Плазма (физика) - Plasma (physics)

Для использования в других целях см. Плазма.

Плазма
Lightning3.jpg NeTube.jpg
Плазменная лампа 2.jpg Космический шаттл
Вершина: Молния и неоновые лампы обычные генераторы плазмы. Внизу слева: A плазменный шар, иллюстрирующие некоторые из более сложных плазменных явлений, в том числе филаментация. Внизу справа: плазменный след от Космический шатл Атлантида при повторном входе в Атмосфера Земли, как видно из Международная космическая станция.

Плазма (из Древнегреческий πλάσμα​ 'формуемое вещество'[1]) один из четыре основных состояния материи, и впервые был описан химиком Ирвинг Ленгмюр[2] в 1920-е гг.[3] Он состоит из газа ионы - атомы, у которых удалена часть орбитальных электронов - и освобождены электроны. Плазма может быть создана искусственно путем нагревания нейтрального газа или воздействия на него сильного электромагнитное поле до точки, когда ионизированное газообразное вещество становится все более электропроводящий. Полученные в результате заряженные ионы и электроны попадают под влияние электромагнитных полей дальнего действия, что делает динамику плазмы более чувствительной к этим полям, чем нейтральный газ.[4]

Плазма и ионизированные газы обладают свойствами и поведением, отличными от свойств и поведения других состояний, и переход между ними в основном вопрос номенклатуры[2] и подлежит интерпретации.[5] На основе температура и плотность среды, содержащей плазму, частично ионизированный или могут быть получены полностью ионизированные формы плазмы. Неоновые вывески и молния являются примерами частично ионизированной плазмы.[6] Земли ионосфера плазма и магнитосфера содержит плазму в окружающей Земле космическая среда. Интерьер солнце является примером полностью ионизированной плазмы,[7] вместе с солнечная корона[8] и звезды.[9]

Положительный обвинения в ионы достигаются путем удаления электроны вращаются вокруг атомных ядер, где общее количество удаленных электронов связано либо с повышением температуры, либо с локальной плотностью другого ионизированного вещества. Это также может сопровождаться диссоциацией молекулярные связи,[10] хотя этот процесс заметно отличается от химические процессы из ионные взаимодействия в жидкостях или поведение общих ионов в металлы. Реакция плазмы на электромагнитные поля используется во многих современных технологических устройствах, таких как плазменные телевизоры или же плазменное травление.[11]

Плазма может быть самой распространенной формой обычное дело в вселенная,[12] хотя эта гипотеза в настоящее время является предварительной, основанной на существовании и неизвестных свойствах темная материя. Плазма в основном связана с звезды, распространяясь на разреженные внутрикластерная среда и, возможно, межгалактические регионы.[13]

История

Слово плазма происходит от Древнегреческий πλάσμα​ 'формуемое вещество'[1] или "желе",[2] и описывает поведение ионизированных ядер атомов и электронов в окружающей области плазмы. Очень просто, каждое из этих ядер подвешено в подвижном море электронов. Плазма была впервые обнаружена в Трубка Крукса, и так описано Сэр Уильям Крукс в 1879 г. (он называл это «сияющей материей»).[14] Природа этого "электронно-лучевая "вещество было впоследствии идентифицировано британским физиком Сэр Дж. Дж. Томсон в 1897 г.[15]

Термин «плазма» был введен для описания ионизированного газа Ирвинг Ленгмюр в 1928 г.[16] Льюи Тонкс и Гарольд Мотт-Смит, оба из которых работали с Ирвингом Ленгмюром в 1920-х годах, вспоминают, что Ленгмюр впервые использовал слово «плазма» по аналогии с кровью.[17][18] Мотт-Смит напоминает, в частности, что перенос электронов термоэмиссионными нитями напомнил Ленгмюру «способ, которым плазма крови переносит красные и белые тельца и микробы».[19]

Ленгмюр описал наблюдаемую им плазму следующим образом:

"Кроме электродов, где есть ножны ионизированный газ, содержащий очень мало электронов, содержит примерно равные количества ионов и электронов, так что результирующий объемный заряд очень мал. Мы будем использовать имя плазма описать эту область, содержащую сбалансированные заряды ионов и электронов."[16]
Часть серии по
Механика сплошной среды
Гидравлическая механика
Жидкости
Жидкости
Газы
Плазма

Свойства и параметры

Художник исполнение Земли плазменный фонтан, показывая ионы кислорода, гелия и водорода, которые хлынут в космос из регионов, близких к полюсам Земли. Слабая желтая область над северным полюсом представляет газ, потерянный с Земли в космос; зеленая зона - это Северное сияние, где энергия плазмы возвращается в атмосферу.[20]

Определение

Плазма - это состояние дела в котором ионизированное газообразное вещество становится сильно электропроводящий до такой степени, что дальний электрические и магнитные поля доминируют над поведением материи.[21][22] Состояние плазмы можно противопоставить другие государства: твердый, жидкость, и газ.

Плазма - это электрически нейтральная среда из несвязанных положительных и отрицательных частиц (то есть общий заряд плазмы примерно равен нулю). Хотя эти частицы не связаны, они не «свободны» в том смысле, что не испытывают сил. Движущиеся заряженные частицы генерируют электрический ток в магнитном поле, и любое движение заряженной частицы плазмы влияет на поля, создаваемые другими зарядами. В свою очередь, это управляет коллективным поведением с множеством вариаций.[10][23] Плазму определяют три фактора:[24][25]

  • Плазменное приближение: Приближение плазмы применяется, когда параметр плазмы Λ,[26] представляющее количество носителей заряда внутри сферы (называемой сферой Дебая, радиус которой равен длине экранирования Дебая), окружающей данную заряженную частицу, достаточно велико, чтобы экранировать электростатическое влияние частицы за пределами сферы.[21][22]
  • Массовые взаимодействия: Длина экрана Дебая (определенная выше) мала по сравнению с физическим размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия в объеме плазмы более важны, чем взаимодействия на ее краях, где могут иметь место граничные эффекты. При выполнении этого критерия плазма квазинейтральна.[27]
  • Частота плазмы: Плазменная частота электронов (измерение плазменные колебания электронов) велика по сравнению с частотой столкновений электронов с нейтральными частицами (измерение частоты столкновений между электронами и нейтральными частицами). Когда это условие выполняется, электростатические взаимодействия преобладают над процессами обычной газовой кинетики.[28]

Температура

Температура плазмы обычно измеряется в кельвин или же электронвольт и неформально является мерой тепловой кинетической энергии, приходящейся на одну частицу. Для поддержания ионизации, которая является определяющей чертой плазмы, обычно требуются высокие температуры. Степень ионизации плазмы определяется электронная температура относительно энергия ионизации (и в меньшей степени плотностью) в соотношении, называемом Уравнение Саха. При низких температурах ионы и электроны стремятся рекомбинировать в связанные состояния - атомы[29]- и плазма со временем превратится в газ.

