Starea plasmei este practic unanim recunoscută de comunitatea științifică drept a patra stare de agregare. În jurul acestei stări s-a format chiar și o știință separată care studiază acest fenomen - fizica plasmei. Starea unei plasme sau a unui gaz ionizat este reprezentată ca un set de particule încărcate, a căror sarcină totală în orice volum al sistemului este egală cu zero - un gaz cvasi-neutru.

Există, de asemenea, o plasmă de descărcare de gaz care are loc în timpul unei descărcări de gaz. Când un curent electric trece printr-un gaz, primul ionizează gazul, ale cărui particule ionizate sunt purtătoare de curent. Deci in conditii de laborator se obtine plasma al carei grad de ionizare poate fi controlat prin modificarea parametrilor curenti. Cu toate acestea, spre deosebire de o plasmă la temperatură înaltă, o plasmă cu descărcare în gaz se încălzește din cauza curentului și, prin urmare, se răcește rapid atunci când interacționează cu particulele neîncărcate ale gazului din jur.

Arc electric - gaz cvasi-neutru ionizat

Proprietățile și parametrii plasmei

Spre deosebire de gaz, o substanță în stare de plasmă are o conductivitate electrică foarte mare. Și, deși sarcina electrică totală a unei plasme este de obicei zero, ea este influențată semnificativ de un câmp magnetic, care este capabil să provoace fluxul de jeturi ale unei astfel de substanțe și să o separe în straturi, așa cum se observă la Soare.

Spicule - fluxuri de plasmă solară

O altă proprietate care distinge plasma de gaz este interacțiunea colectivă. Dacă particulele de gaz se ciocnesc de obicei în două, ocazional se observă doar o ciocnire a trei particule, atunci particulele de plasmă, datorită prezenței sarcinilor electromagnetice, interacționează simultan cu mai multe particule.

În funcție de parametrii lor, plasma este împărțită în următoarele clase:

După temperatură: temperatură scăzută - mai puțin de un milion de kelvin și temperatură ridicată - un milion de kelvin sau mai mult. Unul dintre motivele existenței unei astfel de separări este că numai plasma la temperatură înaltă este capabilă să participe la fuziunea termonucleară.
Echilibru și dezechilibru. O substanță în stare de plasmă, a cărei temperatură a electronilor este semnificativ mai mare decât temperatura ionilor, se numește neechilibru. În cazul în care temperatura electronilor și ionilor este aceeași, se vorbește de plasmă de echilibru.
După gradul de ionizare: ionizare puternică și plasmă cu un grad scăzut de ionizare. Faptul este că chiar și un gaz ionizat, ale cărui particule sunt ionizate 1%, prezintă unele proprietăți ale unei plasme. Cu toate acestea, plasma este denumită în mod obișnuit gaz complet ionizat (100%). Un exemplu de materie în această stare este materia solară. Gradul de ionizare depinde direct de temperatură.

Aplicație

Plasma și-a găsit cea mai mare aplicație în ingineria iluminatului: în lămpi cu descărcare în gaz, ecrane și diferite dispozitive cu descărcare în gaz, cum ar fi un stabilizator de tensiune sau un generator de radiații cu microunde (microunde). Revenind la iluminat - toate lămpile cu descărcare în gaz se bazează pe fluxul de curent prin gaz, ceea ce face ca acesta din urmă să se ionizeze. Un ecran cu plasmă popular în tehnologie este un set de camere de descărcare în gaz umplute cu gaz puternic ionizat. Descărcarea electrică care apare în acest gaz generează radiații ultraviolete, care sunt absorbite de fosfor și apoi îl fac să strălucească în domeniul vizibil.

A doua zonă de aplicare a plasmei este astronautica și, mai precis, motoarele cu plasmă. Aceste motoare funcționează cu un gaz, de obicei xenon, care este puternic ionizat în camera de descărcare a gazului. Ca rezultat al acestui proces, ionii de xenon grei, care sunt, de asemenea, accelerați de un câmp magnetic, formează un flux puternic care creează forță pentru motor.

Cele mai mari speranțe sunt puse pe plasmă - ca „combustibil” pentru un reactor termonuclear. Dorind să repete procesele de fuziune a nucleelor atomice în soare, oamenii de știință lucrează pentru a obține energie de fuziune din plasmă. În interiorul unui astfel de reactor, o substanță foarte încălzită (deuteriu, tritiu sau chiar) se află în stare de plasmă și, datorită proprietăților sale electromagnetice, este reținută de un câmp magnetic. Formarea elementelor mai grele din plasma inițială are loc odată cu eliberarea de energie.

Acceleratorii cu plasmă sunt, de asemenea, utilizați în experimentele de fizică de înaltă energie.

Plasma în natură

Starea plasmatică este cea mai comună formă de materie, care reprezintă aproximativ 99% din masa întregului univers. Substanța oricărei stele este un cheag de plasmă la temperatură înaltă. Pe lângă stele, există și plasmă interstelară la temperatură joasă care umple spațiul.

Cel mai frapant exemplu este ionosfera Pământului, care este un amestec de gaze neutre (oxigen și azot) și gaz puternic ionizat. Ionosfera se formează ca urmare a iradierii gazului de către radiația solară. Interacțiunea radiațiilor cosmice cu ionosfera duce la aurora.

Pe Pământ, plasma poate fi observată în momentul unui fulger. O sarcină de scânteie electrică care curge în atmosferă ionizează puternic gazul pe drum, formând astfel o plasmă. Trebuie remarcat faptul că o plasmă „cu valoare totală”, ca un set de particule încărcate separate, se formează la temperaturi de peste 8.000 de grade Celsius. Din acest motiv, afirmația că focul (a cărui temperatură nu depășește 4000 de grade) este plasmă este doar o concepție greșită populară.

Care este a patra stare a materiei, cum diferă de celelalte trei și cum să o faci să servească o persoană.

Ipoteza existenței primei stări ale materiei, depășind cadrul triadei clasice, a fost exprimată la începutul secolului al XIX-lea, iar în anii 1920 și-a primit numele - plasmă.

Alexey Levin

În urmă cu o sută cincizeci de ani, aproape toți chimiștii și mulți fizicieni credeau că materia constă numai din atomi și molecule, care se combină în combinații mai mult sau mai puțin ordonate sau complet dezordonate. Puțini s-au îndoit că toate sau aproape toate substanțele sunt capabile să existe în trei faze diferite - solidă, lichidă și gazoasă, pe care le acceptă în funcție de condițiile externe. Dar au fost deja exprimate ipoteze despre posibilitatea altor stări ale materiei.

