Какие свойства относятся к свойствам плазмы
Физическое состояние вещества зависит от сочетаний температуры и давления. В зависимости от этих параметров вещество может принимать разные агрегатные состояния, такие как твердое тело, жидкость или газ. Однако существуют и другие фундаментальные состояния вещества. Одно из них – плазма, которая может возникать при определенных условиях. Термин «плазма» впервые был применен к ионизированному газу в 1929 году Ирвингом Лэнгмюром, американским химиком и физиком.
Источник изображения: soho.nascom.nasa.gov
Агрегатное состояние вещества можно рассматривать как состояние элементарных частиц, составляющих вещество, и прочность связей между ними. Например, в (кристаллическом) твердом теле существуют сильные межмолекулярные связи, удерживающие атомы вместе в решетчатом образовании, придающие ему веществу определенный объем и форму. В жидкости эти силы так слабы, что вещество больше не имеет определенной формы, а в газе они уже настолько незначительны, что атомы или молекулы могут двигаться независимо друг от друга, но они все еще остаются атомами и молекулами. Плазма – это состояние вещества, которое имеет достаточно энергии для отделения электронов от ядра атома.
Пример ионизации атома
Атомы содержат одинаковое количество как положительно, так и отрицательно заряженных частиц. Из-за того, что протоны в ядре окружены равным количеством отрицательно заряженных электронов, каждый атом электрически нейтрален.
Плазма образуется, когда под воздействием тепловой или другой энергии ряд атомов высвобождают свои электроны. В результате атомы становятся положительно заряженными (ионами), а высвобожденные электроны могут свободно перемещаться. Когда достаточное количество атомов ионизируется, чтобы существенно повлиять на электрические характеристики газа, он становится плазмой. Проще говоря, плазма – это горячий ионизированный газ, состоящий примерно из одинакового количества положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов.
Свойства плазмы
Характеристики плазмы значительно отличаются от характеристик обычных нейтральных газов, поэтому плазма считается особым «четвертым состоянием вещества».
В плазменной сфере нити плазмы (потоки электронов и положительные ионы) простираются от центрального электрода к внешнему стеклянному электроду. Источник изображения: .arcohio.com
Наиболее важный эффект ионизации заключается в том, что плазма приобретает некоторые электрические свойства, которых неионизированный газ не имеет:
1) появляется электропроводность. Для того чтобы вещество обладало электропроводностью, в нем должны быть свободные заряженные частицы. В металлах эти свободные частицы распределяются между атомами, а электрический ток проявляется в форме направленного движения электронов, переходящих от одного атома к другому. Вещество в состоянии плазмы само по себе состоит из свободных заряженных частиц;
2) плазма реагирует на электрические и магнитные поля. Например, поскольку плазма состоит из электрически заряженных частиц, на нее сильно влияют электрические и магнитные поля, а нейтральные газы – нет. Примером такого влияния является захват энергичных заряженных частиц вдоль линий геомагнитного поля с образованием радиационных поясов Ван Аллена.
Радиационные пояса Ван Аллена. Источник изображения: baomoi.com
Помимо внешних электромагнитных полей, таких как магнитное поле Земли или межпланетное магнитное поле, на плазму воздействуют электрические и магнитные поля, создаваемые в самой плазме посредством локальных концентраций заряда и электрических токов, появляющихся в результате движения ионов и электронов. Силы, оказываемые этими полями на заряженные частицы, из которых состоит плазма, действуют на большие расстояния и придают поведению частиц целостное коллективное качество, которое нейтральные газы не проявляют;
3) несмотря на существование локализованных концентраций заряда и электрических потенциалов, плазма электрически «квазинейтральна», потому что в совокупности содержит примерно равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц, распределенных так, что их заряды аннулируются.
Где в природе можно увидеть плазму?
Самый большой сгусток плазмы, который мы постоянно наблюдаем – это Солнце. Огромное количество тепла, выделяемое звездой, отрывает электроны от атомов водорода и гелия, из которых состоит Солнце. Фактически оно, как и другие звезды, представляет собой большой плазменный шар. Увидеть потоки и вспышки солнечной плазмы в высоком разрешении можно в красивейшем видео NASA “Термоядерное искусство” в конце статьи.
