Плазма: способы получения и польза

Плазма — четвертое агрегатное состояние, и оно доминирует во Вселенной — именно из плазмы состоят звёзды. Что такое плазма, и какую пользу знания о ней могут принести в разных сферах хозяйствования? Об этом сообщает издательство “Энергия+”.

Попробуем наглядно объяснять то, что невозможно увидеть невооружённым взглядом. Всё в мире состоит из атомов, представляющих собой соединённые положительные либо отрицательные электрические заряды. Но они могут разделяться. К примеру, если вы возьмёте эбонитовую палочку и потрете её о шерсть, то электроны останутся на палочке, отсоединившись от задержавшихся на шерсти ионов — зарядов положительных. Электрон, потерявший атом, стремится скорее присоединиться к новому ближайшему иону. Газ, заполненный электронами и ионами,— это и есть плазма. Преобразовываться в нее можно тремя классическими способами. Первый основан на нагревании и называется термическим, при нем разогретые атомы в газообразном состоянии сталкиваются и теряют при этом электроны. Чем выше температура газа, тем чаще это происходит. Все звёзды, включая Солнце, состоят именно из плазмы. Из-за непрерывных термоядерных преобразований температура в них поднимается до миллионов градусов.

Плазму можно получить также путём воздействия на молекулы газа электрического разряда. В природе такое явление называется ионизацией воздуха и возникает при ударе молнии. Электрические разряды позволяют получить плазму искусственно. Этот способ гораздо легче, чем нагревание газа. Третий способ получения плазмы — обработка атомов газом. В лабораторных условиях или в промышленных масштабах эта технология не слишком эффективна, поскольку при применении неразреженного газа разделённые атомы быстро восстанавливаются. Но в естественных условиях это происходит часто. Наглядный пример — северное сияние, возникающее во внешних разреженных слоях атмосферы нашей планеты под воздействием солнечных лучей.

Применение плазмы

Плазма бывает низко- или высокотемпературными. У первых температура ниже миллиона градусов. Чем ниже температура, тем заряженных частиц в плазме меньше. Низкотемпературная плазма нашла широкое применение в разных сферах, начиная от стерилизации инструментов в медицине и до производства телевизоров с плазменными панелями. Высокотемпературную плазму пока приучить настолько не удалось. Работа над этим ведётся, ученые пытаются создать термоядерный реактор. Но проблема в том, что горячую плазму очень трудно загнать в заданные рамки — её не удержат никакие стенки реактора. Ещё в советское время учёными был придуман способ ловли раскалённой плазмы на магнитное поле, но даже при этом стенки реактора не выдерживают такие высокие значения температуры и разрушаются. Поэтому в настоящее время активно идёт поиск оптимальной конфигурации и термостойких материалов для изготовления такого реактора.