Acest model universal a fost confirmat de observații științifice și de mii de ani de experiență în viața de zi cu zi. La urma urmei, toată lumea știe că apa se transformă în gheață când este răcită și fierbe și se evaporă când este încălzită. Plumbul și fierul pot fi, de asemenea, transformate în lichid și gaz, trebuie doar să fie încălzite mai puternic. De la sfârșitul secolului al XVIII-lea, cercetătorii au înghețat gaze în lichide și părea destul de plauzibil ca orice gaz lichefiat să poată fi făcut, în principiu, să se solidifice. În general, o imagine simplă și de înțeles a celor trei stări ale materiei nu părea să necesite nicio corecție sau completări.

La 70 km de Marsilia, în Saint-Paul-le-Durance, lângă centrul francez de cercetare în domeniul energiei nucleare Cadarache, va fi construit un reactor de cercetare a fuziunii ITER (din latinescul iter - cale). Principala sarcină oficială a acestui reactor este „de a demonstra posibilitatea științifică și tehnologică de a obține energie de fuziune termonucleară în scopuri pașnice”. Pe termen lung (30–35 de ani), pe baza datelor obținute în timpul experimentelor la reactorul ITER, pot fi create prototipuri de centrale electrice sigure, ecologice și rentabile din punct de vedere economic.

Oamenii de știință din acea vreme ar fi surprinși să afle că stările solide, lichide și gazoase ale materiei atomo-moleculare se păstrează numai la temperaturi relativ scăzute, care nu depășesc 10.000 °, și nici în această zonă nu epuizează toate structurile posibile (de exemplu , cristale lichide). Nu ar fi ușor de crezut că nu reprezintă mai mult de 0,01% din masa totală a Universului actual. Acum știm că materia se realizează în multe forme exotice. Unele dintre ele (de exemplu, gazul de electroni degenerați și materia neutronică) există numai în corpurile cosmice superdense (pitice albe și stele neutronice), iar unele (cum ar fi lichidul cuarc-gluon) s-au născut și au dispărut într-un moment scurt, la scurt timp după Big. Bang. Cu toate acestea, este interesant că asumarea existenței primei dintre stările care depășesc cadrul triadei clasice a fost făcută în același secol al XIX-lea, și chiar la început. S-a transformat într-un subiect de cercetare științifică mult mai târziu, în anii 1920. Apoi și-a primit numele - plasmă.

De la Faraday la Langmuir

În a doua jumătate a anilor 70 a secolului XIX, un membru al Societății Regale din Londra, William Crookes, un meteorolog și chimist de mare succes (a descoperit taliul și i-a determinat extrem de precis greutatea atomică), a devenit interesat de evacuările de gaze în vid. tuburi. În acel moment, se știa că electrodul negativ emite o emanație de natură necunoscută, pe care fizicianul german Eugen Goldstein a numit-o raze catodice în 1876. După multe experimente, Crookes a decis că aceste raze nu sunt altceva decât particule de gaz, care, după ce s-au ciocnit cu catodul, au dobândit o sarcină negativă și au început să se miște în direcția anodului. El a numit aceste particule încărcate „materie radiantă”.

Tokamak este un dispozitiv toroidal pentru limitarea plasmei folosind un câmp magnetic. Plasma încălzită la temperaturi foarte ridicate nu atinge pereții camerei, ci este ținută de câmpuri magnetice - toroidale, create de bobine, și poloidale, care se formează atunci când curge curentul în plasmă. Plasma în sine joacă rolul înfășurării secundare a transformatorului (primarul este o bobină pentru crearea unui câmp toroidal), care asigură preîncălzirea atunci când curge un curent electric.

Trebuie să admitem că în această explicație a naturii razelor catodice, Crookes nu a fost original. În 1871, o ipoteză similară a fost exprimată de proeminentul inginer electrician britanic Cromwell Fleetwood Varley, unul dintre liderii în instalarea primului cablu telegrafic transatlantic. Cu toate acestea, rezultatele experimentelor cu raze catodice l-au condus pe Crookes la o gândire foarte profundă: mediul în care se propagă nu mai este un gaz, ci cu totul altceva. La 22 august 1879, la o sesiune a Asociației Britanice pentru Știință, Crookes a afirmat că evacuările în gazele rarefiate „sunt atât de diferite de orice se întâmplă în aer sau în orice gaz la presiune obișnuită, încât în acest caz avem de-a face cu o substanță din a patra stare, care, prin proprietățile sale, diferă de gazul obișnuit în măsura în care gazul diferă de lichid”.

Se scrie adesea că Crookes a fost cel care s-a gândit primul la a patra stare a materiei. De fapt, acest gând l-a lovit pe Michael Faraday mult mai devreme. În 1819, cu 60 de ani înainte de Crookes, Faraday a sugerat că o substanță poate fi în stare solidă, lichidă, gazoasă și radiantă, o stare radiantă a materiei. În raportul său, Crookes a spus clar că folosea termeni împrumutați de la Faraday, dar din anumite motive descendenții au uitat de acest lucru. Cu toate acestea, ideea Faraday era încă o ipoteză speculativă, iar Crookes a fundamentat-o cu date experimentale.

Razele catodice au fost, de asemenea, studiate intens după Crookes. În 1895, aceste experimente l-au condus pe William Röntgen la descoperirea unui nou tip de radiație electromagnetică, iar la începutul secolului al XX-lea s-au transformat în invenția primelor tuburi radio. Dar ipoteza lui Crookes cu privire la cea de-a patra stare a materiei nu a trezit interes în rândul fizicienilor – cel mai probabil pentru că în 1897 Joseph John Thomson a demonstrat că razele catodice nu sunt atomi încărcați ai unui gaz, ci particule foarte ușoare, pe care le-a numit electroni. Această descoperire părea să facă inutilă ipoteza lui Crookes.

Instantaneu al testului Korea Superconducting Tokamak Advanced Reactor (Korea Superconducting Tokamak Advanced Reactor) lansare pe 15 iulie 2008. KSTAR, un proiect de cercetare pentru a investiga posibilitatea fuziunii pentru producerea de energie, folosește 30 de magneți supraconductori răciți cu heliu lichid.

