Model strukture plazme. plazma (stanje agregacije)

Na visokim temperaturama, pod uticajem elektromagnetnih polja visokog intenziteta, kada je plin zračen strujama nabijenih čestica visoke energije. Karakteristična karakteristika plazme, koja je razlikuje od običnog jonizovanog gasa, jeste da su linearne dimenzije zapremine koju plazma zauzima mnogo veće od tzv. Debye screening radijus D (vidi Debye-Hückelovu teoriju). Vrijednost D za i-ti ion koncentracije H i i t-ti T i određena je izrazom:

gdje su n e i T e koncentracija i t-ra elektrona, respektivno, e i je naboj jona, e-elementarni električni. naboj (naelektrisanje elektrona), k- Boltzmannova konstanta. Iz ovog izraza proizilazi da se u plazmi, po pravilu, razlikuju temperature elektrona i jona.

U plazmi niske temperature, prosječna energija elektrona ili jona je značajno manja od efektivne energije jonizacije čestica plina; Visokotemperaturnom plazmom se smatra plazma koju karakteriše inverzni odnos naznačenih energija (uzima se u obzir doprinos raspadnutih čestica jonizaciji). Tipično, niskotemperaturna plazma ima temperaturu čestica manju od 10 5 K, visokotemperaturna plazma je oko 10 -10 8 K. Omjer koncentracije nabijenih čestica prema ukupnoj koncentraciji svih čestica naziva se. stepen jonizacije plazme.

P lasma dobijena u laboratoriji. uslovima, je u termodinamici. smislu, otvoren sistem i uvijek je termodinamički neravnotežan. Procesi prijenosa energije i mase dovode do poremećaja lokalne termodinamike. ravnoteže i stacionarnosti (vidi Hemijska termodinamika), Plankov zakon za polje zračenja, po pravilu, nije zadovoljen. Plazma se zove termički, ako je njegovo stanje opisano u okviru lokalnog termičkog modela. ravnoteža, odnosno: sve čestice su raspoređene po brzini u skladu sa Maksvelovim zakonom; parametri svih komponenti su isti; sastav plazme je određen zakonom djelovanja mase, posebno, ionski sastav je određen ravnotežom između jonizacije i rekombinacije (Eggert-Sachova formula je u suštini izraz za konstantu ravnoteže ovih procesa); populaciona energija nivoi svih čestica se pridržavaju Boltzmannove raspodjele. Termička plazma se obično karakteriše visokim stepenom jonizacije i može. implementiran u gasovima sa relativno niskom efektivnom energijom jonizacije pri dovoljno visokoj optičkoj vrednosti. gustina (tj. zračenje plazme gotovo u potpunosti apsorbira vlastite čestice). Plazma se obično opisuje parcijalnim lokalnim termalnim modelom. ravnoteža, koja uključuje sve gore navedeno. poziciju, ali zahtijeva podređenost Boltzmannom zakonu populacija samo pobuđenih nivoa čestica plazme, isključujući njihova osnovna stanja. Ova plazma se zove kvazi-ekvilibrijum; Primjer kvazi-ravnotežne plazme je električni stup. lukovi atm. pritisak

Nepoštivanje barem jednog od lokalnih termičkih uvjeta. ravnoteža dovodi do pojave neravnotežne plazme. Očigledno, postoji beskonačan broj neravnotežnih stanja plazme. Primer visoko neravnotežne plazme je plazma usijanog pražnjenja u gasovima pri pritiscima od 10 1 -10 3 Pa, u kojoj je prosečna energija elektrona 3-6 eV, a temperatura teških čestica obično ne prelazi 1000 K. Postojanje i stacionarnost plazme takvog neravnotežnog stanja uzrokovane su teškoćom razmjene energije između elektrona i teških čestica. U plazmi mol. gasovi, osim toga, neefikasnirazmjena energije između različitih interni stepeni slobode: elektronski, vibracioni, rotacioni. Unutar svakog stepena slobode dolazi do relativno lako razmjene energije, što dovodi do uspostavljanja kvazi-ravnotežnih raspodjela čestica prema odgovarajućim energijama. države. U ovom slučaju govore o elektronskom, osciliranju, rotaciji. t-x čestica plazme.

Basic Karakteristike plazme koje je razlikuju od neutralnog gasa i koje nam omogućavaju da plazmu posmatramo kao posebno, četvrto stanje materije (četvrto stanje agregacije materije) su sledeće.

