Una lampada al mercurio ad alta-pressione è una lampada a scarica di gas che emette luce basata sulla scarica di vapori di mercurio. È ampiamente utilizzato in applicazioni di illuminazione industriale, medica e per esterni. Il suo principio di funzionamento è che un arco ad alta-tensione eccita i vapori di mercurio, generando radiazioni principalmente nella gamma degli ultravioletti. Questa radiazione viene poi convertita in luce visibile dai fosfori all'interno del tubo della lampada.
La struttura principale di una lampada al mercurio ad alta-pressione è costituita da un tubo di vetro al quarzo, elettrodi e vapore di mercurio. Quando la corrente passa attraverso gli elettrodi, il vapore di mercurio all'interno del tubo viene ionizzato per formare un plasma. Gli elettroni entrano in collisione con gli atomi di mercurio, passando a livelli energetici elevati e successivamente emettendo luce ultravioletta a 254 e 185 nanometri. Questa luce ultravioletta eccita i fosfori (come i fosfori delle terre rare) rivestiti sulla parete del tubo, generando luce bianca che è una miscela di colori primari rosso, verde e blu. Poiché la scarica richiede un voltaggio elevato (in genere diverse migliaia di volt) per avviarsi, il tubo della lampada è pre-riempito con una piccola quantità di gas argon o neon per ridurre il voltaggio iniziale.
Questa lampada ha caratteristiche significative: in primo luogo, vanta un'elevata efficienza luminosa, raggiungendo 50-60 lumen per watt, superando di gran lunga le lampade a incandescenza; in secondo luogo, vanta una lunga durata, con un tempo di funzionamento medio superiore a 10.000 ore; e terzo, il suo spettro è concentrato nella banda blu-verde, rendendolo adatto per applicazioni in cui la resa cromatica è meno critica. Tuttavia, il suo basso indice di resa cromatica (CRI) (circa 40-60) e il significativo ritardo di avvio (impiegano 4-8 minuti per raggiungere una luminosità stabile) ne limitano l'applicazione in alcuni ambienti interni.
In termini di applicazione, le lampade al mercurio ad alta-pressione sono comunemente utilizzate in luoghi che richiedono un'illuminazione uniforme su un'ampia area, come l'illuminazione stradale, gli stadi e le officine. La loro emissione UV li rende utili anche in settori quali la fotopolimerizzazione e la sterilizzazione. Con i progressi tecnologici, le lampade ad alogenuri metallici e i LED stanno gradualmente sostituendo le tradizionali lampade al mercurio ad alta-pressione, ma queste ultime, grazie alla tecnologia matura e ai vantaggi in termini di costi, continuano a essere utilizzate in applicazioni specifiche.
In futuro, man mano che le normative ambientali inaspriscono le restrizioni sull'uso del mercurio, le lampade al mercurio ad alta-pressione potrebbero gradualmente uscire dal mercato. Tuttavia, i loro principi tecnici costituiscono ancora una base importante per lo sviluppo delle moderne sorgenti luminose elettriche.