В большинстве случаев электроны достаточно близки к тепловое равновесие что их температура относительно четко определена; это верно даже при значительном отклонении от Максвелловский энергия функция распределения, например, из-за УФ-излучение, энергичные частицы или сильные электрические поля. Из-за большой разницы в массе электроны приходят в термодинамическое равновесие между собой гораздо быстрее, чем они приходят в равновесие с ионами или нейтральными атомами. По этой причине ионная температура может сильно отличаться от (обычно ниже) электронной температуры. Это особенно характерно для слабоионизованной технологической плазмы, где ионы часто находятся вблизи температура окружающей среды.

Полностью или частично (слабо) ионизированные газы

Основная статья: Степень ионизации
Смотрите также: Удельное сопротивление Спитцера

Чтобы плазма существовала, ионизация необходимо. Сам по себе термин «плотность плазмы» обычно относится к «электронной плотности», то есть количеству свободных электронов в единице объема. В степень ионизации плазмы - это доля атомов, которые потеряли или приобрели электроны, и регулируется температурой электронов и ионов, а также частотами столкновений электрон-ион в сравнении с электрон-нейтральным. Степень ионизации, , определяется как , куда - плотность ионов и - плотность нейтральных атомов. В электронная плотность связано с этим средним зарядовым состоянием[требуется дальнейшее объяснение ] ионов через , куда - плотность электронов.

В плазме частота столкновений электронов с ионами намного больше, чем частота столкновений электронов с нейтралью . Поэтому при слабой степени ионизации , частота столкновений электронов с ионами может равняться частоте столкновений электронов с нейтралью: это предел, отделяющий плазму от частичной или полной ионизации.

  • Период, термин полностью ионизированный газ представлен Лайман Спитцер не означает, что степень ионизации равна единице, а означает только то, что плазма находится в Режим доминирования кулоновских столкновений, т.е. когда , что может соответствовать степени ионизации всего 0,01%.[30]
  • А частично или же слабоионизированный газ означает, что в плазме не преобладает Кулоновские столкновения, т.е. когда .

Большинство «технологической» (инженерной) плазмы - это слабоионизированные газы.

Тепловая и нетепловая (холодная) плазма

Основная статья: Нетепловая плазма
Смотрите также: Анизотермическая плазма

В зависимости от относительных температур электронов, ионов и нейтралов плазма классифицируется как «тепловая» или «нетепловая» (также называемая «холодной плазмой»).

  • Тепловая плазма электроны и тяжелые частицы имеют одинаковую температуру, т.е. они находятся в тепловом равновесии друг с другом.
  • Нетепловая плазма с другой стороны, это неравновесные ионизированные газы с двумя температурами: ионы и нейтралы остаются при низкой температуре (иногда комнатная температура ), а электроны намного горячее. ().[31] Разновидностью обычной нетепловой плазмы является ртутный газ в пределах флюоресцентная лампа, где "электронный газ" достигает температуры 10 000 кельвинов, в то время как остальная часть газа остается чуть выше комнатной температуры, поэтому лампочка можно даже прикасаться руками во время работы.

Частным и необычным случаем «обратной» нетепловой плазмы является очень высокотемпературная плазма, создаваемая Z машина, где ионы намного горячее электронов.[32][33]

Плазменный потенциал

Молния в качестве примера плазмы, присутствующей на поверхности Земли: как правило, молния разряжает 30 килоампер с силой до 100 мегавольт и излучает радиоволны, свет, рентгеновские и даже гамма-лучи.[34] Температура плазмы может приближаться к 30000 К, а плотность электронов может превышать 1024 м−3.

Поскольку плазма очень хороша электрические проводники, электрические потенциалы играют важную роль.[требуется разъяснение ] Средний потенциал в пространстве между заряженными частицами, независимо от того, как его можно измерить, называется «плазменным потенциалом» или «космическим потенциалом». Если электрод вставлен в плазму, его потенциал обычно будет значительно ниже потенциала плазмы из-за того, что называется Дебая ножны. Хорошая электропроводность плазмы делает ее электрические поля очень маленькими. Это приводит к важному понятию «квазинейтральность», согласно которому плотность отрицательных зарядов приблизительно равна плотности положительных зарядов в больших объемах плазмы (), но в масштабе Длина Дебая может быть дисбаланс заряда. В частном случае, когда двойные слои образуются, разделение зарядов может достигать нескольких десятков дебаевских длин.[нужна цитата ]

Величину потенциалов и электрических полей следует определять другими способами, кроме простого нахождения сети. плотность заряда. Типичный пример - предположить, что электроны удовлетворяют Соотношение Больцмана:

Дифференциация этого соотношения позволяет рассчитать электрическое поле по плотности:

Возможно получение не квазинейтральной плазмы. Электронный луч, например, имеет только отрицательные заряды. Плотность ненейтральной плазмы, как правило, должна быть очень низкой или очень маленькой, в противном случае она будет рассеиваться за счет отталкивания. электростатическая сила.[35]

В астрофизический плазма Дебай скрининг предотвращает электрические поля от прямого воздействия на плазму на больших расстояниях, т. е. больше, чем Длина Дебая. Однако наличие заряженных частиц заставляет плазму генерировать и влиять на нее: магнитные поля. Это может и действительно вызывает чрезвычайно сложное поведение, такое как образование двойных слоев плазмы, объекта, который разделяет заряд на несколько десятков Дебая длины. Динамика взаимодействия плазмы с внешней и самогенерируемой магнитные поля изучаются в Академическая дисциплина из магнитогидродинамика.[36]

Намагничивание

Плазма с магнитным полем, достаточно сильным, чтобы влиять на движение заряженных частиц, называется намагниченной. Общий количественный критерий состоит в том, что частица в среднем совершает по крайней мере один оборот вокруг магнитного поля перед столкновением, т. Е. , куда "электронная гирочастота" и - «частота столкновений электронов». Часто электроны намагничиваются, а ионы - нет. Намагниченная плазма анизотропный, что означает, что их свойства в направлении, параллельном магнитному полю, отличаются от свойств, перпендикулярных ему. В то время как электрические поля в плазме обычно малы из-за высокой проводимости, электрическое поле, связанное с плазмой, движущейся в магнитном поле, определяется выражением (куда электрическое поле, - скорость, а магнитное поле), и на него не влияет Дебая экранирование.[37]

Сравнение плазменной и газовой фаз

Плазму часто называют четвертое состояние материи после твердого тела, жидкостей и газов, хотя плазма обычно является ионизированным газом.[38][39][40] Он отличается от этих и других низкоэнергетических состояния вещества. Хотя он тесно связан с газовой фазой тем, что также не имеет определенной формы или объема, он отличается по ряду причин, включая следующие:

СвойствоГазПлазма
Электрическая проводимостьОчень низкий: Воздух является отличным изолятором, пока не распадется на плазму при напряженности электрического поля выше 30 киловольт на сантиметр.[41]Обычно очень высокий: Для многих целей проводимость плазмы можно рассматривать как бесконечную.
Самостоятельно действующие видыОдин: Все частицы газа ведут себя одинаково под влиянием сила тяжести и по столкновения друг с другом.Два или три: Электроны, ионы, протоны и нейтроны можно отличить по знаку и значению их обвинять так что они ведут себя независимо во многих обстоятельствах, с разными объемными скоростями и температурами, что позволяет создавать такие явления, как новые типы волны и нестабильность.
Распределение скоростиМаксвелловский: Столкновения обычно приводят к максвелловскому распределению скоростей всех частиц газа с очень небольшим количеством относительно быстрых частиц.Часто не максвелловский: Столкновительные взаимодействия в горячей плазме часто бывают слабыми, и внешнее воздействие может увести плазму далеко от локального равновесия и привести к появлению значительной популяции необычно быстрых частиц.
ВзаимодействияДвоичный: Столкновения двух частиц являются правилом, столкновения трех тел крайне редки.Коллектив: Волны, или организованное движение плазмы, очень важны, потому что частицы могут взаимодействовать на больших расстояниях посредством электрических и магнитных сил.