Солнце и все другие звезды – это плазма. Источник изображения: hispantv.com
По оценкам, 99% вещества в наблюдаемой вселенной находится в плазменном состоянии, отсюда и выражение “плазменная вселенная”. (Фраза «наблюдаемая вселенная» является важной характеристикой: считается, что примерно 90% массы вселенной содержится в «темной материи», состав и состояние которой неизвестны.) Звезды, звездные и внегалактические струи, и межзвездная среда является примером астрофизической плазмы. В нашей солнечной системе Солнце, межпланетная среда, магнитосферы и / или ионосферы Земли и других планет, а также ионосферы комет и некоторых планетных лун состоят из плазмы.
Пламя огня – это тоже плазма. Источник изображения: pixabay.com
Огонь – это самая настоящая плазма. Хотя температура пламени, при горении различных веществ на Земле намного ниже, чем температура на Солнце, и оно гораздо менее ионизировано, но пламя огня проявляет все основные свойства плазмы. Даже небольшие и относительно холодные виды пламени, такие как пламя свечи, сильно реагируют на электрические поля и даже обладают значительной электропроводностью (большей, чем у воздуха, но меньшей, чем у железа).
Еще в природе плазменным состоянием вещества можно охарактеризовать молнии и искры разрядов статического электричества.
Плазму в природе можно также наблюдать в виде молнии. Источник изображения: pixabay.com
Где и как используется плазма?
Плазма широко используется в газоразрядных лампах для создания искусственного освещения, кроме того, во многих световых рекламных вывесках используется аргоновая или неоновая плазма.
Плазма широко используется в светотехнике. Источник изображения: wikimedia.org
Плазма также используется в сварке и резке металлов, а все газовые лазеры (на диоксиде углерода, гелий-неоновый, криптоновый, и другие) в действительности плазменные: в этих лазерах газовые смеси ионизованы электрическим разрядом.
Потенциально, одно из наиболее важных применений плазмы – это источник энергии ядерного синтеза.
Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER). Начало строительства январь 2007 года, планируемый срок запуска 2025 год. Источник изображения:
Высокотемпературные плазмы настолько горячие, что внутри них могут происходить ядерные реакции. В этих условиях определенные типы атомов с легкими ядрами, такие как изотопы водорода, могут быть объединены в более тяжелые ядра. При этом выделяется большое количество энергии, которую можно было бы использовать для выработки электричества. Проблема в том, что получить настолько горячую и долговечную плазму очень трудно, но прогресс, уже достигнутый учеными, впечатляет.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник
Ïëàçìîé íàçûâàåòñÿ ÷åòâåðòîå àãðåãàòíîå ñîñòîÿíèå âåùåñòâà ñèëüíî èîíèçèðîâàííûé ãàç, â êîòîðîì ýëåêòðîíû, à òàêæå ïîëîæèòåëüíî è îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå èîíû, ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ óðàâíîâåøèâàþò ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû äðóã äðóãà.  ðåçóëüòàòå, åñëè ïîïðîáîâàòü âû÷èñëèòü ñóììàðíûé çàðÿä â ëþáîì ìàëîì îáúåìå ïëàçìû, îí îêàæåòñÿ ðàâåí íóëþ. Äàííàÿ îñîáåííîñòü îòëè÷àåò ïëàçìó îò ýëåêòðîííûõ è èîííûõ ïó÷êîâ. Ýòî ñâîéñòâî ïëàçìû íàçûâàåòñÿ êâàçèíåéòðàëüíîñòüþ.
Ñîîòâåòñòâåííî (èñõîäÿ èç îïðåäåëåíèÿ) ïëàçìà õàðàêòåðèçóåòñÿ, â çàâèñèìîñòè îò îòíîøåíèÿ êîëè÷åñòâà çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â åå îáúåìå ê ïîëíîìó êîëè÷åñòâó ñîñòàâëÿþùèõ åå ÷àñòèö, ñòåïåíüþ èîíèçàöèè:
ñëàáîèîíèçèðîâàííàÿ ïëàçìà (äîëÿ ïðîöåíòà îáúåìà ÷àñòèö èîíèçèðîâàíî);
óìåðåííîèîíèçèðîâàííàÿ ïëàçìà (íåñêîëüêî ïðîöåíòîâ îáúåìà ÷àñòèö èîíèçèðîâàíî);
ñèëüíîèîíèçèðîâàííàÿ (ïî÷òè 100% ÷àñòèö îáúåìà ãàçà èîíèçèðîâàíî).
