等离子体的应用

最重要的实际应用等离子体躺在未来,很大程度上的场电力生产。生成的主要方法电力已经被使用热来源转换水变成蒸汽,驱动汽轮发电机。这种热源依赖化石燃料的燃烧,如煤炭、石油、和天然气,在核反应堆裂变过程。的一个潜在来源可能提供的热量聚变反应堆,氘氚等离子体的基本元素;核聚变的同位素之间的碰撞会释放大量的氢能源到动能反应产物(中子和氢的核氦原子)。通过吸收这些产品在一个周围的介质,可以创建一个强大的热源。实现净输出功率为等离子体生成station-allowing辐射和粒子损失和效率非常低热量转换成electricity-plasma温度约100000000 K和的产物粒子密度乘以控制时间约为10^20.秒每立方米是必要的。例如,在10的密度^20.粒子每米立方,容器必须一秒的时间。这些数字还没有联系到,虽然有很多的进步。

一般来说,有两种基本的方法消除或减少等离子体的人为所造成的损失:生产环形等离子体和磁镜的使用(见核聚变)。一个环形等离子体本质上是一个圆柱形的等离子体横截面弯成一个圈,接近。这种等离子体平衡然而,和稳定的特殊磁字段是必需的,这是一个循环的最大组成部分磁场与等离子体的轴线平行。此外,大量的湍流等离子体过程必须保持系统稳定控制。在1991年的机器称为喷气(欧洲联合环)是能够产生170万瓦的核聚变能量将近2秒后研究人员titrium注入喷气机的磁约束等离子体。它是第一个成功控制核聚变能量的生产在这样一个封闭的媒介。

除了发电,聚变反应堆可能淡化海水。大约世界上三分之二的陆地表面是无人居住的,与这一地区一半的干旱。两巨头核裂变和核聚变反应堆的使用在大型蒸发的海水可以灌溉等领域的经济可行的。电力生产的另一个可能性是消除heat-steam-mechanical能源链。一个建议取决于发电机的影响。如果一个等离子体垂直移动磁场,一个电动势生成,根据法拉第定律,在一个方向垂直于等离子体的流动方向和磁场。这种发电机效应可以开车当前的在外部电路连接到电极的等离子体,从而可能产生电力,而不需要蒸汽驱动旋转机械。这个过程被称为磁流体动力(磁流体动力)发电并已被建议作为一个方法提取权力从某些类型的裂变反应堆。这样一个发电机权力的极光地球的磁场线的电流磁流体动力发电机在太阳风。

发电机的逆效应,称为电机的效果,可用于加速等离子体。在等离子体脉冲cusp-shaped磁场,例如,它可以实现手臂的平方磁场成正比。提出了汽车基于这种技术的推进工艺在太空深处。他们的优点是能够实现大型排气速度,从而减少燃料的数量。

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质谱:High-frequency-produced等离子体

等离子体涉及的实际应用辉光放电发生在两个电极之间压力的一千分之一大气左右。这种发光排放负责光给出了霓虹灯管和等其他光源荧光灯经营中,凭借在放电产生的等离子体。的程度电离在这种等离子体通常是低,但是电子密度为10¹⁶到10¹⁸电子与一个电子可以实现每立方米温度100000 K。负责电流是由电离的电子在附近的一个地区阴极,大多数发生的两个电极之间的电位差。这个区域不包含等离子体,但它和之间的地区阳极(即。正极)。

其他应用程序的发光放电包括电子开关设备;它和类似的等离子体产生的射频技术可用于提供离子粒子加速器和充当发电机激光梁。通过辉光放电随着电流的增加,达到一个阶段时,在阴极产生的能量就足以提供所有直接从阴极表面传导电子,而不是从气体在电极之间。在这种条件下大阴极电位差消失,和等离子体柱的合同。这个新国家的电放电称为弧。与辉光放电相比,它是一种高密度的等离子体,将在大范围的经营压力。弧作为光源焊接电子开关,整改的交替电流,在高温化学。运行之间同心弧形电极和注入气体这样一个地区引起热,高密度等离子体混合物称为等离子体射流喷射。它有许多化学和冶金应用程序。