1) Kolektivna interakcija, tj. istovremena interakcija jedna s drugom velikog broja čestica (u običnim plinovima u normalnim uvjetima interakcija između čestica je obično uparna), zbog činjenice da se Kulonove sile privlačenja i odbijanja smanjuju s rastojanjem mnogo sporije od sila interakcije. neutralne čestice, tj. interakcija u plazmi su “dalekodometne”.

2) Snažan uticaj električne energije. i mag. polja na svojstva plazme, što dovodi do pojave prostora u plazmi. naelektrisanja i struje i određuje niz specifičnih. plazma svetlost.

Jedno od najvažnijih svojstava plazme je njena kvazineutralnost, tj. gotovo potpuna međusobna kompenzacija naboja na udaljenostima znatno većim od Debyeovog radijusa skriniranja. Električni polje pojedinačne nabijene čestice u plazmi ekranizirano je poljima čestica sa nabojem suprotnog predznaka, tj. praktično opada na nulu na udaljenostima reda Debyeovog radijusa od čestice. Svako kršenje kvazineutralnosti u zapremini koju zauzima plazma dovodi do pojave jakih električnih struja. polja prostora. naelektrisanja koja obnavljaju kvazineutralnost plazme.

Ogromna većina Univerzuma je u stanju plazme - zvijezde, zvjezdane atmosfere, galaktičke. magline i međuzvjezdani medij. U blizini Zemlje, plazma postoji u svemiru u obliku „sunčevog vjetra“, ispunjava Zemljinu magnetosferu (formirajući Zemljin radijacijski pojas) i jonosferu. Procesi u plazmi blizu Zemlje uzrokovani su magnetnim poljima. oluje i aurore. Refleksija radio talasa od jonosferske plazme pruža mogućnost daljinskih radio komunikacija na Zemlji.

U laboratoriju. uslovima i industrijskim aplikacijama, plazma se proizvodi električnim putem. rang u

djelomično ili potpuno ionizirani plin formiran od neutralnih atoma (ili molekula) i nabijenih čestica (jona i elektrona). Najvažnija karakteristika plazme je njena kvazineutralnost, što znači da su zapreminske gustine pozitivnih i negativnih naelektrisanih čestica od kojih je formirana skoro iste. Gas prelazi u stanje plazme ako su neki od njegovih sastavnih atoma (molekula) iz nekog razloga izgubili jedan ili više elektrona, tj. pretvorio u pozitivne jone. U nekim slučajevima, negativni ioni se također mogu pojaviti u plazmi kao rezultat "vezivanja" elektrona na neutralne atome. Ako u gasu nema neutralnih čestica, kaže se da je plazma potpuno jonizovana.

Ne postoji oštra granica između plina i plazme. Svaka tvar koja je u početku u čvrstom stanju počinje da se topi kako temperatura raste, a daljnjim zagrijavanjem isparava, tj. pretvara u gas. Ako se radi o molekularnom plinu (na primjer, vodiku ili dušiku), onda se s naknadnim povećanjem temperature molekuli plina raspadaju na pojedinačne atome (disocijacija). Na još višoj temperaturi plin ionizira, u njemu se pojavljuju pozitivni ioni i slobodni elektroni. Slobodno pokretni elektroni i ioni mogu nositi električnu struju, pa je jedna od definicija plazme da je plazma provodni plin. Zagrijavanje tvari nije jedini način za proizvodnju plazme.

Plazma je četvrto stanje materije, poštuje zakone o gasu i u mnogim aspektima se ponaša kao gas. Istovremeno, ponašanje plazme u nizu slučajeva, posebno kada je izložena električnim i magnetskim poljima, pokazuje se toliko neobičnim da se često naziva novim četvrtim stanjem materije. Godine 1879. engleski fizičar W. Crookes, koji je proučavao električno pražnjenje u cijevima s razrijeđenim zrakom, napisao je: “Fenomeni u evakuiranim cijevima otvaraju novi svijet za fizičku nauku, u kojoj materija može postojati u četvrtom stanju.” Drevni filozofi su vjerovali da osnovu svemira čine četiri elementa: zemlja, voda, zrak i vatra . U određenom smislu, to odgovara trenutno prihvaćenoj podjeli na agregatna stanja materije, a četvrti element, vatra, očito odgovara plazmi.

Sam pojam "plazma" u odnosu na kvazi-neutralni jonizirani plin uveli su američki fizičari Langmuir i Tonks 1923. kada su opisivali fenomene u plinskom pražnjenju. Do tada su riječ "plazma" koristili samo fiziolozi i označavala je bezbojnu tečnu komponentu krvi, mlijeka ili živog tkiva, ali ubrzo je koncept "plazma" čvrsto ušao u međunarodni fizički rečnik i postao široko korišten.