Cu toate acestea, ea a renăscut ca un Phoenix din cenușă. În a doua jumătate a anilor 1920, viitorul laureat al Nobel pentru chimie Irving Langmuir, care lucra în laboratorul General Electric Corporation, a început să studieze descărcările de gaze. Apoi știau deja că în spațiul dintre anod și catod, atomii de gaz pierd electroni și se transformă în ioni încărcați pozitiv. Dându-și seama că un astfel de gaz are multe proprietăți speciale, Langmuir a decis să-l doteze cu propriul său nume. Printr-o asociere ciudată, el a ales cuvântul „plasmă”, care fusese folosit anterior doar în mineralogie (acesta este un alt nume pentru calcedonie verde) și în biologie (bază lichidă a sângelui, precum și ser de lapte). În noua sa capacitate, termenul „plasmă” a apărut pentru prima dată în articolul lui Langmuir „Oscillations in Ionized Gases” publicat în 1928. Timp de aproximativ treizeci de ani, puțini oameni au folosit acest termen, dar apoi a intrat ferm în uz științific.

Fizica plasmatice

Plasma clasică este un gaz ion-electron, posibil diluat cu particule neutre (strict vorbind, fotonii sunt întotdeauna prezenți acolo, dar la temperaturi moderate pot fi ignorați). Dacă gradul de ionizare nu este prea scăzut (de obicei un procent este suficient), acest gaz prezintă multe calități specifice pe care gazele obișnuite nu le au. Cu toate acestea, este posibil să se facă o plasmă în care nu vor fi deloc electroni liberi, iar ionii negativi le vor prelua atribuțiile.

Pentru simplitate, vom lua în considerare doar plasmă cu ioni de electroni. Particulele sale sunt atrase sau respinse în conformitate cu legea lui Coulomb, iar această interacțiune se manifestă la distanțe mari. Tocmai așa diferă de atomii și moleculele de gaz neutru, care se simt reciproc doar la distanțe foarte mici. Deoarece particulele de plasmă sunt în zbor liber, ele sunt ușor deplasate de forțele electrice. Pentru ca plasma să fie în echilibru, este necesar ca sarcinile spațiale ale electronilor și ionilor să se compenseze pe deplin. Dacă această condiție nu este îndeplinită, în plasmă apar curenți electrici, care restabilesc echilibrul (de exemplu, dacă se formează un exces de ioni pozitivi într-o anumită regiune, electronii se vor grăbi instantaneu acolo). Prin urmare, într-o plasmă de echilibru, densitățile particulelor de semne diferite sunt practic aceleași. Această proprietate cea mai importantă se numește quasineutralitate.

Aproape întotdeauna, atomii sau moleculele unui gaz obișnuit participă doar la interacțiuni de pereche - se ciocnesc între ele și zboară separat. Plasma este o altă chestiune. Deoarece particulele sale sunt legate de forțele Coulomb cu rază lungă de acțiune, fiecare dintre ele se află în câmpul vecinilor apropiati și îndepărtați. Aceasta înseamnă că interacțiunea dintre particulele de plasmă nu este pereche, ci multiplă - așa cum spun fizicienii, colectivă. De aici urmează definiția standard a plasmei - un sistem cvasi-neutru al unui număr mare de particule cu încărcare opusă care prezintă un comportament colectiv.

Acceleratoarele de electroni puternice au o lungime caracteristică de sute de metri și chiar de kilometri. Dimensiunea lor poate fi redusă semnificativ dacă electronii sunt accelerați nu în vid, ci în plasmă - „pe creasta” perturbațiilor care se propagă rapid ale densității sarcinilor plasmatice, așa-numitele unde de trezire, excitate de impulsuri laser.

Plasma diferă de gazul neutru și prin reacția sa la câmpurile electrice și magnetice externe (gazul obișnuit practic nu le observă). Particulele de plasmă, pe de altă parte, simt câmpuri în mod arbitrar slabe și se pun imediat în mișcare, generând sarcini spațiale și curenți electrici. O altă caracteristică importantă a unei plasme de echilibru este screening-ul de încărcare. Luați o particulă de plasmă, să zicem, un ion pozitiv. Atrage electronii, care formează un nor de sarcină negativă. Câmpul unui astfel de ion se comportă în conformitate cu legea lui Coulomb numai în vecinătatea sa, iar la distanțe care depășesc o anumită valoare critică, tinde foarte repede spre zero. Acest parametru se numește raza de screening Debye, după fizicianul olandez Peter Debye, care a descris acest mecanism în 1923.

Este ușor de înțeles că o plasmă păstrează cvasi-neutralitatea doar dacă dimensiunile sale liniare în toate dimensiunile depășesc cu mult raza Debye. Trebuie remarcat faptul că acest parametru crește odată cu încălzirea plasmei și scade odată cu creșterea densității plasmei. În plasma descărcărilor de gaze, în ordinea mărimii, este egală cu 0,1 mm, în ionosfera terestră - 1 mm, în miezul solar - 0,01 nm.

Fuziune controlată

Plasma este folosită într-o mare varietate de tehnologii în zilele noastre. Unele dintre ele sunt cunoscute de toată lumea (lămpi cu gaz, afișaje cu plasmă), altele sunt de interes pentru specialiștii restrânși (producția de folii de protecție ultra-rezistente, fabricarea de microcipuri, dezinfecție). Cu toate acestea, cele mai mari speranțe sunt puse pe plasmă în legătură cu lucrările privind implementarea reacțiilor termonucleare controlate. Acest lucru este de înțeles. Pentru ca nucleele de hidrogen să se contopească în nuclee de heliu, acestea trebuie să fie aduse mai aproape de o distanță de ordinul a o sută de miliarde de centimetru - și apoi forțele nucleare vor începe să funcționeze. O astfel de convergență este posibilă numai la temperaturi de zeci și sute de milioane de grade - în acest caz, energia cinetică a nucleelor încărcate pozitiv va fi suficientă pentru a depăși repulsia electrostatică. Prin urmare, fuziunea termonucleară controlată necesită o plasmă de hidrogen la temperatură înaltă.

Plasma din lumea înconjurătoare este aproape omniprezentă - poate fi găsită nu numai în descărcările de gaze, ci și în ionosfera planetelor, în straturile de suprafață și profunde ale stelelor active. Acesta este un mediu pentru implementarea reacțiilor termonucleare controlate și un fluid de lucru pentru motoarele cu reacție electrice spațiale și multe, multe altele.

