Плазма. Перспективы использования плазмы в прогрессивных
advertisement
Квазинейтральность плазмы Уильям Крукс — английский химик и физик, который открыл таллий и впервые получил гелий в лабораторных условиях. Ирвинг Ленгмюр — американский химик, лауреат Нобелевской премии по химии в 1932 году «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений». Условия получения плазмы 1) Достаточная плотность rD³ N »1 rD – радиус Дебая N — концентрация заряженных частиц 2) Приоритет внутренних взаимодействий 3) Плазменная частота Классификация ПЛАЗМА По температуре ионов и электронов равновесная По энергии взаимодействия частиц идеальная неравновесная неидеальная По температуре плазмы высокотемпературная низкотемпературная Свойства и параметры плазмы: 1) температура; 2) степень ионизации; 3) плотность; 4) квазинейтральность. Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации α определяется как α = ni/(ni + na), где ni — концентрация ионов, а na — концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженной плазме ne определяется соотношением: ne=<Z> ni, где <Z> — среднее значение заряда ионов плазмы. Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1 %). Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K. Горячая плазма почти всегда полностью ионизирована (степень ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце. Искусственно созданная плазма Земная природная плазма Космическая и астрофизическая плазма Плазменная панель (телевизор, монитор) Молния Солнечный ветер Вещество внутри люминесцентных (в том числе компактных) и неоновых ламп Огни святого Эльма Космическая и астрофизическая плазма Плазменные ракетные двигатели Ионосфера Исследования управляемого термоядерного синтеза Языки пламени (низко температурная плазма) Электрическая дуга в дуговой лампе и в дуговой сварке Плазменная лампа Дуговой разряд от трансформатора Теслы Воздействие на вещество лазерным излучением Светящаяся сфера ядерного взрыва Межзвездные туманности Космическое пространство (пространство между планетами, звездами и галактиками) Тлеющий разряд Различные виды люминесцентных ламп Принцип работы люминесцентной лампы Искровой разряд Коронный разряд В природе коронный разряд встречается на линиях электропередачи. Резка металла с помощью дугового разряда Электрическая дуга в воздухе плавление кристалл испарение жидкость газ ионизация кулоновский барьер плазма ядерный барьер Термоядерная плазма ? 1 эВ 1 эВ 10 эВ 10 кэВ Энергия фазового перехода 10 МэВ Вместе с тем, неуправляемая термоядерная реакция нашла своё применение в военном деле. Wendelstein 7-X — экспериментальный термоядерный реактор типа стелларатор, строящийся с 2005 года в городе Грайфсвальде в Германии. Магнитогидродинамический генератор Так, на опытноэкспериментальном российском прототипе истребителя пятого поколения МиГ 1.44 предполагалось использовать плазмогенератор — прибор, создающий на поверхности фюзеляжа специальное облако плазмы, снижающее заметность самолёта при его облучении различными средствами обнаружения. Назначение: многофункциональный фронтовой истребитель Первый полёт: 29 февраля 2000 Производитель: МиГ Всего построено: 1 Экипаж: 1 чел Макс. скорость на высоте: 2500 км/ч Спасибо за внимание.