Frank-Kamenetsky D.A. Plazma četvrto stanje materije. M., Atomizdat, 1963
Artsimovich L.A. Elementarna fizika plazme. M., Atomizdat, 1969
Smirnov B.M. Uvod u fiziku plazme. M., Nauka, 1975
Milantiev V.P., Temko S.V. Fizika plazme. M., Prosveta, 1983
Chen F. Uvod u fiziku plazme. M., Mir, 1987

Pronađite "PLASMA" na

Plazma je djelomično ili potpuno jonizirani plin u kojem su gustoće pozitivnih i negativnih naboja gotovo jednake. Dakle, općenito, plazma je električno neutralan sistem.

Određuje se omjerom broja joniziranih atoma i njihovog ukupnog broja

U zavisnosti od stepena jonizacije, plazma se deli na slabo jonizovan( - razlomci procenta), djelimično jonizovan(- nekoliko procenata) i potpuno jonizovan( = 100%). Slabo ionizirana plazma je jonosfera - gornji sloj Zemljine atmosfere. Sunce i vrele zvezde su u stanju potpuno jonizovane plazme. Sunce i zvezde su džinovski ugrušci vrele plazme, gde je temperatura veoma visoka, reda veličine 10 6 - 10 7 K. Veštački stvorena plazma različitog stepena jonizacije je plazma u gasnim pražnjenjima i lampama na gasno pražnjenje.

Postojanje plazme povezuje se ili sa zagrevanjem gasa, ili sa zračenjem raznih vrsta, ili sa bombardovanjem gasa brzo naelektrisanim česticama.

Brojna svojstva plazme nam omogućavaju da je posmatramo kao posebno stanje materije. Plazma je najčešće stanje materije. Plazma postoji ne samo kao supstanca zvijezda i Sunca, ona također ispunjava prostor između zvijezda i galaksija. Gornji sloj Zemljine atmosfere je takođe slabo jonizovana plazma. Čestice plazme intenzivno stupaju u interakciju s vanjskim električnim i magnetskim poljima: zbog svoje velike pokretljivosti, nabijene čestice plazme lako se kreću pod utjecajem električnih i magnetskih polja. Stoga, svako narušavanje električne neutralnosti pojedinih područja plazme uzrokovano akumulacijom čestica s nabojem istog predznaka brzo nestaje. Rezultirajuća električna polja pomiču nabijene čestice sve dok se električna neutralnost ne uspostavi i električno polje ne postane nula.

Kulonove sile djeluju između nabijenih čestica plazme i opadaju relativno sporo s rastojanjem. Svaka čestica je u interakciji s velikim brojem okolnih čestica odjednom. Zbog toga, uz haotično termalno kretanje, čestice plazme mogu učestvovati u različitim uređenim kretanjima. U plazmi se lako pobuđuju različite vrste oscilacija i talasa. Provodljivost plazme raste kako se stepen jonizacije povećava. Električna i toplotna provodljivost potpuno jonizovane plazme zavise od temperature prema zakonima

respektivno. Na visokim temperaturama, potpuno jonizovana plazma se po svojoj vodljivosti približava supravodnicima.

Ionizacija atoma međuzvjezdanog medija vrši se zračenjem zvijezda i kosmičkim zracima - strujama brzih čestica koje prodiru u prostor Univerzuma u svim smjerovima. Za razliku od vruće plazme zvijezda, temperatura međuzvjezdane plazme je vrlo niska.

Kontrolisanje kretanja plazme u električnim i magnetnim poljima je osnova za njeno korišćenje kao radnog fluida u raznim motorima za direktno pretvaranje unutrašnje energije u električnu energiju – plazma izvori električne energije, magnetohidrodinamički generatori. Upotreba plazma motora male snage je obećavajuća za svemirske letjelice. Snažan mlaz guste plazme proizveden u plazma baklji naširoko se koristi za rezanje i zavarivanje metala, bušenje bunara i ubrzavanje mnogih hemijskih reakcija. Sprovode se istraživanja velikih razmjera o korištenju visokotemperaturne plazme za stvaranje kontroliranih termonuklearnih reakcija.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna agencija za obrazovanje

Pacifički državni ekonomski univerzitet

Odsjek za fiziku

Tema: Plazma - četvrto stanje materije

Izvedeno:

Agregatno stanje je stanje materije koje karakterišu određena kvalitativna svojstva: sposobnost ili nemogućnost održavanja volumena i oblika, prisustvo ili odsustvo reda dugog i kratkog dometa i dr. Promjena agregacijskog stanja može biti praćena naglom promjenom slobodne energije, entropije, gustine i drugih osnovnih fizičkih svojstava.