Cu toate acestea, plasma pe bază de hidrogen obișnuit nu va ajuta aici. Astfel de reacții apar în interiorul stelelor, dar sunt inutile pentru energia terestră, deoarece intensitatea eliberării de energie este prea mică. Cel mai bine este să folosiți o plasmă făcută dintr-un amestec 1: 1 de izotopi grei de hidrogen, deuteriu și tritiu (plasma de deuteriu pură este, de asemenea, acceptabilă, deși va da mai puțină energie și va necesita temperaturi mai ridicate pentru a se aprinde).

Cu toate acestea, încălzirea singură nu este suficientă pentru a declanșa o reacție. În primul rând, plasma trebuie să fie suficient de densă; în al doilea rând, particulele care intră în zona de reacție nu ar trebui să o părăsească prea repede, altfel pierderea de energie va depăși eliberarea acesteia. Aceste cerințe pot fi prezentate sub forma unui criteriu, care a fost propus în 1955 de către fizicianul englez John Lawson. În conformitate cu această formulă, produsul dintre densitatea plasmei și timpul mediu de izolare a particulelor ar trebui să fie mai mare decât o anumită valoare determinată de temperatură, compoziția combustibilului de fuziune și eficiența așteptată a reactorului.

Este ușor de observat că există două moduri de a îndeplini criteriul Lawson. Este posibil să se reducă timpul de izolare la nanosecunde prin comprimarea plasmei, să zicem, la 100-200 g/cm3 (deoarece plasma nu are timp să se împrăștie, această metodă de confinare se numește inerțială). Fizicienii practică această strategie încă de la mijlocul anilor 1960; Laboratorul Național Livermore lucrează în prezent la cea mai avansată versiune. Anul acesta, ei vor începe experimente de comprimare a capsulelor miniaturale de beriliu (diametrul de 1,8 mm) umplute cu un amestec de deuteriu-tritiu folosind 192 de raze laser ultraviolete. Liderii proiectului cred că nu mai târziu de 2012 vor putea nu numai să aprindă o reacție termonucleară, ci și să obțină o ieșire de energie pozitivă. Poate că un program similar în cadrul proiectului HiPER (High Power Laser Energy Research) va fi lansat în Europa în următorii ani. Cu toate acestea, chiar dacă experimentele de la Livermore justifică pe deplin așteptările puse asupra lor, distanța până la crearea unui adevărat reactor termonuclear cu plasmă inerțială va rămâne totuși foarte mare. Faptul este că pentru a crea un prototip al unei centrale electrice, este nevoie de un sistem de foc foarte rapid de lasere ultra-puternice. Ar trebui să ofere o astfel de frecvență a fulgerelor care să aprindă ținte de deuteriu-tritiu, care este de mii de ori mai mare decât capacitățile sistemului Livermore, care nu face mai mult de 5-10 fotografii pe secundă. Diverse posibilități de creare a unor astfel de pistoale laser sunt acum discutate activ, dar implementarea lor practică este încă foarte departe.

Tokamaki: vechea gardă

Alternativ, puteți lucra cu o plasmă rarefiată (densitate în nanograme pe centimetru cub), ținând-o în zona de reacție pentru cel puțin câteva secunde. În astfel de experimente, de mai bine de jumătate de secol, s-au folosit diverse capcane magnetice, care țin plasma într-un volum dat datorită impunerii mai multor câmpuri magnetice. Cele mai promițătoare sunt tokamak-urile - capcane magnetice închise în formă de tor, propuse pentru prima dată de A.D. Saharov și I.E. Tamm în 1950. În prezent, o duzină de astfel de instalații funcționează în diferite țări, dintre care cea mai mare a făcut posibilă abordarea îndeplinirii criteriului Lawson. Reactorul termonuclear experimental internațional, faimosul ITER, care va fi construit în satul Cadarache, lângă orașul francez Aix-en-Provence, este și el un tokamak. Dacă totul decurge conform planului, ITER va permite pentru prima dată obținerea unei plasme care îndeplinește criteriul Lawson și aprinderea unei reacții termonucleare în ea.

„În ultimele două decenii, am făcut progrese uriașe în înțelegerea proceselor care au loc în interiorul capcanelor cu plasmă magnetică, în special tokamak-urile. În ansamblu, știm deja cum se mișcă particulele de plasmă, cum apar stările instabile ale fluxurilor de plasmă și în ce măsură presiunea plasmei ar trebui crescută, astfel încât să poată fi menținută în continuare de un câmp magnetic. Au fost create, de asemenea, noi metode de înaltă precizie de diagnosticare cu plasmă, adică măsurători ale diverșilor parametri ai plasmei”, Ian Hutchinson, profesor de fizică nucleară și tehnologie nucleară la Massachusetts Institute of Technology, care este implicat în tokamak de peste 30 de ani. , a spus PM. - Până în prezent, cele mai mari tokamak-uri au atins puterea de eliberare a energiei termice în plasma de deuteriu-tritiu de ordinul a 10 megawați timp de una până la două secunde. ITER va depăși aceste cifre cu câteva ordine de mărime. Dacă nu ne înșelim în calcule, va putea livra cel puțin 500 de megawați în câteva minute. Dacă ești cu adevărat norocos, energia va fi generată fără nicio limită de timp, într-un mod stabil.”

Profesorul Hutchinson a mai subliniat că oamenii de știință înțeleg acum bine natura proceselor care trebuie să aibă loc în interiorul acestui tokamak uriaș: „Știm chiar și condițiile în care plasma își suprimă propria turbulență, iar acest lucru este foarte important pentru controlul funcționării reactorului. Desigur, este necesar să se rezolve multe probleme tehnice - în special, să se finalizeze dezvoltarea materialelor pentru căptușeala interioară a camerei, capabile să reziste la bombardarea intensă cu neutroni. Dar din punctul de vedere al fizicii plasmei, imaginea este destul de clară - în orice caz, așa credem. ITER trebuie să confirme că nu greșim. Dacă toate acestea sunt așa, va veni rândul și următoarea generație de tokamak, care va deveni prototipul reactoarelor termonucleare industriale. Dar acum este prea devreme să vorbim despre asta. Până atunci, ne așteptăm ca ITER să fie operațional la sfârșitul acestui deceniu. Cel mai probabil, nu va putea genera plasmă fierbinte până în 2018 - cel puțin conform așteptărilor noastre.” Deci, din punct de vedere al științei și tehnologiei, proiectul ITER are perspective bune.

