Strona głównaPytania → Jak plazma oddziałuje z polem...

Jak plazma oddziałuje z polem elektromagnetycznym?

Pytanie

Pyta Emil

Wiem z ogólnodostępnych źródeł, że plazma oddziałuje z polem magnetycznym i elektrycznym. Chciałbym jednak się dowiedzieć dokładniej w jaki sposób, np. czy jest ona odpychana, przyciągana, dzieli się na oddzielne grupy jonów i elektronów i najważniejsze, czy kierunek linii pól porusza plazmą lub jakoś na nią wpływa?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Rozważmy neutralną elektrycznie plazmę, w której dodatni ładunek elektryczny jonów jest kompensowany przez ujemny ładunek elektronów. Zewnętrzne pole elektryczne wywołuje przepływ prądu w takiej plazmie. Jony poruszają się w jednym kierunku, a elektrony w drugim, wzdłuż linii pola elektrycznego. Możliwość oddzielenia w ten sposób jonów od elektronów zależy od ilości plazmy i natężenia pola elektrycznego – spolaryzowana elektrycznie plazma sama wytwarza pole elektryczne, które dąży do skompensowania pola zewnętrznego. Zewnętrzne i stałe w czasie pole magnetyczne wpływa na kierunek prądów w dość skomplikowany sposób. Swobodne cząstki poruszałyby się w polu magnetycznym po spiralach, natomiast w plazmie musimy dodatkowo uwzględnić efekty zderzeń jonów i elektronów. Zmienne w czasie pole magnetyczne wywołuje przepływ indukowanego, zmiennego w czasie prądu elektrycznego.

Pola elektryczne i magnetyczne wykorzystywane są w eksperymentalnych reaktorach termojądrowych zarówno do rozgrzewania plazmy (poprzez przepływ prądu indukowanego przez zewnętrzne pola), jak i do utrzymywania jej w bezpiecznej odległości od ścian reaktora (poprzez efekt ściskania w polu magnetycznym wytwarzanym przez prąd płynący w samej plazmie). Tak więc odpowiedź na pytanie czy kierunek linii pól wpływa na ruch plazmy jest zdecydowanie twierdząca.

Plazma może być też naładowana dodatnio lub ujemnie, w zależności od proporcji składających się na nią jonów i elektronów. W takich sytuacjach może być przyciągana lub odpychana przez zewnętrzne ładunki elektryczne, a także kierunek jej ruchu jako całości może być modyfikowany przez pole magnetyczne.