Плазма в космической науке и астрономии

Дальнейшая информация: Астрофизическая плазма, Межзвездная среда, и Межгалактическое пространство
Смотрите также: Магнитогидродинамика

Плазма, безусловно, самая распространенная фаза обычной материи во Вселенной как по массе, так и по объему.[42]

Над поверхностью Земли ионосфера - это плазма,[43] а магнитосфера содержит плазму.[44] В нашей Солнечной системе межпланетное пространство заполнена плазмой, выбрасываемой через Солнечный ветер, простирающаяся от поверхности Солнца до гелиопауза. Кроме того, все далекие звезды, и большая часть межзвездное пространство или же межгалактическое пространство также вероятно заполнен плазмой, хотя и с очень низкой плотностью. Астрофизическая плазма также наблюдаются в Аккреционные диски вокруг звезд или компактных объектов, таких как белые карлики, нейтронные звезды, или же черные дыры близко двойная звезда системы.[45] Плазма связана с выбросом материала в астрофизические джеты, которые наблюдались с аккрецирующими черными дырами[46] или в активном галактики подобно Самолет M87 возможно, простирается до 5000 световых лет.[47]

Обычная плазма

Плазма может появляться в природе в различных формах и в различных местах, которые можно обобщить в следующей таблице:

Общие формы плазмы
Искусственно произведенныйЗемная плазмаКосмическая и астрофизическая плазма

Сложные плазменные явления

Хотя лежащие в основе уравнения, управляющие плазмой, относительно просты, поведение плазмы необычайно разнообразно и тонко: появление неожиданного поведения из простой модели является типичной чертой сложная система. Такие системы в некотором смысле лежат на границе между упорядоченным и неупорядоченным поведением и обычно не могут быть описаны ни простыми гладкими математическими функциями, ни чистой случайностью. Самопроизвольное формирование интересных пространственных объектов в широком диапазоне масштабов длины - одно из проявлений сложности плазмы. Элементы интересны, например, тем, что они очень резкие, пространственно прерывистые (расстояние между элементами намного больше, чем сами элементы) или имеют фрактал форма. Многие из этих особенностей были сначала изучены в лаборатории, а затем были признаны во всей Вселенной. Примеры сложных и сложных структур в плазме включают:

Филаментация

Полосы или струнные структуры,[50] также известный как Биркеланд течения, видны во многих плазмах, например плазменный шар, то Аврора,[51] молния,[52] электрические дуги, солнечные вспышки,[53] и остатки сверхновой.[54] Иногда они связаны с большей плотностью тока, и взаимодействие с магнитным полем может образовывать магнитный трос структура.[55] Пробой мощного микроволнового излучения при атмосферном давлении также приводит к образованию нитевидных структур.[56] (Смотрите также Плазменный зажим )

Филаментация также относится к самофокусировке мощного лазерного импульса. При высоких мощностях нелинейная часть показателя преломления становится важной и вызывает более высокий показатель преломления в центре лазерного луча, где лазер ярче, чем на краях, вызывая обратную связь, которая фокусирует лазер еще больше. Более плотно сфокусированный лазер имеет более высокую пиковую яркость (освещенность), которая образует плазму. Плазма имеет показатель преломления меньше единицы и вызывает расфокусировку лазерного луча. Взаимодействие фокусирующего показателя преломления и дефокусирующей плазмы приводит к образованию длинного плазменного волокна, которое может быть микрометры до километров в длину.[57] Одним из интересных аспектов плазмы, генерируемой филаментацией, является относительно низкая плотность ионов из-за дефокусирующего эффекта ионизированных электронов.[58] (Смотрите также Распространение нити )

Ненейтральная плазма

Сила и диапазон действия электрической силы, а также хорошая проводимость плазмы обычно гарантируют, что плотности положительных и отрицательных зарядов в любой значительной области равны («квазинейтральность»). Плазма со значительным превышением плотности заряда или, в крайнем случае, состоящая из одного вида, называется плазмой. не нейтральная плазма. В такой плазме электрические поля играют доминирующую роль. Примеры платные пучки частиц, электронное облако в Ловушка Пеннинга и позитронная плазма.[59]

Пыльная плазма / зерновая плазма

А пыльная плазма содержит крошечные заряженные частицы пыли (обычно находящиеся в космосе). Частицы пыли приобретают высокие заряды и взаимодействуют друг с другом.Плазма, содержащая более крупные частицы, называется зеренной плазмой. В лабораторных условиях пылевую плазму еще называют сложная плазма.[60]

Непроницаемая плазма

Непроницаемая плазма - это тип тепловой плазмы, которая действует как непроницаемое твердое тело по отношению к газу или холодной плазме и может быть физически вытеснена. Взаимодействие холодного газа и тепловой плазмы кратко изучала группа под руководством Ханнес Альфвен в 1960-х и 1970-х годах за его возможное применение в изоляции слияние плазма от стенок реактора.[61] Однако позже выяснилось, что внешний магнитные поля в этой конфигурации может вызвать перегиб нестабильности в плазме и впоследствии приводят к неожиданно большим потерям тепла на стенках.[62]В 2013 году группа материаловедов сообщила, что они успешно создали стабильную непроницаемую плазму без каких-либо магнитное удержание с использованием только одеяла сверхвысокого давления из холодного газа. Хотя утверждалось, что спектроскопические данные о характеристиках плазмы трудно получить из-за высокого давления, пассивное воздействие плазмы на синтез разных наноструктуры ясно предполагал эффективное удержание. Они также показали, что при поддержании непроницаемости в течение нескольких десятков секунд отсеивание ионы на границе плазма-газ может вызвать сильный вторичный режим нагрева (известный как вязкий нагрев), приводящий к различной кинетике реакций и образованию сложных наноматериалы.[63]

Математические описания

Сложные самосжимающиеся силовые линии магнитного поля и пути тока в выровненном по полю Биркеланд текущий которые могут развиваться в плазме.[64]
Основная статья: Плазменное моделирование