Poznato je da svaka tvar može postojati samo u jednom od tri stanja: čvrstom, tekućem ili plinovitom, a klasičan primjer toga je voda, koja može biti u obliku leda, tekućine i pare. Međutim, ako uzmemo cijeli Univerzum u cjelini, vrlo je malo supstanci koje se nalaze u ovim neospornim i raširenim stanjima. Malo je vjerovatno da će premašiti ono što se u hemiji smatra zanemarljivim tragovima. Sva ostala materija u Univerzumu je u takozvanom stanju plazme.

Reč "plazma" (od grčkog "plasma" - "formirana") sredinom 19.

V. počeo se nazivati ​​bezbojni dio krvi (bez crvenih i bijelih tijela) i

tečnost koja ispunjava žive ćelije. Godine 1929. američki fizičari Irving Langmuir (1881-1957) i Levi Tonko (1897-1971) nazvali su jonizirani plin u cijevi plinskog pražnjenja plazmom.

Engleski fizičar William Crookes (1832-1919), koji je studirao elektriku

pražnjenja u cijevima sa razrijeđenim zrakom, napisao je: “Fenomeni u evakuiranom

cijevi otvaraju novi svijet za fizičku nauku, u kojem materija može postojati u četvrtom stanju.”

Zavisno od temperature, svaka tvar mijenja svoj

stanje. Dakle, voda na negativnim (Celziusovim) temperaturama je u čvrstom stanju, u rasponu od 0 do 100 °C - u tekućem stanju, iznad 100 °C - u plinovitom stanju, atomi i molekuli počinju da gube svoje elektrone - oni postaju jonizovani i gas se pretvara u plazmu. Na temperaturama iznad 1.000.000°C, plazma je apsolutno jonizovana - sastoji se samo od elektrona i pozitivnih jona. Plazma je najčešće stanje materije u prirodi 99% mase Univerzuma, većina zvijezda, maglina su u potpunosti jonizirane plazme. Vanjski dio Zemljine atmosfere je također plazma.

Još viši su pojasevi zračenja koji sadrže plazmu.

Aurore, munje, uključujući globularne munje, su različite vrste plazme koje se mogu posmatrati u prirodnim uslovima na Zemlji. A samo neznatan dio Univerzuma čini čvrsta materija - planete, asteroidi i magline prašine.

U fizici, plazma se shvata kao gas koji se sastoji od električnog

nabijene i neutralne čestice, kod kojih je ukupni električni naboj jednak nuli, tj. uslov kvazineutralnosti je zadovoljen (dakle, na primjer, snop elektrona koji leti u vakuumu nije plazma: on nosi negativan naboj).

1.1. Najtipičniji oblici plazme

Svojstva i parametri plazme

Plazma ima sledeća svojstva:

Dovoljna gustina: naelektrisane čestice moraju biti dovoljno blizu jedna drugoj tako da svaka od njih interaguje sa čitavim sistemom obližnjih naelektrisanih čestica. Uslov se smatra ispunjenim ako je broj naelektrisanih čestica u sferi uticaja (sfera Debajevog radijusa) dovoljan za nastanak kolektivnih efekata (takve manifestacije su tipično svojstvo plazme). Matematički, ovaj uslov se može izraziti na sledeći način:

Prioritet unutrašnjih interakcija: radijus Debye skrininga mora biti mali u poređenju sa karakterističnom veličinom plazme. Ovaj kriterijum znači da su interakcije koje se dešavaju unutar plazme značajnije u odnosu na efekte na njenoj površini, koji se mogu zanemariti. Ako je ovaj uslov ispunjen, plazma se može smatrati kvazi neutralnom. Matematički to izgleda ovako:

Frekvencija plazme: prosječno vrijeme između sudara čestica mora biti veliko u poređenju sa periodom oscilacija plazme. Ove oscilacije su uzrokovane djelovanjem električnog polja na naboj, koje nastaje zbog narušavanja kvazineutralnosti plazme. Ovo polje nastoji vratiti poremećenu ravnotežu. Vraćajući se u ravnotežni položaj, naelektrisanje prolazi kroz ovaj položaj po inerciji, što opet dovodi do pojave jakog povratnog polja i javljaju se tipične mehaničke vibracije. Kada je ovaj uslov ispunjen, elektrodinamička svojstva plazme prevladavaju nad molekularno kinetičkim. Jezikom matematike ovaj uslov izgleda ovako:

2.1. Klasifikacija

Plazma se obično dijeli na idealnu i neidealnu, niskotemperaturnu i visokotemperaturnu, ravnotežnu i neravnotežnu, dok je vrlo često hladna plazma neravnotežna, a vruća ravnotežna.

