b'\n_START_ARTICLE_\nPlazma (fizika)\n_START_PARAGRAPH_\nPl\xc3\xa1zma je v fiziki in kemiji eno od agregatnih stanj snovi. \xc4\x8ce snovi v plinastem agregatnem stanju pove\xc4\x8dujemo energijo, za\xc4\x8dne prihajati do ionizacije. Od atoma oziroma molekule se odcepijo posamezni elektroni. \xc4\x8ce energijo pove\xc4\x8damo \xc5\xa1e bolj, pride tudi do razpada atomskih jeder. Protoni in nevtroni se odcepijo od atoma. Plazma je bilo prevladujo\xc4\x8de agregatno stanje v Vesolju \xc5\xbee kmalu po velikem poku. Pravzaprav je \xc5\xa1e vedno tako. Zvezde, vklju\xc4\x8dno s Soncem, ki tvorijo ve\xc4\x8dino mase Vesolja, so plazmatske. Na splo\xc5\xa1no pa je plazma vsak ioniziran plin oz. plin z elektri\xc4\x8dnim nabojem. Tako lahko plazmo ustvarimo tudi pri sobni temperaturi, \xc4\x8de elektronom umetno dodamo energijo, da se ti odcepijo od atoma.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\nPrvi je plazmo opazil sir William Crookes leta 1879, ko je opazoval razelektritev v razred\xc4\x8denih plinih. Opazil je, da se je temen prostor okoli elektrode pove\xc4\x8dal, \xc4\x8de se je pove\xc4\x8dala atenuacija plina, katodni \xc5\xbearki pa so \xc5\xa1e vedno izhajali iz elektrode. Prou\xc4\x8deval je naravo teh \xc5\xbearkov in ugotovil, da potujejo premo, povzro\xc4\x8dajo fluorescenco na telesih, ob katere tr\xc4\x8dijo, hkrati pa se ob njihovem trku spro\xc5\xa1\xc4\x8da toplota. Verjel je, da je odkril novo agregatno stanje snovi, ki ga je poimenoval sevajo\xc4\x8da snov._NEWLINE_Prvi je leta 1879 pravilno pojasnil njegova opa\xc5\xbeanja britanski fizik sir Joseph John Thomson, ki je dokazal, da so katodni \xc5\xbearki sestavljeni iz negativnih elektronov. Izraz plazma je za ioniziran plin prvi uporabil Irving Langmuir, ker ga je snov spomnjala na krvno teko\xc4\x8dino. V \xc4\x8dem je videl podobnost, ni natanko znano, obstajata pa dve razlagi. Prva pravi, da je podobnost v tem, da tako krvna plazma kot ioniziran plin prena\xc5\xa1ata delce, druga se nana\xc5\xa1a na izvor besede, ki naj bi v gr\xc5\xa1\xc4\x8dini pomenila \xc2\xbbprilagoditi se\xc2\xab, saj se plazma prilagodi obliki \xc2\xbbcevi\xc2\xab, v kateri se nahaja. Ioniziran plin je bil z imenom plazma prvi\xc4\x8d omejen v Langumuirjevem delu Nihanja v ioniziranih plinih (Oscillaations in Ionized Gases) leta 1928.\n_START_SECTION_\nVrste plazme\n_START_PARAGRAPH_\nPlazmo lahko po nastanku razedelimo v dve veliki skupini: naravne in umetne. Naravne lahko naprej razdelimo v dve skupini in sicer na plazme, ki nastanejo na Zemlji oziroma v njenem ozra\xc4\x8dju, in na tiste, ki nastanejo v Vesolju. Ve\xc4\x8dina snovi v opazljivem vesolju, po nekaterih ocenah do 99\xc2\xa0%, je v \xc4\x8detrtem ali plazemskem aregatnem stanju. Plazma, ki je nastala v Vesolju, vklju\xc4\x8duje Sonce, ve\xc4\x8dino zvezd in velik del medzvezdnega prostora. Fizika plazme se med drugim ukvarja s prou\xc4\x8devanjem radiacijskih pasov, razvojem son\xc4\x8dnih peg in izbruhi na Soncu, s son\xc4\x8dnim vetrom in s pospe\xc5\xa1evanjem kozmi\xc4\x8dnih delcev ter z drugimi astrofizikalnimi telesi in pojavi.