Чтобы полностью описать состояние плазмы, необходимо записать все местоположения и скорости частиц, которые описывают электромагнитное поле в плазменной области. Однако, как правило, нецелесообразно или не нужно отслеживать все частицы в плазме. Поэтому физики плазмы обычно используют менее подробные описания, которые бывают двух основных типов:

Жидкая модель

Жидкостные модели описывают плазму в терминах сглаженных величин, таких как плотность и средняя скорость вокруг каждой позиции (см. Параметры плазмы ). Одна простая модель жидкости, магнитогидродинамика, рассматривает плазму как единый флюид, управляемый комбинацией Уравнения Максвелла и Уравнения Навье – Стокса. Более общее описание - двухжидкостная плазма,[65] где ионы и электроны описаны отдельно. Модели жидкости часто бывают точными, когда степень столкновения достаточно высока, чтобы поддерживать распределение скорости плазмы близко к Распределение Максвелла – Больцмана. Поскольку жидкостные модели обычно описывают плазму в терминах одиночного потока при определенной температуре в каждом пространственном местоположении, они не могут ни уловить пространственные структуры скорости, такие как лучи или двойные слои, ни разрешить эффекты волны-частицы.

Кинетическая модель

Кинетические модели описывают функцию распределения частиц по скоростям в каждой точке плазмы, и поэтому нет необходимости предполагать Распределение Максвелла – Больцмана. Кинетическое описание часто необходимо для бесстолкновительной плазмы. Существует два общих подхода к кинетическому описанию плазмы. Один основан на представлении сглаженной функции распределения на сетке по скорости и положению. Другой, известный как частица в клетке (PIC), включает кинетическую информацию, отслеживая траектории большого количества отдельных частиц. Кинетические модели обычно требуют больших вычислительных ресурсов, чем модели жидкости. В Уравнение Власова может использоваться для описания динамики системы заряженных частиц, взаимодействующих с электромагнитным полем. В замагниченной плазме a гирокинетический Такой подход может существенно снизить вычислительные затраты на полностью кинетическое моделирование.

Искусственная плазма

Большинство искусственной плазмы создается за счет приложения электрического и / или магнитного полей через газ. Плазма, генерируемая в лабораторных условиях и для промышленного использования, может быть разделена на следующие категории:

  • Тип источника питания, используемого для генерации плазмы - постоянный, переменный (обычно с радиочастота (РФ )) и микроволновка
  • Давление, при котором они работают - вакуумное давление (<10 мТорр или 1 Па), умеренное давление (≈1 Торр или 100 Па), атмосферное давление (760 Торр или 100 кПа).
  • Степень ионизации плазмы - полностью, частично или слабо ионизированная.
  • Температурные соотношения внутри плазмы - тепловой плазмы (), нетепловая или «холодная» плазма ()
  • Конфигурация электродов, используемых для генерации плазмы
  • Намагничивание частиц внутри плазмы - намагничено (и ион, и электроны захвачены в Ларморовые орбиты магнитным полем), частично намагниченный (электроны, но не ионы захватываются магнитным полем), немагниченный (магнитное поле слишком слабое, чтобы удерживать частицы на орбитах, но может генерировать Силы Лоренца )[нужна цитата ]

Генерация искусственной плазмы

Простое изображение газоразрядной трубки - Plasma.png
Искусственная плазма, производимая в воздухе лестницей Иакова
Искусственная плазма, производимая в воздухе Лестница Якоба

Как и во многих случаях использования плазмы, существует несколько способов ее получения. Однако их всех объединяет один принцип: для ее производства и поддержания необходим подвод энергии.[66] В этом случае плазма генерируется при электрический ток применяется через диэлектрический газ или жидкость (электрически непроводящий материал), как видно на соседнем изображении, на котором разрядная трубка как простой пример (ОКРУГ КОЛУМБИЯ используется для простоты).

В разность потенциалов и последующие электрическое поле тянуть связанные электроны (отрицательные) к анод (положительный электрод), а катод (отрицательный электрод) тянет ядро.[67] Поскольку Напряжение увеличивается, ток нагружает материал (на электрическая поляризация ) за его диэлектрический предел (называемой силой) в стадию электрический пробой, отмеченный электрическая искра, где материал превращается из изолятор в дирижер (поскольку становится все более и более ионизированный ). В основе процесса лежит Таунсендская лавина, где столкновения электронов с атомами нейтрального газа создают больше ионов и электронов (как видно на рисунке справа). Первое столкновение электрона с атомом приводит к образованию одного иона и двух электронов. Следовательно, количество заряженных частиц быстро увеличивается (в миллионы) только «примерно после 20 последовательных наборов столкновений»,[68] в основном из-за малой длины свободного пробега (среднего расстояния между столкновениями).

Электрическая дуга

Каскадный процесс ионизации. Электроны - это «e−», нейтральные атомы «o» и катионы «+».
Эффект лавины между двумя электродами. Первоначальное событие ионизации освобождает один электрон, а каждое последующее столкновение освобождает еще один электрон, поэтому при каждом столкновении возникают два электрона: ионизирующий электрон и освобожденный электрон.

Благодаря большой плотности тока и ионизации он образует светящийся электрическая дуга (непрерывный электрический разряд, подобный молния ) между электродами.[Примечание 1] Электрическое сопротивление вдоль непрерывной электрической дуги создает высокая температура, который диссоциирует больше молекул газа и ионизирует образующиеся атомы (где степень ионизации определяется температурой), и в соответствии с последовательностью: твердый -жидкость -газ -плазма, газ постепенно превращается в тепловую плазму.[Заметка 2] Тепловая плазма находится в тепловое равновесие Это означает, что температура относительно однородна для тяжелых частиц (то есть атомов, молекул и ионов) и электронов. Это происходит потому, что при генерации тепловой плазмы электроэнергия передается электронам, которые, благодаря своей большой подвижности и большому количеству, способны быстро и быстро рассеивать его. упругое столкновение (без потерь энергии) тяжелым частицам.[69][Заметка 3]

Примеры промышленной / коммерческой плазмы

Благодаря значительным диапазонам температуры и плотности плазма находит применение во многих областях исследований, технологий и промышленности. Например, в: промышленные и добывающие. металлургия,[69][70] обработка поверхности, такая как плазменное напыление (покрытие), травление в микроэлектронике,[71] резка металла[72] и сварка; а также в быту очистка выхлопных газов автомобиля и флуоресцентный /люминесцентный лампы[66] зажигание топлива, даже играя роль в сверхзвуковые двигатели внутреннего сгорания за аэрокосмическая техника.[73]