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Agenția Federală pentru Educație

Universitatea de Economie de Stat din Pacific

Departamentul de Fizică

Subiect: Plasma - a patra stare a materiei

Efectuat:

Starea agregată este o stare a unei substanțe caracterizată prin anumite proprietăți calitative: capacitatea sau incapacitatea de a menține volumul și forma, prezența sau absența ordinii pe distanță lungă și scurtă și altele. O schimbare a stării de agregare poate fi însoțită de o schimbare bruscă a energiei libere, entropiei, densității și a altor proprietăți fizice de bază.

Se știe că orice substanță poate exista doar în una din cele trei stări: solidă, lichidă sau gazoasă, un exemplu clasic al căruia este apa, care poate fi sub formă de gheață, lichid și vapori. Cu toate acestea, sunt foarte puține substanțe care se află în aceste stări considerate incontestabile și răspândite, dacă luăm întregul Univers în ansamblu. Ele depășesc cu greu ceea ce în chimie este considerată urme neglijabile. Tot restul substanței Universului se află în așa-numita stare de plasmă.

Cuvântul „plasmă” (din greacă. „Plasma” – „format”) la mijlocul secolului al XIX-lea

v. a început să numească partea incoloră a sângelui (fără corpusculi roșii și albi) și

fluid care umple celulele vii. În 1929, fizicienii americani Irving Langmuir (1881-1957) și Levi Tonko (1897-1971) au numit plasmă de gaz ionizat într-un tub cu descărcare de gaz.

Fizicianul englez William Crookes (1832-1919), care a studiat electricitatea

descărcare în tuburi cu aer rarefiat, scria: „Fenomene în evacuare

tuburile deschid o lume nouă pentru știința fizică, în care materia poate exista în a patra stare.”

În funcție de temperatură, orice substanță își schimbă

condiție. Deci, apa la temperaturi negative (Celsius) este în stare solidă, în intervalul de la 0 la 100 "C - în stare lichidă, peste 100 ° C - în stare gazoasă. Dacă temperatura continuă să crească, atomii și moleculele încep să-și piardă electronii - se ionizează și gazul se transformă în plasmă.La temperaturi de peste 1.000.000 °C, plasma este absolut ionizată - este formată numai din electroni și ioni pozitivi.Plasma este cea mai comună stare a materiei din natură, reprezintă aproximativ 99% din masa Universului Soarele, majoritatea stelelor, nebuloasele sunt plasmă complet ionizată Partea exterioară a atmosferei terestre (ionosfera) este, de asemenea, plasmă.

Centurile de radiații care conțin plasmă sunt situate și mai sus.

Aurora, fulgere, inclusiv mingea, - toate acestea sunt diferite tipuri de plasmă care pot fi observate în condiții naturale pe Pământ. Și doar o parte nesemnificativă a Universului este materie solidă - planete, asteroizi și nebuloase de praf.

Plasma în fizică este înțeleasă ca un gaz format din electric

particule încărcate și neutre, în care sarcina electrică totală este zero, adică condiția de cvasi-neutralitate este îndeplinită (prin urmare, de exemplu, un fascicul de electroni care zboară în vid nu este o plasmă: poartă o sarcină negativă).

1.1. Cele mai tipice forme de plasmă

Cele mai tipice forme de plasmă
Plasmă generată artificial Panou cu plasmă (TV, monitor) Substanță din interiorul lămpilor fluorescente (inclusiv compacte) și cu neon Motoare de rachete cu plasmă Coroana cu descărcare în gaz a unui generator de ozon Cercetarea fuziunii termonucleare controlate Arc electric într-o lampă cu arc și în sudare cu arc Lampă cu plasmă (vezi figura) Arc descărcare de la transformatorul Tesla Impact asupra materiei cu radiații laser Sfera luminoasă a exploziei nucleare	Plasmă naturală terestră Lumini fulger ale Sfântului Elmo Flăcări ionosfere (plasmă la temperatură joasă)	Spaţiu și astrofizice plasmă Soarele și alte stele (cele care există datorită reacțiilor termonucleare) Vântul solar Spațiul exterior (spațiul dintre planete, stele și galaxii) Nebuloase interstelare

Proprietățile și parametrii plasmei

Plasma are următoarele proprietăți:

Densitate suficientă: particulele încărcate trebuie să fie suficient de aproape una de cealaltă, astfel încât fiecare dintre ele să interacționeze cu un întreg sistem de particule încărcate strâns distanțate. Condiția este considerată satisfăcută dacă numărul de particule încărcate din sfera de influență (sfera cu raza Debye) este suficient pentru apariția efectelor colective (astfel de manifestări sunt o proprietate tipică a plasmei). Din punct de vedere matematic, această condiție poate fi exprimată după cum urmează:

, unde este concentrația particulelor încărcate.

Prioritatea interacțiunilor interne: raza de screening Debye ar trebui să fie mică în comparație cu dimensiunea caracteristică a plasmei. Acest criteriu înseamnă că interacțiunile care au loc în interiorul plasmei sunt mai semnificative în comparație cu efectele asupra suprafeței acesteia, care pot fi neglijate. Dacă această condiție este îndeplinită, plasma poate fi considerată cvasineutră. Din punct de vedere matematic, arată așa:

Frecvența plasmei: timpul mediu dintre ciocnirile particulelor ar trebui să fie lung în comparație cu perioada de oscilații ale plasmei. Aceste oscilații sunt cauzate de acțiunea asupra sarcinii unui câmp electric care rezultă din încălcarea cvasineutralității plasmei. Acest câmp urmărește restabilirea echilibrului perturbat. Revenind la poziția de echilibru, sarcina trece de această poziție prin inerție, ceea ce duce din nou la apariția unui câmp puternic de restabilire și apar vibrații mecanice tipice. Când această condiție este îndeplinită, proprietățile electrodinamice ale plasmei prevalează asupra celor cinetice moleculare. În limbajul matematicii, această condiție are forma:

2.1. Clasificare

Plasma este de obicei împărțită în ideal și imperfect, temperatură joasă și temperatură înaltă, echilibru și neechilibru, în timp ce destul de des plasma rece este neechilibru, iar plasma caldă este echilibru.

2.2. Temperatura

Când citește literatura de specialitate, cititorul vede adesea valori ale temperaturii plasmei de ordinul a zeci, sute de mii sau chiar milioane de ° C sau K. Pentru a descrie plasma în fizică, este convenabil să se măsoare temperatura nu în ° C, dar în unități de măsură ale energiei caracteristice mișcării particulelor, de exemplu, în electron volți (eV). Pentru a converti temperatura în eV, puteți utiliza următoarea relație: 1 eV = 11600 K (Kelvin). Astfel, devine clar că o temperatură de „zeci de mii de ° C” este ușor de atins.