\n_START_SECTION_\nUltrahladna plazma\n_START_PARAGRAPH_\nS pomo\xc4\x8djo laserske pasti lahko proizvedemo ultrahladno plazmo, pri kateri so nevtralni atomi ohlajeni na temperaturo manj kot 1 mK. Z drugim laserjem nato ioniziramo atom tako, da zunanjemu elektronu dovedemo ravno dovolj energije, da lahko pobegne elektri\xc4\x8dnemu privlaku atoma. Na ta na\xc4\x8din lahko nadziramo kineti\xc4\x8dno energijo pobeglega elektrona. S pulznim laserjem lahko dose\xc5\xbeemo, da eneregija elektrona ustreza temperaturi 0.1 K, medtem ko ioni ostanejo shlajeni na temperaturi nekaj mK.\n_START_SECTION_\nNe-nevtralna plazma\n_START_PARAGRAPH_\nZ odcepitvijo elektronov z atomov in molekul dobimo nevtralno plazmo, saj mo\xc4\x8d in obseg elektri\xc4\x8dne sile ter dobra prevodnost v plazmi poskrbijo, da sta gostoti pozitivno in negativno nabitih delcev enaki na vsakem dovolj velikem podro\xc4\x8dju. Temu pojavu pravimo kvazinevtralnost. Plazmi, ki ima na nekem podro\xc4\x8dju vi\xc5\xa1ek pozitivnega ali negativnega naboja, pravimo ne-nevtralna plazma. V ekstremnih primerih je lahko sestavljena samo iz ene vrste nabitih delcev, npr. iz elektronov. Primeri ne-nevtralne plazme so nabiti \xc5\xbearki delcev, elektronski oblak, Penningova past in pozitronske plazme.\n_START_SECTION_\nPra\xc5\xa1na ali zrnata plazma\n_START_PARAGRAPH_\nPra\xc5\xa1na plazma poleg elektronov ionov n nevtralnih atomov vsebuje mikroskopsko velike nabite delce prahu. Najdemo jo v medplanetarnih meglicah, kometih, planetarnih obro\xc4\x8dih, v aerosolih in v atomsferi, kot tudi v laboratorijskih oz. industrijskih plazmah. V Vesolju na pra\xc5\xa1ne delce poleg gravitacije vpliva tudi sevalni tlak, \xc4\x8de se ti nahajajo v bli\xc5\xbeini masivnej\xc5\xa1ih teles. Pra\xc5\xa1ni delci v plazmi lahko postanejo nabiti zaradi fotoionizacije, ultravijoli\xc4\x8dnega sevanja, sekundarne elektronske emisije, trkov s termi\xc4\x8dnimi ioni in elektroni ter zaradi absorpcije nabitih delcev. Zaradi naboja poleg gravitacijskega polja nanje vplivata tudi elektri\xc4\x8dno in magnetno polje. Plazma torej vpliva na pra\xc5\xa1ne delce, ki jih prena\xc5\xa1a. Obratno pa lahko tudi pra\xc5\xa1ni delci vplivajo na plazmo v kateri se nahajajo. Zaradi pra\xc5\xa1nih delcev lahko v plazmi nastanejo nove nestabilnosti, ki spremenijo obna\xc5\xa1anje plazme. Pra\xc5\xa1na zrna imajo negativen naboj, ker zbirajo elektrone iz okoli\xc5\xa1ke plazme. Fotoemisija zaradi UV sevanja in termi\xc4\x8dna emisija zrn, segretih zaradi radioaktivnih izvorov, lahko povzro\xc4\x8dita, da se pra\xc5\xa1na zrna pozitivno nabijejo. \xc4\x8ce je energija fotonov ve\xc4\x8dja od fotoelektri\xc4\x8dnega dela pra\xc5\xa1nih zrn in manj\xc5\xa1a od ionizacijskega potencijala nevtralnih atomov, pra\xc5\xa1na zrna predstavljajo izvore ionizacije, \xc4\x8de v bli\xc5\xbeini ni drugih virov. Pozitivno nabiti pra\xc5\xa1ni delci obstajajo v Zemljini mezosferi, v repih kometov in v medzvezdnih planetarnih oblakov blizu svetlih zvezd. Zemlji se lahko radioaktivni pra\xc5\xa1ni delci nabijejo pozitivno na robovih tokomaka zaradi razpada zvezd. V laboratorijskih oz. industrijskih plazmah lahko pojav pra\xc5\xa1nih delcev vodi do znatnega zmanj\xc5\xa1anja gostote elektronov in pove\xc4\x8danja temperature elektronov.