Сбросы низкого давления

  • Тлеющий разряд плазма: нетепловая плазма, создаваемая приложением постоянного или низкочастотного ВЧ (<100 кГц) электрического поля к зазору между двумя металлическими электродами. Наверное, самая обычная плазма; это тип плазмы, генерируемой внутри флуоресцентный свет трубки.[74]
  • Емкостная плазма (КПК): похож на плазму тлеющего разряда, но генерируется высокочастотными электрическими полями, обычно 13,56 МГц. Они отличаются от тлеющих разрядов тем, что оболочки намного менее интенсивны. Они широко используются в отраслях микрообработки и производства интегральных схем для плазменного травления и химического осаждения из газовой фазы.[75]
  • Каскадный источник плазменной дуги: устройство для получения низкотемпературной (≈1 эВ) плазмы высокой плотности (HDP).
  • Индуктивно связанная плазма (ПМС): аналогичен КПК и имеет аналогичные применения, но электрод состоит из катушки, намотанной вокруг камеры, в которой образуется плазма.[76]
  • Плазма, нагретая волнами: аналогично CCP и ICP в том, что это обычно RF (или микроволновая печь). Примеры включают геликонный разряд и электронный циклотронный резонанс (ECR).[77]

Атмосферное давление

  • Дуговый разряд: это мощный тепловой разряд очень высокой температуры (≈10 000 К). Его можно генерировать с помощью различных источников питания. Обычно используется в металлургический процессы. Например, его используют для плавки минералов, содержащих Al.2О3 производить алюминий.
  • Коронный разряд: это нетепловой разряд, возникающий при приложении высокого напряжения к острым концам электрода. Обычно используется в озон генераторы и пылеуловители.
  • Диэлектрический барьерный разряд (DBD): это нетепловой разряд, создаваемый приложением высокого напряжения через небольшие зазоры, в котором непроводящее покрытие предотвращает переход плазменного разряда в дугу. Его часто неправильно называют «коронным» разрядом в промышленности, и он имеет такое же применение, что и коронный разряд. Обычно этот разряд используется в плазменный привод для уменьшения лобового сопротивления автомобиля.[78] Он также широко используется при обработке тканей полотном.[79] Нанесение разряда на синтетические ткани и пластмассы придает поверхности функциональность и позволяет приклеиваться краскам, клеям и подобным материалам.[80] Разряд с диэлектрическим барьером был использован в середине 1990-х годов, чтобы показать, что низкотемпературная плазма атмосферного давления эффективна для инактивации бактериальных клеток.[81] Эта работа и более поздние эксперименты с использованием клеток млекопитающих привели к созданию новой области исследований, известной как плазменная медицина. Конфигурация диэлектрического барьерного разряда также использовалась при создании струй низкотемпературной плазмы. Эти плазменные струи производятся быстро распространяющимися направленными ионизационными волнами, известными как плазменные пули.[82]
  • Емкостной разряд: это нетепловая плазма генерируется приложением мощности RF (например, 13,56 МГц ) к одному электроду с питанием, при этом заземленный электрод удерживается на небольшом расстоянии друг от друга, порядка 1 см. Такие разряды обычно стабилизируются с помощью благородного газа, такого как гелий или аргон.[83]
  • "Пьезоэлектрическая плазма прямого разряда:" это нетепловая плазма генерируется на стороне высокого напряжения пьезоэлектрического трансформатора (ПТ). Этот вариант поколения особенно подходит для высокоэффективных и компактных устройств, где отдельный источник питания высокого напряжения не требуется.

Конвертеры MHD

Основные статьи: магнитогидродинамический преобразователь, магнитогидродинамический генератор, и магнитогидродинамический привод
Смотрите также: Электротермическая нестабильность

В 1960-х годах были начаты мировые усилия по изучению магнитогидродинамические преобразователи чтобы принести Преобразование мощности MHD выйти на рынок с коммерческими электростанциями нового типа, преобразовав кинетическая энергия высокоскоростной плазмы в электричество без движущиеся части на высоком эффективность. Также проводились исследования в области сверхзвуковой и гиперзвуковой аэродинамики для изучения взаимодействия плазмы с магнитными полями, чтобы в конечном итоге достичь пассивного и даже активного управление потоком вокруг транспортных средств или снарядов, чтобы смягчить и смягчить ударные волны, снизить теплопередачу и уменьшить тащить.

Такие ионизированные газы, используемые в «плазменных технологиях» («технологическая» или «инженерная» плазма), обычно слабоионизированные газы в том смысле, что ионизируется лишь малая часть молекул газа.[84] Эти слабоионизованные газы также являются нетепловой «холодной» плазмой. В присутствии магнитных полей исследование таких намагниченных нетепловых слабоионизованных газов связано с резистивная магнитогидродинамика с низким магнитное число Рейнольдса, сложная область физики плазмы, где для расчетов требуется диадические тензоры в 7-мерный фазовое пространство. При использовании в сочетании с высоким Параметр Холла, критическое значение вызывает проблемные электротермическая нестабильность что ограничивало эти технологические разработки.

Исследование

Плазма - объект изучения академическая сфера из плазменная наука или же физика плазмы,[85] включая такие суб-дисциплины, как физика космической плазмы. В настоящее время он включает в себя следующие области активных исследований и функций во многих журналы, в чьи интересы входят:

Примеры исследований

  • Двигатель Холла. Электрическое поле в плазме двухслойный настолько эффективно ускоряет ионы, что электрические поля используются в ионные приводы.

  • Солнечная плазма

  • Плазменное напыление

  • Плазма токамаков в исследованиях ядерного синтеза

  • Плазма аргона в эксперименте с линейным намагничиванием «Соколиный глаз» (HLMX) в Университете Айовы

Смотрите также

Фазовые переходы материи ()
базовыйК
ТвердыйЖидкостьГазПлазма
ИзТвердыйПлавлениеСублимация
ЖидкостьЗамораживаниеИспарение
ГазОтложениеКонденсацияИонизация
ПлазмаРекомбинация

Примечания

  1. ^ Материал претерпевает различные «режимы» или стадии (например, насыщение, пробой, накал, переход и тепловая дуга), когда напряжение увеличивается в соответствии с соотношением напряжение-ток. Напряжение повышается до максимального значения на стадии насыщения, а затем претерпевает колебания различных стадий; в то время как ток постепенно увеличивается повсюду.[68]
  2. ^ В литературе не существует строгого определения того, где проходит граница между газом и плазмой. Тем не менее, достаточно сказать, что при 2000 ° C молекулы газа распыляются и ионизируются при 3000 ° C и «в этом состоянии [] газ имеет вязкость, подобную жидкости при атмосферном давлении, и свободные электрические заряды дают относительно высокие электрическая проводимость приближается к проводимости металлов ".[69]
  3. ^ Обратите внимание, что нетепловая или неравновесная плазма не так ионизирована и имеет более низкую плотность энергии, и, следовательно, температура неравномерно распределяется между частицами, а некоторые тяжелые остаются «холодными».