2.2. Temperatura

Čitajući popularnu naučnu literaturu, čitatelj često vidi vrijednosti temperature plazme reda desetina, stotina hiljada ili čak miliona °C ili K. Za opisivanje plazme u fizici, zgodno je mjeriti temperaturu ne u °C. , ali u mjernim jedinicama karakteristične energije kretanja čestica, na primjer, u elektron voltima (eV). Da biste temperaturu pretvorili u eV, možete koristiti sljedeći odnos: 1 eV = 11600 K (Kelvin). Tako postaje jasno da su temperature od “desetine hiljada °C” prilično lako dostižne.

U neravnotežnoj plazmi, temperatura elektrona značajno premašuje temperaturu jona. To se događa zbog razlike u masama jona i elektrona, što otežava proces razmjene energije. Ova situacija se javlja kod gasnih pražnjenja, kada joni imaju temperaturu od oko stotine, a elektroni imaju temperaturu od oko desetine hiljada K.

U ravnotežnoj plazmi obje temperature su jednake. Pošto proces jonizacije zahteva temperature uporedive sa jonizacionim potencijalom, ravnotežna plazma je obično vruća (sa temperaturom većom od nekoliko hiljada K).

Termin visokotemperaturna plazma se obično koristi za termonuklearnu fuzijsku plazmu, za koju su potrebne temperature od miliona K.

2.3. Stepen jonizacije

Da bi se gas transformisao u plazmu, mora biti jonizovan. Stepen jonizacije je proporcionalan broju atoma koji su donirali ili apsorbovali elektrone, a najviše zavisi od temperature. Čak i slabo ionizirani plin, u kojem je manje od 1% čestica u joniziranom stanju, može pokazati neka tipična svojstva plazme (interakcija sa vanjskim elektromagnetnim poljem i visoka električna provodljivost). Stupanj jonizacije α se određuje kao α = ni/(ni + na), gdje je ni koncentracija jona, a na koncentracija neutralnih atoma. Koncentracija slobodnih elektrona u nenabijenoj plazmi ne određena je očitim odnosom: ne= ni, gde - prosječna vrijednost naboja jona plazme.

Plazmu niske temperature karakteriše nizak stepen jonizacije (do 1%). Budući da se takve plazme vrlo često koriste u tehnološkim procesima, ponekad se nazivaju i tehnološke plazme. Najčešće se stvaraju pomoću električnih polja koja ubrzavaju elektrone, koji zauzvrat ioniziraju atome. Električna polja se unose u gas putem induktivne ili kapacitivne sprege (vidi induktivno spregnutu plazmu). Tipične primjene niskotemperaturne plazme uključuju modifikaciju svojstava površine plazmom (dijamantski filmovi, nitridacija metala, modifikacija vlaženja), jetkanje površina plazmom (industrija poluvodiča), pročišćavanje plinova i tekućina (ozoniranje vode i sagorijevanje čestica čađi u dizel motorima) .

Naučna zajednica gotovo jednoglasno priznaje stanje plazme kao četvrto stanje materije. Oko ovog stanja je čak formirana posebna nauka koja proučava ovaj fenomen - fizika plazme. Stanje plazme ili jonizovanog gasa predstavljeno je kao skup naelektrisanih čestica, čiji je ukupni naboj u bilo kojoj zapremini sistema nula - kvazineutralni gas.

Postoji i plazma gasnog pražnjenja, koja se javlja tokom gasnog pražnjenja. Kada električna struja prođe kroz plin, prva ionizira plin, čije ionizirane čestice nose struju. Tako se u laboratorijskim uslovima dobija plazma, čiji se stepen jonizacije može kontrolisati promenom parametara struje. Međutim, za razliku od visokotemperaturne plazme, plazma s pražnjenjem u plinu se zagrijava strujom i stoga se brzo hladi u interakciji s nenabijenim česticama okolnog plina.