Âèäû ïëàçìû âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ è ãàçîðàçðÿäíàÿ
Ïëàçìà áûâàåò âûñîêîòåìïåðàòóðíîé è ãàçîðàçðÿäíîé. Ïåðâàÿ âîçíèêàåò òîëüêî â óñëîâèÿõ âûñîêîé òåìïåðàòóðû, âòîðàÿ ïðè ðàçðÿäå â ãàçå. Êàê èçâåñòíî, âåùåñòâî ìîæåò ïðåáûâàòü â îäíîì èç ÷åòûðåõ àãðåãàòíûõ ñîñòîÿíèé: ïåðâîå òâåðäîå, âòîðîå æèäêîå, òðåòüå ãàçîîáðàçíîå. À ïîñêîëüêó ñèëüíî íàãðåòûé ãàç ïåðåõîäèò â ñëåäóþùåå ñîñòîÿíèå â ñîñòîÿíèå ïëàçìû, ïîýòîìó èìåííî ïëàçìà è ñ÷èòàåòñÿ ÷åòâåðòûì àãðåãàòíûì ñîñòîÿíèåì âåùåñòâà.
Ïîäâèæíûå ÷àñòèöû ãàçà â îáúåìå ïëàçìû îáëàäàþò ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì, ñëåäîâàòåëüíî åñòü âñå óñëîâèÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû ïëàçìà ìîãëà ïðîâîäèòü ýëåêòðè÷åñêèé òîê.  îáû÷íûõ óñëîâèÿõ ñòàöèîíàðíàÿ ïëàçìà ýêðàíèðóåò ïîñòîÿííîå âíåøíåå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, èáî â òàêîì ñëó÷àå âíóòðè åå îáúåìà ïðîèñõîäèò ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçäåëåíèå ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ. Íî òàê êàê çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ïëàçìû ïðåáûâàþò â óñëîâèÿõ îïðåäåëåííîé, îòëè÷íîé îò àáñîëþòíîãî íóëÿ, òåìïåðàòóðû, åñòü ìèíèìàëüíîå ðàññòîÿíèå, êîãäà â ìàñøòàáå ìåíüøå íåãî êâàçèíåéòðàëüíîñòü íàðóøàåòñÿ.
 óñêîðÿþùåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ãàçîðàçðÿäíîé ïëàçìû îáëàäàþò ðàçëè÷íûìè ñðåäíèìè êèíåòè÷åñêèìè ýíåðãèÿìè. Ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî òåìïåðàòóðà ýëåêòðîííîãî ãàçà îòëè÷àåòñÿ îò òåìïåðàòóðû èîííîãî ãàçà âíóòðè ïëàçìû, ïîýòîìó ãàçîðàçðÿäíàÿ ïëàçìà íå ÿâëÿåòñÿ ðàâíîâåñíîé, è íàçûâàåòñÿ íåðàâíîâåñíîé èëè íåèçîòåðìè÷åñêîé ïëàçìîé.
Ñ óáûâàíèåì ÷èñëà çàðÿæåííûõ ÷àñòèö ãàçîðàçðÿäíîé ïëàçìû â õîäå èõ ðåêîìáèíàöèè, íîâûå çàðÿæåííûå ÷àñòèöû òóò æå îáðàçóþòñÿ â ïðîöåññå óäàðíîé èîíèçàöèè ýëåêòðîíàìè, óñêîðÿåìûìè ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì. Íî ñòîèò ïðèëîæåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå îòêëþ÷èòü òóò æå èñ÷åçàåò ãàçîðàçðÿäíàÿ ïëàçìà.
Âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ ïëàçìà ýòî èçîòåðìè÷åñêàÿ èëè ðàâíîâåñíàÿ ïëàçìà.  òàêîé ïëàçìå óáûëü ÷èñëà çàðÿæåííûõ ÷àñòèö èç-çà èõ ðåêîìáèíàöèè âîñïîëíÿåòñÿ áëàãîäàðÿ òåðìè÷åñêîé èîíèçàöèè. Ýòî ïðîèñõîäèò ïðè îïðåäåëåííîé òåìïåðàòóðå. Ñðåäíèå êèíåòè÷åñêèå ýíåðãèè ÷àñòèö âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ïëàçìû çäåñü ðàâíû. Èç âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ïëàçìû (ïðè òåìïåðàòóðå â äåñÿòêè ìèëëèîíîâ ãðàäóñîâ) ñîñòîÿò çâåçäû è Ñîëíöå.
×òîáû ïëàçìà ìîãëà íà÷àòü ñóùåñòâîâàòü, íåîáõîäèìà íåêîòîðàÿ ìèíèìàëüíàÿ ïëîòíîñòü çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â åå îáúåìå. Ôèçèêà ïëàçìû îïðåäåëÿåò ýòî ÷èñëî èç íåðàâåíñòâà L>>D. Ëèíåéíûé ðàçìåð çàðÿæåííûõ ÷àñòèö L ìíîãî áîëüøå äåáàåâñêîãî ðàäèóñà ýêðàíèðîâàíèÿ D, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ðàññòîÿíèå, íà êîòîðîì ïðîèñõîäèò ýêðàíèðîâàíèå êóëîíîâñêîãî ïîëÿ ëþáîãî çàðÿäà ïëàçìû.
Ñâîéñòâà ïëàçìû
Ãîâîðÿ îá îïðåäåëÿþùèõ ñâîéñòâàõ ïëàçìû, ñëåäóåò óïîìÿíóòü:
âûñîêóþ ñòåïåíü èîíèçàöèè ãàçà (ìàêñèìóì ïîëíàÿ èîíèçàöèÿ);
íóëåâîé ïîëíûé çàðÿä ïëàçìû;
âûñîêàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü;
ñâå÷åíèå;
ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå ñ ýëåêòðè÷åñêèì è ìàãíèòíûì ïîëÿìè;
âûñîêàÿ ÷àñòîòà (ïîðÿäêà 100 ÌÃö) êîëåáàíèé ýëåêòðîíîâ âíóòðè ïëàçìû, ïðèâîäÿùàÿ ê âèáðàöèè âñåãî îáúåìà ïëàçìû;
êîëëåêòèâíîå âçàèìîäåéñòâèå îãðîìíîãî ÷èñëà çàðÿæåííûõ ÷àñòèö (à íå ïàðàìè, êàê îáû÷íîì ãàçå).
Çíàíèÿ îá îñîáåííîñòÿõ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëàçìû ïîçâîëÿþò ó÷åíûì íå òîëüêî ïîëó÷àòü èíôîðìàöèþ î ìåæçâåçäíîì ïðîñòðàíñòâå (êàê ðàç è çàïîëíåííûì â îñíîâíîì ïëàçìîé), íî äàþò îñíîâàíèå ðàññ÷èòûâàòü íà ïåðñïåêòèâû óñòàíîâîê óïðàâëÿåìîãî òåðìîÿäåðíîãî ñèíòåçà (íà áàçå âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ïëàçìû èç äåéòåðèÿ è òðèòèÿ).
Íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ïëàçìà (ñ òåìïåðàòóðîé ìåíåå 100000 Ê) óæå ñåãîäíÿ íàõîäèò ïðèìåíåíèå â ðàêåòíûõ äâèãàòåëÿõ, ãàçîâûõ ëàçåðàõ, òåðìîýëåêòðîííûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ è ÌÃÄ-ãåíåðàòîðàõ, ïðåîáðàçóþùèõ òåïëîâóþ ýíåðãèþ â ýëåêòðè÷åñêóþ.  ïëàçìîòðîíàõ ïîëó÷àþò íèçêîòåìïåðàòóðíóþ ïëàçìó äëÿ ñâàðêè ìåòàëëîâ è äëÿ õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè, ãäå ãàëîãåíèäû èíåðòíûõ ãàçîâ íåâîçìîæíî ïîëó÷èòü èíûìè ñïîñîáàìè.
Источник
Плазма – это ионизированный газ, содержащий электроны, а так же положительно и отрицательно заряженные ионы. Она является одним из четырех основных агрегатных состояний веществ.