Рекомендации

  1. ^ а б πλάσμα В архиве 18 июня 2013 г. Wayback Machine, Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон, на Персее
  2. ^ а б c Goldston, R.J .; Резерфорд, П. (1995). Введение в физику плазмы. Тейлор и Фрэнсис. п. 1-2. ISBN  978-0-7503-0183-1.
  3. ^ Морозов, А. (2012). Введение в плазменную динамику. CRC Press. п. 17. ISBN  978-1-4398-8132-3.
  4. ^ Морозов, А. (2012). Введение в плазменную динамику. CRC Press. п. 30. ISBN  978-1-4398-8132-3.
  5. ^ Морозов, А. (2012). Введение в плазменную динамику. CRC Press. п. 4-5. ISBN  978-1-4398-8132-3.
  6. ^ «Как работает молния». Как это работает. Апрель 2000 г. В архиве из оригинала от 7 апреля 2014 г.
  7. ^ Филлипс, К. Дж. Х. (1995). Путеводитель по Солнцу. Издательство Кембриджского университета. п. 295. ISBN  978-0-521-39788-9. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.
  8. ^ Ашванден, М. Дж. (2004). Физика солнечной короны. Введение. Praxis Publishing. ISBN  978-3-540-22321-4.
  9. ^ Пиль, А. (2010). Физика плазмы: введение в лабораторную, космическую и термоядерную плазму. Springer. С. 4–5. ISBN  978-3-642-10491-6. В архиве из оригинала от 5 января 2016 г.
  10. ^ а б Старрок, Питер А. (1994). Физика плазмы: введение в теорию астрофизической, геофизической и лабораторной плазмы. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-44810-9.
  11. ^ Чу, П.К .; Лу, XinPel (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение. CRC Press. ISBN  978-1-4665-0990-0.
  12. ^ Чу, П.К .; Лу, XinPel (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение. CRC Press. п. 3. ISBN  978-1-4665-0990-0.
  13. ^ Chiuderi, C .; Велли, М. (2015). Основы плазменной астрофизики. Springer. п. 17. ISBN  978-88-470-5280-2.
  14. ^ Крукс представил лекция к Британская ассоциация развития науки в Шеффилде, в пятницу, 22 августа 1879 г. «Архивная копия». В архиве из оригинала от 9 июля 2006 г.. Получено 24 мая 2006.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) «Сияющая материя». В архиве из оригинала 13 июня 2006 г.. Получено 24 мая 2006.
  15. ^ Объявил в своей вечерней лекции на Королевский институт в пятницу, 30 апреля 1897 г., и опубликовано в Томсон, Дж. Дж. (1897). "Дж. Дж. Томсон (1856–1940)". Философский журнал. 44 (269): 293–316. Дои:10.1080/14786449708621070. В архиве из оригинала от 12 августа 2015 г.
  16. ^ а б Ленгмюр, И. (1928). «Колебания в ионизированных газах». Труды Национальной академии наук. 14 (8): 627–637. Bibcode:1928ПНАС ... 14..627Л. Дои:10.1073 / pnas.14.8.627. ЧВК  1085653. PMID  16587379.
  17. ^ Тонкс, Леви (1967). «Рождение» плазмы"". Американский журнал физики. 35 (9): 857–858. Bibcode:1967AmJPh..35..857T. Дои:10.1119/1.1974266.
  18. ^ Браун, Сэнборн С. (1978). «Глава 1: Краткая история газовой электроники». In Hirsh, Merle N .; Оскам, Х. Дж. (Ред.). Газовая электроника. 1. Академическая пресса. ISBN  978-0-12-349701-7. В архиве из оригинала от 23 октября 2017 года.
  19. ^ Мотт-Смит, Гарольд М. (1971). "История" плазмы"". Природа. 233 (5316): 219. Bibcode:1971 г., природа. 233..219M. Дои:10.1038 / 233219a0. PMID  16063290.
  20. ^ Плазменный фонтан Источник В архиве 6 сентября 2008 г. Wayback Machine, пресс-релиз: Солнечный ветер вытесняет часть атмосферы Земли в космос В архиве 20 марта 2009 г. Wayback Machine
  21. ^ а б Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и управляемый синтез. Издательство Springer International. С. 2–3. ISBN  9781475755954. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.
  22. ^ а б Фрейдберг, Джеффри П. (2008). Физика плазмы и термоядерная энергия. Издательство Кембриджского университета. п. 121. ISBN  9781139462150. В архиве из оригинала от 24 декабря 2016 г.
  23. ^ Hazeltine, R.D .; Уэльбрук, Ф. (2004). Основы физики плазмы. Westview Press. ISBN  978-0-7382-0047-7.
  24. ^ Денди, Р. О. (1990). Плазменная динамика. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-852041-2. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.
  25. ^ Гастингс, Дэниел и Гаррет, Генри (2000). Взаимодействие космического корабля с окружающей средой. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-47128-2.
  26. ^ 1929-, Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и управляемый синтез. Чен, Фрэнсис Ф., 1929- (2-е изд.). Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN  978-0306413322. OCLC  9852700. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  27. ^ «Квазинейтральность - теория плазменной Вселенной (энциклопедия, подобная Википедии)». www.plasma-universe.com. В архиве из оригинала 26 октября 2017 г.. Получено 25 октября 2017.
  28. ^ Мерлино, Роберт Л. (3 октября 2012 г.). «Колебания плазмы - применение электростатики и классической механики». homepage.physics.uiowa.edu. стр. См. примечания от 3 октября. В архиве из оригинала 26 октября 2017 г.. Получено 25 октября 2017.
  29. ^ Николсон, Дуайт Р. (1983). Введение в теорию плазмы. Джон Вили и сыновья. ISBN  978-0-471-09045-8.
  30. ^ Чепмен, Брайан (25 сентября 1980 г.). «Глава 3: Плазма». Процессы тлеющего разряда: распыление и плазменное травление. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. п. 49. ISBN  978-0471078289.
  31. ^ фон Энгель, А. и Козенс, Дж. Р. (1976) «Плазма пламени» в Успехи электроники и электронной физики, Л. Л. Мартон (редактор), Academic Press, ISBN  978-0-12-014520-1, п. 99 В архиве 2 декабря 2016 г. Wayback Machine
  32. ^ Haines, M. G .; LePell, P.D .; Ковердейл, К. А .; Джонс, Б.; Deeney, C .; Апрузезе, Дж. П. (23 февраля 2006 г.). «Вязкий ионный нагрев в магнитогидродинамически нестабильном пинче при более чем 2 × 109 Кельвин " (PDF). Письма с физическими проверками. 96 (7): 075003. Bibcode:2006ПхРвЛ..96г5003Н. Дои:10.1103 / PhysRevLett.96.075003. PMID  16606100.
  33. ^ Пети, Ж.-П. «Машина Z: более двух миллиардов градусов! Бумага Малькольма Хейнса» (PDF). Получено 7 апреля 2018.