Într-o plasmă de neechilibru, temperatura electronilor este mult mai mare decât temperatura ionilor. Acest lucru se datorează diferenței dintre masele ionului și electronului, ceea ce complică procesul de schimb de energie. O astfel de situație apare în descărcările gazoase, când ionii au o temperatură de aproximativ sute, iar electronii aproximativ zeci de mii de K.

În plasma de echilibru, ambele temperaturi sunt egale. Deoarece procesul de ionizare necesită temperaturi comparabile cu potențialul de ionizare, plasma de echilibru este de obicei fierbinte (cu o temperatură mai mare de câteva mii de K).

Conceptul de plasmă la temperatură înaltă este de obicei folosit pentru plasma de fuziune, care necesită temperaturi de milioane de K.

2.3. Gradul de ionizare

Pentru ca gazul să treacă în starea de plasmă, acesta trebuie ionizat. Gradul de ionizare este proportional cu numarul de atomi care au donat sau absorbit electroni si mai ales depinde de temperatura. Chiar și un gaz slab ionizat, în care mai puțin de 1% din particule sunt ionizate, poate prezenta unele dintre proprietățile tipice ale unei plasme (interacțiune cu un câmp electromagnetic extern și conductivitate electrică ridicată). Gradul de ionizare α este determinat ca α = ni / (ni + na), unde ni este concentrația de ioni, iar na este concentrația de atomi neutri. Concentrația de electroni liberi într-o plasmă neîncărcată ne este determinată de relația evidentă: ne = nu, unde este valoarea medie a încărcăturii ionilor de plasmă.

Plasma la temperatură joasă se caracterizează printr-un grad scăzut de ionizare (până la 1%). Deoarece astfel de plasme sunt destul de des folosite în procesele tehnologice, ele sunt uneori numite plasme tehnologice. Cel mai adesea, ele sunt create folosind câmpuri electrice care accelerează electronii, care la rândul lor ionizează atomii. Câmpurile electrice sunt introduse în gaz prin cuplare inductivă sau capacitivă (vezi plasmă cuplată inductiv). Aplicațiile tipice pentru plasmă la temperatură joasă includ modificarea cu plasmă a proprietăților suprafeței (filme de diamant, nitrurarea metalului, modificarea umectabilității), gravarea cu plasmă a suprafețelor (industria semiconductoare), purificarea gazelor și lichidelor (ozonarea apei și arderea particulelor de funingine în motoarele diesel) .

În primele trei stări - solid, lichid și gazos - forțele electrice și magnetice sunt adânc îngropate în adâncurile materiei. Ei merg în întregime pentru a lega nucleele și electronii în, atomii din și în cristale. Substanța în aceste stări este în general neutră din punct de vedere electric. Plasma este o altă chestiune. Forțele electrice și magnetice ies în prim-plan aici și determină toate proprietățile sale de bază. Plasma combină proprietățile a trei stări: solid (), lichid (electrolit) și gazos. Este nevoie de o conductivitate electrică ridicată de la metal, conductivitate ionică de la electrolit și o mobilitate ridicată a particulelor din gaz. Și toate aceste proprietăți sunt atât de complicat împletite încât plasma este foarte greu de studiat.

Și totuși, oamenii de știință reușesc să privească într-un nor de gaz uimitor de luminos cu ajutorul unor dispozitive fizice subțiri. Ei sunt interesați de compoziția cantitativă și calitativă a plasmei, de interacțiunea părților sale între ele.

Nu poți atinge plasma roșie cu mâinile. Se simte cu ajutorul unor „degete” foarte sensibile – electrozi introduși în plasmă. Acești electrozi se numesc sonde. Măsurând curentul care trece la sondă la diferite tensiuni, puteți afla gradul de concentrare a electronilor și ionilor, temperatura acestora și o serie de alte caracteristici ale plasmei.(Apropo, este interesant că chiar și hârtia A4, cu anumite manipulări cu acesta, poate intra și în plasmă)

Compoziția plasmei se află prin prelevarea de probe din substanța plasmatică. Porțiuni mici de ioni sunt scoase cu electrozi speciali, care sunt apoi sortați în funcție de masă folosind un dispozitiv fizic ingenios - un spectrometru de masă. Această analiză face posibilă și aflarea semnului și gradului de ionizare, adică negativ sau pozitiv, atomii ionizați individual sau repetat.

Plasma este, de asemenea, sondată cu unde radio. Spre deosebire de gazul obișnuit, plasma le reflectă puternic, uneori mai puternic decât metalele. Acest lucru se datorează prezenței sarcinilor electrice gratuite în plasmă. Până de curând, o astfel de detecție radio era singura sursă de informații despre ionosferă - o minunată „oglindă” cu plasmă pe care natura a plasat-o sus deasupra Pământului. Astăzi, ionosfera este investigată și cu ajutorul sateliților artificiali și a rachetelor de mare altitudine, care prelevează probe din materia ionosferică și o analizează „la fața locului”.

Plasma este o stare foarte instabilă a materiei. Asigurarea mișcării coordonate a tuturor părților sale constitutive este o sarcină foarte dificilă. Se pare adesea că acest lucru s-a realizat, plasma este liniștită, dar brusc, din motive necunoscute întotdeauna, în ea se formează îngroșări și rarefări, apar oscilații puternice și comportamentul ei calm este brusc perturbat.

Uneori, însă, „jocul” forțelor electrice și magnetice din plasmă însăși vine în ajutorul oamenilor de știință. Aceste forțe se pot forma din corpuri de plasmă de formă compactă și regulată, numite plasmoizi. Forma plasmoidelor poate fi foarte diversă. Există inele, tuburi, inele duble și cabluri răsucite. Plasmoizii sunt destul de stabili. De exemplu, dacă „trageți” unul spre celălalt cu două plasmoide, acestea vor zbura unul de celălalt atunci când se ciocnesc, ca bile de biliard.

Studiul plasmoizilor face posibilă înțelegerea mai bună a proceselor care au loc cu plasmă la o scară gigantică a universului. Un tip de plasmoid - cordonul - joacă un rol foarte important în încercările oamenilor de știință de a crea unul controlat. Plasmoeonii, aparent, vor fi folosiți și în chimia plasmei și metalurgie.

