CCF20110228000 (2)

poniedziałek, 21 lutego 2011

Główne etapy badań nad plazmą

•    II wojna światowa - badania popularne - separacja izotopów uranu, generacja i wzmacnianie promieniowania mikrofalowego, powiązanie z reakcjami rozszczepienia czy też fuzji jąder atomowych

•    1943 r. E. Rudberg zarejestrował charakterystyczne straty energii strumienia elektronów oddziałującego na blaszki z miedzi, złota i srebra plazma w metalach

•    1955 r. G. Dresselhaus plazmowy rezonans w półprzewodnikach

•    Obecnie - rozwój chemii plazmy, różnorodne zastosowania

Zarys teorii

Właściwości plazmy

Plazma idealna

•    składa się ze swobodnych jonów, elektronów i fotonów

•    gęstość jest mała w porównaniu z gęstością ciał stałych, cieczy, a nawet gazów

•    jako całość jest elektrycznie obojętna

Plazma rzeczywista

•    może być zjonizowana tylko częściowo; oprócz swobodnych jonów i elektronów zawiera najczęściej również cząstki neutralne, wzbudzone, wolne rodniki oraz fotony

•    może występować pod ciśnieniem atmosferycznym a także przy ciśnieniach/gęstościach ekstremalnych

8

..tt

>■

Zarys teorii

Właściwości plazmy

Plazma rzeczywista • definicją Zjonizowany gaz, zawierający różnoimienne ładunki elektryczne o całkowitym ładunku równym 0, w którym odległość rozdzielenia ładunków (tzw. promień Debye'a) jest znacznie mniejsza od rozmiarów obszaru zajmowanego przez plazmę.

•    Stopień jonizacji może być niewielki.

•    Promień Debye’a rośnie wraz z temperaturą i maleje wraz ze wzrostem ładunku i koncentracji otaczających go cząstek.

9

Zarys teorii

Właściwości plazmy

§10*

L

10⁴

10²

~T---1--1---f

skwary

t~

i

k«ionj

‘ ***}■

*ł«drtery *

Ui«ry

...p.rzetiz«A__i .____

fT»tcryptłr.«UmjT

fOAOfttrp

•    z+miks

(    .

pe«rt»z«tf

bcmW

ytsdcromj

■t"

i    •*

I    «l*tfjr«2ny j

|

rt«««a»a    rfi ;

BKTÓrti Jfnwferyczrtt j

■ Ciała stałe,

----1--<*ecze i gazy

za zimne i za gęste aby

t za zimne i za gęste aDy 1 „nonrialna" plazma mogła Istnieć

-L

i.

_

10*    10°    10’°    10’⁴    10’*    10²¹    10²⁴ Kj⁵⁰

iiczoa jonów zawarta w jednostce oojętości (1/m )

10

PLAZMA

Jiądro *1 ort ca

Korona słońca

Synteza Jądrową

Wiatr słoneczny

Koncentracja elektronów [l/m*]

Zarys teorii

Kryteria podziału plazmy termodynamiczne:

•    plazma izotermiczna (T_e=Tj=T_n); najczęściej p>l atm.; dobrze określona temperatura plazmy

•    nieizotermiczna (T_e*T.*T_n); zazwyczaj p<l atm.; równowaga stacjonarna występuje tylko w zakresie poszczególnych rodzaj cząstek; trudno jednoznacznie mówić o temperaturze plazmy

2