Električni luk - ionizirani kvazi-neutralni plin

Svojstva i parametri plazme

Za razliku od gasa, supstanca u stanju plazme ima veoma visoku električnu provodljivost. I iako je ukupni električni naboj plazme obično nula, na njega značajno utiče magnetno polje, koje može uzrokovati da mlazovi takve materije teku i razdvoje je u slojeve, kao što se vidi na Suncu.

Spikule su tokovi solarne plazme

Još jedno svojstvo koje razlikuje plazmu od gasa je kolektivna interakcija. Ako se čestice plina obično sudaraju po dvije, a povremeno se uočava samo sudar tri čestice, tada čestice plazme, zbog prisustva elektromagnetnih naboja, djeluju istovremeno s nekoliko čestica.

U zavisnosti od svojih parametara, plazma se deli na sledeće klase:

• Po temperaturi: niska temperatura - manje od milion kelvina, a visoka temperatura - milion kelvina ili više. Jedan od razloga postojanja takvog razdvajanja je taj što je samo visokotemperaturna plazma sposobna da učestvuje u termonuklearnoj fuziji.
• Ravnoteža i neravnoteža. Supstanca u stanju plazme, čija je temperatura elektrona znatno viša od temperature jona, naziva se neravnotežnom. U slučaju kada je temperatura elektrona i jona ista, govorimo o ravnotežnoj plazmi.
• Prema stepenu jonizacije: visoko jonizovana i plazma sa niskim stepenom jonizacije. Činjenica je da čak i jonizovani gas, čijih je 1% čestica jonizovano, pokazuje neka svojstva plazme. Međutim, plazma se obično naziva potpuno jonizovani gas (100%). Primjer supstance u ovom stanju je solarna materija. Stepen jonizacije direktno zavisi od temperature.

Aplikacija

Plazma je svoju najveću primjenu našla u tehnologiji rasvjete: u lampama s plinskim pražnjenjem, ekranima i raznim uređajima za plinsko pražnjenje, poput stabilizatora napona ili generatora mikrovalnog zračenja. Da se vratimo na rasvjetu - sve lampe na plinsko pražnjenje su bazirane na protoku struje kroz plin, što uzrokuje ionizaciju potonjeg. Plazma ekran, popularan u tehnologiji, je skup komora sa gasnim pražnjenjem napunjenih visoko jonizovanim gasom. Električno pražnjenje koje se javlja u ovom plinu stvara ultraljubičasto zračenje, koje apsorbira fosfor, a zatim uzrokuje da svijetli u vidljivom opsegu.

Drugo područje primjene plazme je astronautika, tačnije, plazma motori. Takvi motori rade na bazi plina, obično ksenona, koji je visoko ioniziran u komori za plinsko pražnjenje. Kao rezultat ovog procesa, teški ioni ksenona, koji se također ubrzavaju magnetskim poljem, formiraju snažan tok koji stvara potisak motora.

Najveće nade polažu se u plazmu - kao "gorivo" za termonuklearni reaktor. U želji da ponove procese fuzije atomskih jezgara koji se dešavaju na Suncu, naučnici rade na dobijanju fuzione energije iz plazme. Unutar takvog reaktora jako zagrijana supstanca (deuterijum, tricij ili čak) je u stanju plazme, a zbog svojih elektromagnetnih svojstava zadržava se magnetskim poljem. Stvaranje težih elemenata iz početne plazme događa se oslobađanjem energije.

Plazma akceleratori se također koriste u eksperimentima fizike visokih energija.

Plazma u prirodi

Stanje plazme je najčešći oblik materije, koji čini oko 99% mase čitavog Univerzuma. Materija svake zvijezde je ugrušak visokotemperaturne plazme. Osim zvijezda, postoji i međuzvjezdana plazma niske temperature koja ispunjava svemir.

Najjasniji primjer je Zemljina jonosfera, koja je mješavina neutralnih plinova (kiseonika i azota), kao i jako jonizovanog gasa. Jonosfera nastaje kao rezultat zračenja gasa sunčevim zračenjem. Interakcija kosmičkog zračenja sa jonosferom dovodi do aurore.

Na Zemlji se plazma može posmatrati u trenutku udara groma. Električni naboj koji teče u atmosferi snažno jonizuje gas na svom putu, formirajući tako plazmu. Treba napomenuti da se „puna“ plazma, kao skup pojedinačnih naelektrisanih čestica, formira na temperaturama iznad 8.000 stepeni Celzijusa. Iz tog razloga, tvrdnja da je vatra (čija temperatura ne prelazi 4.000 stepeni) plazma je samo popularna zabluda.