PE PAMANT SI IN SPATIU

Pe Pământ, plasma este o stare destul de rară a materiei. Dar deja la altitudini joase, starea plasmei începe să prevaleze. Radiațiile ultraviolete, corpusculare și cu raze X puternice ionizează aerul din atmosfera superioară și provoacă formarea de „nori” de plasmă în ionosferă. Straturile superioare ale atmosferei sunt armura protectoare a Pământului, care protejează toate viețuitoarele de efectele distructive ale radiației solare. Ionosfera este o oglindă excelentă pentru undele radio (cu excepția undelor ultrascurte), permițând comunicații radio terestre pe distanțe mari.

Straturile superioare ale ionosferei nu dispar nici pe timp de noapte: plasma este prea rarefiată în ele pentru ca ionii și electronii care au apărut în timpul zilei să se reunească. Cu cât mai departe de Pământ, cu atât atomii mai puțin neutri se află în atmosferă, iar la o distanță de o sută și jumătate de milioane de kilometri există un cheag colosal de plasmă cel mai aproape de noi -.

Din ea ies constant fântâni cu plasmă - uneori până la o înălțime de milioane de kilometri - așa-numitele proeminențe. Vortexurile de plasmă ceva mai puțin fierbinte - pete solare - se deplasează de-a lungul suprafeței. Temperatura de la suprafața Soarelui este de aproximativ 5.500 °, petele solare sunt cu 1.000 ° mai scăzute. La o adâncime de 70 de mii de kilometri - deja 400.000 °, și chiar mai departe temperatura plasmei atinge mai mult de 10 milioane de grade.

În aceste condiții, nucleele atomilor materiei solare sunt complet goale. Aici, la presiuni gigantice, au loc tot timpul reacții termonucleare de fuziune a nucleelor și transformarea lor în nuclee. Energia eliberată în același timp reface energia pe care Soarele o radia cu atâta generozitate în spațiul mondial, „încălzind” și luminând întregul său sistem de planete.

Stelele din univers se află în diferite stadii de dezvoltare. Unii mor, transformându-se încet în gaz rece neluminos, alții explodează, aruncând în spațiu nori uriași de plasmă, care după milioane și miliarde de ani ajung în alte lumi stelare sub formă de raze cosmice. Există zone în care forțele gravitaționale îngroașă norii de gaz, presiunea și temperatura cresc în ei, până când se creează condiții favorabile pentru apariția plasmei și excitarea reacțiilor termonucleare, iar apoi izbucnesc noi stele. Plasma în natură este într-un ciclu continuu.

PREZENTUL SI VIITORUL PLASMEI

Oamenii de știință sunt pe punctul de a stăpâni plasma. În zorii omenirii, cea mai mare realizare a fost capacitatea de a primi și de a menține focul. Și astăzi a fost necesar să se creeze și să se păstreze pentru mult timp o altă plasmă, mult mai „înalt organizată”.

Am vorbit deja despre utilizarea plasmei în economie: un arc voltaic, lămpi fluorescente, gazotroni și tiratroni. Dar aici „funcționează” o plasmă relativ nefierbintă. Într-un arc voltaic, de exemplu, temperatura ionilor este de aproximativ patru mii de grade. Cu toate acestea, acum există aliaje rezistente la supraîncălzire care pot rezista la temperaturi de până la 10-15 mii de grade. Pentru procesarea acestora este nevoie de plasmă cu o temperatură ionică mai mare. Aplicarea sa este foarte promițătoare și pentru industria chimică, deoarece multe reacții au loc mai repede cu cât temperatura este mai mare.

La ce temperatură a fost încălzită plasma până acum? Până la zeci de milioane de grade. Și aceasta nu este limita. Cercetătorii sunt deja în pragul unei reacții de fuziune termonucleară controlată, în timpul căreia sunt eliberate cantități uriașe de energie. Imaginați-vă un soare artificial. Și nu unul, ci mai multe. La urma urmei, vor schimba climatul planetei noastre, vor elimina pentru totdeauna preocuparea pentru combustibil din partea umanității.

Iată care sunt utilizările pentru plasmă. Între timp, cercetările sunt în curs. Echipe mari de oameni de știință lucrează din greu, aducând mai aproape ziua în care a patra stare a materiei va deveni la fel de comună pentru noi ca și celelalte trei.

Si altii. O schimbare a stării de agregare poate fi însoțită de o schimbare bruscă a energiei libere, entropiei, densității și a altor proprietăți fizice de bază.

1. Ce este plasma?

Cuvântul „plasmă” (din greacă. „Plasma” – „format”) la mijlocul secolului al XIX-lea

v. a început să numească partea incoloră a sângelui (fără corpusculi roșii și albi) și

fluid care umple celulele vii. În 1929, fizicienii americani Irving Langmuir (1881-1957) și Levi Tonko (1897-1971) au numit plasmă de gaz ionizat într-un tub cu descărcare de gaz.

Fizicianul englez William Crookes (1832-1919), care a studiat electricitatea

descărcare în tuburi cu aer rarefiat, scria: „Fenomene în evacuare

tuburile deschid o lume nouă pentru știința fizică, în care materia poate exista în a patra stare.”

În funcție de temperatură, orice substanță își schimbă

Centurile de radiații care conțin plasmă sunt situate și mai sus.

Plasma în fizică este înțeleasă ca un gaz format din electric

1.1. Cele mai tipice forme de plasmă

Proprietățile și parametrii plasmei

Plasma are următoarele proprietăți:

Plasma fierbinte este aproape întotdeauna complet ionizată (grad de ionizare ~ 100%). De obicei, ea este cea care este înțeleasă sub „a patra stare de agregare”. Un exemplu este Soarele.

2.4. Densitate

Pe lângă temperatură, care este fundamentală pentru însăși existența plasmei, a doua proprietate ca importantă a plasmei este densitatea. Expresia densitatea plasmei denotă de obicei densitatea electronilor, adică numărul de electroni liberi pe unitate de volum (strict vorbind, aici, densitatea se numește concentrație - nu masa unei unități de volum, ci numărul de particule pe unitate de volum) . În plasma cvasineutră, densitatea ionică este legată de aceasta prin intermediul numărului mediu de încărcare al ionilor:. Următoarea cantitate importantă este densitatea atomilor neutri n0. Într-o plasmă fierbinte, n0 este mic, dar poate fi totuși important pentru fizica proceselor plasmatice. Când se iau în considerare procesele în plasmă densă, neideală, rs devine parametrul de densitate caracteristic, care este definit ca raportul dintre distanța medie între particule și raza Bohr.