Физическое объяснение плазмы и способы ее получения
Традиционно утверждалось, что существует 3 основных агрегатных состояний веществ. Они могут быть жидкими, твердыми и газообразными. Об этом говорили ученые с самого начала существования известной науки. С развитием технологий и научных наблюдений было установлено четвертое состояние веществ, именуемое плазмой. Обычно она возникает в результате сильного нагрева. Процесс ее образования выглядит следующим образом. Любое твердое вещество при очень сильном нагреве сначала плавится, после чего переходит в газообразное состояние, при продолжении температурного воздействия осуществляется его дальнейшее распадение на свободные атомы. От продолжающегося повышения температуры осуществляется отделение электронов, а также положительно и отрицательно заряженных ионов. В результате получается ионизированный газ, являющийся плазмой.
Впервые о плазме заговорил английский физик сэр Уильям Крикс в 1879 году. Предложенная им концепция активно развивалась и совершенствовалась, что наблюдается и сегодня. Существуют различные предположения, которые указывают на то, что плазма была открыта намного раньше. Об этом можно судить даже по древнему утверждению о существовании четырех стихий: земля, вода, воздух и огонь. Они тесно переплетаются с современным трактованием 4 агрегатных состояний: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. В определенных смыслах можно вполне сопоставить плазму и огонь.
Помимо получения плазмы в результате термической обработки вещества, его также можно выделить проводя бомбардировку газа быстрыми заряженными частицами. Для этого проводится облучение радиоактивными веществами. В таких случаях осуществляется выработка низкотемпературной плазмы.
Также была разработана технология получения газоразрядной плазмы. Для этого через газ пропускается электрический ток, вызывающий его ионизацию. Ионизированные частицы переносят ток, что приводит к их дальнейшему разрушению. Получаемая в результате электрического воздействия плазма менее эффективна в плане сохранения жизнедеятельности, чем образованная от термической обработки. Это связано с меньшим нагревом и высокой скоростью охлаждения частиц, так как они постоянно контактируют с другими ионами, не получившими необходимого нагрева.
Более сложный способ ее образования заключается в сильном сжатии вещества. Подобные методы воздействия приводят к сходу атомов со своих орбит. Возникающие в результате отдельные положительно и отрицательно заряженные частицы приобретают определенные свойства, которые могут применяться в различных сферах при обработке материалов.
Свойства плазмы
Главным свойством плазмы является высокая электрическая проводимость, значительно превосходящая прочие агрегатные состояния веществ. При этом суммарный электрический заряд равен нулю. Плазма подвержена влиянию магнитного поля. Под его воздействием она способна концентрировать струю, что позволяет проводить контроль движения газа.
Также для плазмы характерно корректирование взаимодействия. У обычного газа происходит сталкивание частиц по двое, а в случае с плазмой электроны сталкиваются чаще и крупными группами.
Свойства плазмы могут отличаться в зависимости от ее разновидности. По термическим свойствам ее разделяют на 2 вида:
- Низкотемпературная.
- Высокотемпературная.
Для низкотемпературной плазмы характерен нагрев менее чем до 1 млн. Кельвинов. Высокотемпературный газ имеет температуру как минимум 1 млн. Кельвинов. Последняя разновидность плазмы принимает участие в термоядерном синтезе.
Проявление плазмы в природе
Считается, что 99% Вселенной представлено плазмой. Любая звезда состоит именно из ионизированного газа. Впервые об этом начали задумываться наблюдая за Солнцем. Исходящий от него ветер является ничем иным, как плазмой.
Наблюдать плазму можно и в ионосфере. Визуально этот эффект можно заметить рассмотрев пример полярного сияния. Оно образовывается в результате облучения азота и кислорода солнечным излучением. Конечно, пример с полярным сиянием не столь удачный, поскольку данное явление можно увидеть только в определенных участках местности, малодоступной для большинства людей. Более частым проявлением природной плазмы, которое встречается везде, является момент удара молнии. Электрический искровой разряд, появляющийся в грозу, это и есть сильно ионизирующий газ.
Раньше считалось, что огонь это тоже разновидность плазмы, но это утверждение в корне неверно. Для плазмы характерна температура от 8000 градусов. Самое мощное пламя даже при обдуве кислородом не может нагреваться выше 4000 градусов.