  34. ^ Видеть Вспышки в небе: всплески гамма-излучения Земли, вызванные молнией В архиве 7 июля 2014 г. Wayback Machine
  35. ^ Наука о плазме: от фундаментальных исследований до технологических приложений. Национальный исследовательский совет (США). Панель по возможностям в плазменной науке и технологии. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press. 1995. стр. 51. ISBN  9780309052313. OCLC  42854229.CS1 maint: другие (связь)
  36. ^ Дорч, Сорен (13 апреля 2007 г.). «Магнитогидродинамика». Scholarpedia. 2 (4): 2295. Bibcode:2007SchpJ ... 2.2295D. Дои:10.4249 / scholarpedia.2295. ISSN  1941-6016.
  37. ^ Ричард Фицпатрик, Введение в физику плазмы, Намагниченная плазма В архиве 1 марта 2006 г. Wayback Machine
  38. ^ Франк-Каменецкий, Давид А. (1972) [1961–1963]. Плазма - четвертое состояние вещества (3-е изд.). Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN  9781468418965. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.
  39. ^ Яффа Элиэзер, Шалом Элиэзер, Четвертое состояние вещества: введение в физику плазмы, Издательство: Адам Хильгер, 1989 г., ISBN  978-0-85274-164-1, 226 стр., Стр. 5
  40. ^ Биттенкур, Дж. (2004). Основы физики плазмы. Springer. п. 1. ISBN  9780387209753. В архиве из оригинала от 2 февраля 2017 г.
  41. ^ Хонг, Алиса (2000). Элерт, Гленн (ред.). «Диэлектрическая прочность воздуха». Книга фактов по физике. Получено 6 июля 2018.
  42. ^ Предполагается, что более 99% видимой Вселенной состоит из той или иной формы плазмы.Гурнетт, Д. А. и Бхаттачарджи, А. (2005). Введение в физику плазмы: с космическими и лабораторными приложениями. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 2. ISBN  978-0-521-36483-6. Шерер, К; Фихтнер, Н и Хебер, Б. (2005). Космическая погода: физика под слоганом. Берлин: Springer. п. 138. ISBN  978-3-540-22907-0..
  43. ^ Келли, М. С. (2009). Ионосфера Земли: физика плазмы и электродинамика (2-е изд.). Академическая пресса. ISBN  9780120884254.
  44. ^ Рассел, К. (1990). «Магнитопауза». Физика магнитных канатов. Серия геофизических монографий. 58: 439–453. Bibcode:1990GMS .... 58..439R. Дои:10.1029 / GM058p0439. ISBN  0-87590-026-7. Архивировано из оригинал 3 мая 2012 г.. Получено 25 августа 2018.
  45. ^ Месарош, Петер (2010) Вселенная высоких энергий: события сверхвысоких энергий в астрофизике и космологииИздательство: Cambridge University Press, ISBN  978-0-521-51700-3, п. 99 В архиве 2 февраля 2017 г. Wayback Machine.
  46. ^ Рейн, Дерек Дж. И Томас, Эдвин Джордж (2010) Черные дыры: введениеИздательство: Imperial College Press, ISBN  978-1-84816-382-9, п. 160 В архиве 2 декабря 2016 г. Wayback Machine
  47. ^ Немирофф, Роберт и Боннелл, Джерри (11 декабря 2004 г.) Астрономическая картина дня В архиве 18 октября 2012 г. Wayback Machine, nasa.gov
  48. ^ Глоссарий терминов Fusion компании IPPEX В архиве 8 марта 2008 г. Wayback Machine. Ippex.pppl.gov. Проверено 19 ноября 2011.
  49. ^ Хельменстин, Энн Мари. «Каково состояние материи огня или пламени? Жидкость, твердое тело или газ?». About.com. Получено 21 января 2009.
  50. ^ Дикель, Дж. Р. (1990). «Нити в остатках сверхновых: листы, струны, ленты или?». Бюллетень Американского астрономического общества. 22: 832. Bibcode:1990BAAS ... 22..832D.
  51. ^ Гриделанд, Т. (2003). «Интерферометрические наблюдения нитевидных структур, связанных с неустойчивостью плазмы в авроральной ионосфере». Письма о геофизических исследованиях. 30 (6): 1338. Bibcode:2003GeoRL..30.1338G. Дои:10.1029 / 2002GL016362.
  52. ^ Moss, G.D .; Пасько, В.П .; Liu, N .; Веронис, Г. (2006). «Модель Монте-Карло для анализа тепловых убегающих электронов в концах стримеров в нестационарных световых явлениях и стримерных зонах лидеров молний». Журнал геофизических исследований. 111 (A2): A02307. Bibcode:2006JGRA..111.2307M. Дои:10.1029 / 2005JA011350.
  53. ^ Doherty, Lowell R .; Мензель, Дональд Х. (1965). «Нитевидная структура в солнечных выступах». Астрофизический журнал. 141: 251. Bibcode:1965ApJ ... 141..251D. Дои:10.1086/148107.
  54. ^ "Хаббл видит Крабовидную туманность M1: Нити Крабовидной туманности". Архивировано 5 октября 2009 года.. Получено 26 января 2017.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь). Университет Аризоны
  55. ^ Zhang, Y. A .; Песня, М. Т .; Джи, Х. С. (2002). «Солнечная нить в форме веревки и вспышка IIIb». Китайская астрономия и астрофизика. 26 (4): 442–450. Bibcode:2002ЧА & А..26..442З. Дои:10.1016 / S0275-1062 (02) 00095-4.
  56. ^ Boeuf, J. P .; Chaudhury, B .; Чжу, Г.К. (2010). "Теория и моделирование самоорганизации и распространения массивов нитевидной плазмы при микроволновом пробое при атмосферном давлении". Письма с физическими проверками. 104 (1): 015002. Bibcode:2010PhRvL.104a5002B. Дои:10.1103 / PhysRevLett.104.015002. PMID  20366367.
  57. ^ Чин, С. Л. (2006). «Некоторые фундаментальные концепции фемтосекундной лазерной филаментации». Прогресс в области сверхбыстрых интенсивных лазерных исследований III (PDF). Журнал Корейского физического общества. Серия Спрингера по химической физике. 49. п. 281. Bibcode:2008pui3.book..243C. Дои:10.1007/978-3-540-73794-0_12. ISBN  978-3-540-73793-3.
  58. ^ Талебпур, А .; Abdel-Fattah, M .; Чин, С. Л. (2000).«Пределы фокусировки интенсивных сверхбыстрых лазерных импульсов в газе высокого давления: путь к новому спектроскопическому источнику». Оптика Коммуникации. 183 (5–6): 479–484. Bibcode:2000OptCo.183..479T. Дои:10.1016 / S0030-4018 (00) 00903-2.
  59. ^ Greaves, R. G .; Tinkle, M.D .; Сурко, С. М. (1994). «Создание и использование позитронной плазмы». Физика плазмы. 1 (5): 1439. Bibcode:1994ФПЛ .... 1.1439Г. Дои:10.1063/1.870693.
  60. ^ Morfill, G.E .; Ивлев, Алексей В. (2009). «Сложная плазма: междисциплинарное направление исследований». Обзоры современной физики. 81 (4): 1353–1404. Bibcode:2009РвМП ... 81.1353М. Дои:10.1103 / RevModPhys.81.1353.