2.5. Cvasineutralitate

Deoarece plasma este un foarte bun conductor, proprietățile electrice sunt importante. Potențialul plasmatic sau potențialul spațial este valoarea medie a potențialului electric într-un anumit punct din spațiu. Dacă un corp este introdus în plasmă, potențialul său în cazul general va fi mai mic decât potențialul plasmatic datorită apariției unui strat Debye. Acest potențial se numește potențial flotant. Datorită conductivității sale electrice bune, plasma tinde să protejeze toate câmpurile electrice. Aceasta duce la fenomenul de cvasi-neutralitate - densitatea sarcinilor negative este, cu o precizie bună, egală cu densitatea sarcinilor pozitive (). Datorită bunei conductivitati electrice a plasmei, separarea sarcinilor pozitive și negative este imposibilă la distanțe de lungimi mari Debye și timpi de perioade mari de oscilații ale plasmei.

Un exemplu de plasmă non-cvasi-neutră este un fascicul de electroni. Cu toate acestea, densitatea plasmelor non-neutre trebuie să fie foarte scăzută, altfel acestea se vor degrada rapid din cauza repulsiei coulombiane.

Descriere matematică

Plasma poate fi descrisă la diferite niveluri de detaliu. Plasma este de obicei descrisă separat de câmpurile electromagnetice.

3.1. Model fluid (lichid).

În modelul fluid, electronii sunt descriși în termeni de densitate, temperatură și viteză medie. Modelul se bazează pe: ecuația de echilibru pentru densitate, ecuația de conservare a impulsului, ecuația de echilibru energetic al electronilor. În modelul cu două fluide, ionii sunt tratați în același mod.

3.2. Descriere cinetică

Uneori, modelul lichid se dovedește a fi insuficient pentru a descrie plasma. O descriere mai detaliată este dată de modelul cinetic, în care plasma este descrisă în termenii funcției de distribuție a electronilor pe coordonate și momente. Modelul se bazează pe ecuația Boltzmann. Ecuația Boltzmann este inaplicabilă pentru descrierea unei plasme de particule încărcate cu interacțiune Coulomb din cauza naturii cu rază lungă de acțiune a forțelor Coulomb. Prin urmare, pentru a descrie o plasmă cu o interacțiune Coulomb, este utilizată ecuația Vlasov cu un câmp electromagnetic autonom creat de particulele de plasmă încărcate. Descrierea cinetică trebuie aplicată în absența echilibrului termodinamic sau în prezența unor neomogenități puternice în plasmă.

3.3. Particule în celulă

Modelele Particle-In-Cell sunt mai detaliate decât modelele cinetice. Acestea includ informații cinetice prin urmărirea traiectoriilor unui număr mare de particule individuale. Densitatea e-mailului sarcina și curentul sunt determinate prin însumarea particulelor din celule, care sunt mici în comparație cu problema luată în considerare, dar conțin totuși un număr mare de particule. E-mail şi magn. câmpurile se găsesc din densitățile sarcinilor și curenților la limitele celulelor.

4. Utilizarea plasmei

Plasma este cea mai utilizată în ingineria iluminatului - în lămpile cu descărcare în gaz care luminează străzile și lămpile fluorescente utilizate în încăperi. Și în plus, într-o varietate de dispozitive cu descărcare în gaz: redresoare de curent electric, stabilizatoare de tensiune, amplificatoare cu plasmă și generatoare de microunde, contoare de particule cosmice. Toate așa-numitele lasere cu gaz (heliu-neon, cripton, dioxid de carbon etc.) sunt de fapt plasmă: amestecurile de gaze din ele sunt ionizate printr-o descărcare electrică. Proprietățile caracteristice unei plasme sunt posedate de electronii de conducție într-un metal (ionii fixați rigid într-o rețea cristalină neutralizează sarcinile lor), un set de electroni liberi și „găuri” mobile (vacante) în semiconductori. Prin urmare, astfel de sisteme sunt numite plasmă solidă. Se obișnuiește să se împartă plasma de gaz în temperatură joasă - până la 100 de mii de grade și temperatură ridicată - până la 100 de milioane de grade. Există generatoare de plasmă la temperatură joasă - plasmatroni, care utilizează un arc electric. Cu ajutorul unui plasmatron, aproape orice gaz poate fi încălzit până la 7000—10000 de grade în sutimi și miimi de secundă. Odată cu crearea plasmatronului, a apărut un nou domeniu de știință - chimia plasmei: multe reacții chimice sunt accelerate sau apar doar într-un jet de plasmă. Lanternele cu plasmă sunt folosite atât în industria minieră, cât și pentru tăierea metalelor. De asemenea, au fost create motoare cu plasmă și centrale magnetohidrodinamice. Sunt dezvoltate diferite scheme de accelerare a plasmei particulelor încărcate. Sarcina centrală a fizicii plasmei este problema fuziunii termonucleare controlate. Reacțiile termonucleare sunt cele de fuziune a nucleelor mai grele din nucleele elementelor ușoare (în primul rând izotopi de hidrogen - deuteriu D și tritiu T), care au loc la temperaturi foarte ridicate (~ 108 K și mai sus). În condiții naturale, la Soare au loc reacții termonucleare: nucleele de hidrogen se combină între ele, formând nuclee de heliu, în timp ce se eliberează o cantitate semnificativă de energie. O reacție de fuziune termonucleară artificială a fost efectuată într-o bombă cu hidrogen.

Concluzie

Plasma este încă un obiect slab studiat nu numai în fizică, ci și în chimie (chimia plasmei), astronomie și multe alte științe. Prin urmare, cele mai importante prevederi tehnice ale fizicii plasmei nu au părăsit încă stadiul de dezvoltare a laboratorului. Plasma este în prezent studiată activ deoarece este de mare importanță pentru știință și tehnologie. Acest subiect este, de asemenea, interesant pentru că plasma este a patra stare a materiei, a cărei existență oamenii nu au bănuit-o până în secolul al XX-lea.

Bibliografie

Wurzel F.B., Polak L.S. Chimia plasmatică, M, Knowledge, 1985.
Oraevsky N.V. Plasma pe Pământ și în spațiu, K, Naukova Dumka, 1980.