Отличие плазмы от газов
На первый взгляд может показаться, что плазма и газ это довольно взаимосвязанные агрегатные состояния, которые можно объединить в одно понятие. Все же существует ряд особенностей, позволяющие их разделить. В первую очередь можно отметить электрическую проводимость. У газа она крайне мала. Ярким примером будет воздух. Сам по себе он отличный диэлектрик, поэтому по нему электрический заряд не передается. Стоит его довести до состояния плазмы, как ситуация кардинально меняется, ведь по ней заряд передается вполне эффективно.
Также плазму от газов отличает однородность частиц. Для газов характерно, что в их структуре присутствуют подобные друг к другу составляющие. Они постоянно двигаются и взаимодействуют между собой на сравнительно небольшом расстоянии. В случае же с плазмой в ней есть как минимум 2-3, а то и больше вида частиц. В ее составе наблюдаются электроны, ионы и нейтральные частицы. Их свойства отличаются между собой. У них может быть разная скорость или температура. Именно по этой причине для плазмы характерна неустойчивость и сложность управления, поскольку многие ее составляющие действуют отличительно от прочих.
Где применяется плазма
В последнее время появилось довольно много приборов, устройство которых предусматривает работу где применяется плазма. Впервые ионизированные газы начали использоваться при создании светотехники. Ярким тому примером станут газоразрядные лампы. Принцип действия таких лампочек заключается в передаче электрического тока через газ заключенный в колбе. В результате наблюдается ионизация с получением ультрафиолетового излучения. Последнее поглощается люминофором, что и вызывает его свечение в видимом для человеческого глаза диапазоне.
Особо востребованной технологией является плазменная резка. Таким оборудованием создается разогретая струя, способная плавить металлы и практически все вещества, встречаемые на ее пути. Обычно такое оборудование превращает в ионизированный газ обыкновенную воду. Сначала она испаряется, после чего под воздействием электрического тока из нее формируется плазменный пучок.
Принцип плазмы может применяться для осуществления передачи данных на расстояние. В связи с этим проводится активная разработка плазменных антенн. Данная идея запатентована еще в 1919 году, но так и не была полноценно применена вплоть до начало XXI века. Технические наработки испытания такого оборудования дают основание полагать, что эта технология придет на замену привычного для всех wi-fi соединения. Она обладает большей скоростью передачи данных, а также возможностью действия в большом радиусе. Проводимость плазмы превышает проводимость серебра, которое является одним из лучших твердых веществ для передачи зарядов.
Также в промышленности началось внедрение технологии напыления расплавленного материала под воздействием плазменной струи. Металл, или другой материал, расплавляется, после чего подается на струю в плазму. В результате он распыляется, дополняя струю. После этого взаимодействия с плазмой прекращается, и материал оседает на требуемых поверхностях в виде тонкого покрытия. Этот метод позволяет провести обработку гораздо быстрее, чем в случае с электрохимическим методом.
Применение плазмы в научном проекте Токамак
Всемирно известный научный проект Токамак, являющийся сокращением полного названия тороидальная камера с магнитными катушками – это установка для магнитного удержания плазмы. Она разработана с целью поддержания условий для проведения управляемого термоядерного синтеза. Впервые эта установка была построена в 1954 году, после успеха проведенных испытаний, в мире было создано более 200 ее копий, где осуществляются исследования и сегодня.
Особенность данного проекта заключается в обеспечении контроля ионизированного газа. В Токамаке плазма удерживается с помощью магнитного поля. Такой способ применяется, поскольку создать ограждение стенками для предотвращения утечки плазмы невозможно. Любое вещество при контакте с ней расплавляется. Чтобы магнитное поле могло подействовать ионизирующий газ, через него пропускают электрический ток. Он обеспечивает создание электрического поля. Также прохождение тока активизирует набор высокой температуры.
Исследование плазмы, позволят реализовать идею контролируемого термоядерного синтеза. Как следствие удастся создать высокоэффективные электростанции, работающие значительно безопаснее атомных, и не создающих вредного выброса в атмосферу.
Похожие темы:
- Сверхпроводящие магниты. Устройство и работа. Применение
- Атмосферное электричество. Виды и особенности. Явления
- Генератор Ван де Граафа. Работа и применение. Особенности
Источник