисні і подвоїти на 2 або на 5.
Поділивши отримане кількість на швидкість електронів в пучку і знаючи характеристики і параметри пучка тобто лінійні розміри можна обчислити число електронів які повинен випускати джерело електронів в 1-цу часу.