  61. ^ Alfvén, H .; Сморс, Э. (1960). «Газоизоляция горячей плазмы». Природа. 188 (4753): 801–802. Bibcode:1960Натура.188..801А. Дои:10.1038 / 188801a0. S2CID  26797662.
  62. ^ Браамс, К. (1966). «Устойчивость плазмы, удерживаемой покровом холодного газа». Письма с физическими проверками. 17 (9): 470–471. Bibcode:1966ПхРвЛ..17..470Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.17.470.
  63. ^ Ягуби, А .; Мелинон, П. (2013). «Настраиваемый синтез и рост на месте кремний-углеродных мезоструктур с использованием непроницаемой плазмы». Научные отчеты. 3: 1083. Bibcode:2013НатСР ... 3Э1083У. Дои:10.1038 / srep01083. ЧВК  3547321. PMID  23330064.
  64. ^ Видеть Эволюция Солнечной системы В архиве 25 декабря 2017 г. Wayback Machine, 1976
  65. ^ Рой, С., и Панди, Б. "Рой С. и Пандей, Б.П. Численное исследование плазмы холловского двигателя, Физика плазмы", 9 (9) стр. 4052-60 (2002): https://doi.org/10.1063/1.1498261.
  66. ^ а б Hippler, R .; Kersten, H .; Schmidt, M .; Шенбах К.М., ред. (2008). «Источники плазмы». Низкотемпературная плазма: основы, технологии и методы (2-е изд.). Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-40673-9.
  67. ^ Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Физика плазмы и управляемый синтез. Пленум Пресс. ISBN  978-0-306-41332-2. В архиве из оригинала 15 января 2018 г.
  68. ^ а б Леал-Кирос, Эдберто (2004). «Плазменная переработка твердых бытовых отходов». Бразильский журнал физики. 34 (4B): 1587–1593. Bibcode:2004BrJPh..34.1587L. Дои:10.1590 / S0103-97332004000800015.
  69. ^ а б c Gomez, E .; Rani, D.A .; Cheeseman, C. R .; Deegan, D .; Wise, M .; Боккаччини, А. Р. (2009). «Тепловая плазменная технология обработки отходов: критический обзор». Журнал опасных материалов. 161 (2–3): 614–626. Дои:10.1016 / j.jhazmat.2008.04.017. PMID  18499345.
  70. ^ Szałatkiewicz, J. (2016). «Извлечение металлов из искусственной руды в печатных платах с использованием плазмотрона плазменного реактора». Материалы. 9 (8): 683–696. Bibcode:2016 Mate .... 9..683S. Дои:10.3390 / ma9080683. ЧВК  5512349. PMID  28773804.
  71. ^ Национальный исследовательский совет (1991). Плазменная обработка материалов: научные возможности и технологические вызовы. Национальная академия прессы. ISBN  978-0-309-04597-1.
  72. ^ Немчинский, В. А .; Северанс, В. С. (2006). «Что мы знаем и чего не знаем о плазменной резке». Журнал физики D: Прикладная физика. 39 (22): R423. Bibcode:2006JPhD ... 39R.423N. Дои:10.1088 / 0022-3727 / 39/22 / R01.
  73. ^ Peretich, M.A .; O'Brien, W.F .; Schetz, J.A. (2007). «Регулировка мощности плазменной горелки для ГПВП» (PDF). Консорциум космических грантов Вирджинии. Архивировано из оригинал (PDF) 29 июня 2010 г.. Получено 12 апреля 2010. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  74. ^ Стерн, Дэвид П. «Люминесцентная лампа: плазма, которую можно использовать». В архиве из оригинала 30 мая 2010 г.. Получено 19 мая 2010.
  75. ^ Соболевский, М.А .; Langan & Felker, J.G. И Б.С. (1997). «Электрическая оптимизация плазмы для очистки камер химического осаждения из паровой фазы» (PDF). Журнал вакуумной науки и техники B. 16 (1): 173–182. Bibcode:1998JVSTB..16..173S. Дои:10.1116/1.589774. Архивировано из оригинал (PDF) 18 января 2009 г.
  76. ^ Окумура, Т. (2010). "Источники индуктивно связанной плазмы и их применение". Physics Research International. 2010: 1–14. Дои:10.1155/2010/164249.
  77. ^ Плазменная химия. Издательство Кембриджского университета. 2008. с. 229. ISBN  9781139471732. В архиве из оригинала от 2 февраля 2017 г.
  78. ^ Рой, С .; Zhao, P .; Дасгупта, А .; Сони, Дж. (2016). «Привод диэлектрического барьерного разряда для уменьшения сопротивления транспортного средства на скоростях шоссе». Продвижение AIP. 6 (2): 025322. Bibcode:2016AIPA .... 6b5322R. Дои:10.1063/1.4942979.
  79. ^ Leroux, F .; Perwuelz, A .; Campagne, C .; Бехари, Н. (2006). «Атмосферно-воздушно-плазменная обработка полиэфирных текстильных конструкций». Журнал адгезии и технологий. 20 (9): 939–957. Дои:10.1163/156856106777657788. S2CID  137392051.
  80. ^ Leroux, F. D. R .; Campagne, C .; Perwuelz, A .; Генгембр, Л. О. (2008). «Химические и физические модификации полипропиленовой пленки путем плазменной обработки диэлектрического барьерного разряда при атмосферном давлении». Журнал коллоидной и интерфейсной науки. 328 (2): 412–420. Bibcode:2008JCIS..328..412L. Дои:10.1016 / j.jcis.2008.09.062. PMID  18930244.
  81. ^ Ларусси, М. (1996). «Стерилизация загрязненных материалов плазмой атмосферного давления». IEEE Transactions по науке о плазме. 24 (3): 1188–1191. Bibcode:1996ITPS ... 24.1188L. Дои:10.1109/27.533129.
  82. ^ Лу, X .; Naidis, G.V .; Laroussi, M .; Остриков, К. (2014). «Управляемые волны ионизации: теория и эксперименты». Отчеты по физике. 540 (3): 123. Bibcode:2014ФР ... 540..123Л. Дои:10.1016 / j.physrep.2014.02.006.
  83. ^ Park, J .; Henins, I .; Herrmann, H.W .; Селвин, Г. С .; Хикс, Р. Ф. (2001). «Разрядные явления высокочастотного емкостного источника плазмы атмосферного давления». Журнал прикладной физики. 89 (1): 20. Bibcode:2001JAP .... 89 ... 20P. Дои:10.1063/1.1323753.
  84. ^ Плазменное рассеяние электромагнитного излучения: теория и методы измерений. Фрула, Дастин Х. (1-е изд., 2-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Academic Press / Elsevier. 2011. с. 273. ISBN  978-0080952031. OCLC  690642377.CS1 maint: другие (связь)
  85. ^ Университет Колорадо, Физика плазмы, Обзор
  86. ^ «Борющийся поток тихих машин и самолетов», EurekAlert, http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-10/aiop-wft101813.php, просмотрено 20.01.2014.
  87. ^ «Высокотехнологичная стоматология -« Фриер Святого Эльма »- Чистка зубов плазменным резаком». Печатное издание The Economist. 17 июня 2009 г. В архиве из оригинала 20 июня 2009 г.. Получено 7 сентября 2009.

внешняя ссылка