\n_START_SECTION_\nUporaba in aplikacije\n_START_PARAGRAPH_\nDanes se plazme uporabljajo na \xc5\xa1tevilnih podro\xc4\x8djih tehnologije. Glavno podro\xc4\x8dje uporabe plazme je razvoj fuzijskega reaktorja, v katerem bomo pridobivali energijo s kontroliranim zlivanjem lahkih jeder. Plazmo uporabljamo v industriji za obdelavo materialov, v vsakdanjem \xc5\xbeivljenju pa se njenimi aplikacijami sre\xc4\x8dujemo na vsakem koraku kot so npr. fluoresce\xc4\x8dne in neonske lu\xc4\x8di, plazma televizorji ... Uporablja pa se lahko celo za procesiranje hrane in razgradnjo oziroma recikla\xc5\xbeno razli\xc4\x8dnih odpadkov.\n_START_SECTION_\nPlazemska krogla\n_START_PARAGRAPH_\nDelovanje plazemske lu\xc4\x8di ali krogle primerjamo z delovanjem kondenzatorja, ki ga polnimo oziroma praznino z izmeni\xc4\x8dnim tokom. Plo\xc5\xa1\xc4\x8di kondenzatorja sta v plazemski lu\xc4\x8di lahko tem bolj razmaknjeni, \xc4\x8dim hitrej\xc5\xa1e so oscilacije toka in \xc4\x8dem ve\xc4\x8dja je napetost izvira. V plazemski lu\xc4\x8di namesto plo\xc5\xa1\xc4\x8d uporabimo na eni strani majhno krogelno elektrodo znotraj steklene krogle, na drugi pa elektrodo, ki se nahaja kar znotraj izvora napetosti. Izolator predstavlja zrak v krogli, steklena krogla in zrak zunaj krogle. Ko je elektri\xc4\x8dno polje med elektrodoma dovolj mo\xc4\x8dno, ionizira plina. Ioniziran plin je dober prevodnik elektri\xc4\x8dnega toka. Nekateri elektroni se med tem procesom vrnejo v osnovno ali ni\xc5\xbeje vzbujeno stanje, pri tem pa sevajo svetlobo. Kak\xc5\xa1ne barve je svetloba, je odvisno od plina, s katerim je napoljnena steklena posoda. Plin v stekleni posodi postane \xc5\xa1e bolj prevoden, \xc4\x8de v krogli zni\xc5\xbeamo tlak. To nam omogo\xc4\x8di, da lahko elektrodi bolj razmaknemo, zaradi \xc4\x8desar svetlobo la\xc5\xbeje opazimo. Ker sta napetost in zato tudi elektri\xc4\x8dno polje med elektrodoma dovolj velika, kondenzator konstantno prevaja tok. Plin med obema elektrodoma je dovolj prevoden, da skozenj konstantno te\xc4\x8de tok, \xc4\x8de imamo v posodi napetost 2000 V, dovolj nizek tlak (1/70 bara), frekvenco 10000/s, plo\xc5\xa1\xc4\x8di pa morata biti razmaknjeni za nekaj centimetrov. Skozi kroglo torej te\xc4\x8de konstanten tok, zato bi morala biti tudi intenziteta svetlobe pribli\xc5\xbeno konstanta. Vendar ni tako. Tok la\xc5\xbeje ste\xc4\x8de skozi obmo\xc4\x8dje, ki ima manj\xc5\xa1o upornost, zato te\xc4\x8de skozi toplej\xc5\xa1a obmo\xc4\x8dja, ki se \xc5\xa1e bolj segrejejo. Ker skozi tak\xc5\xa1ne tokovnice ste\xc4\x8de ve\xc4\x8d toka, so te tokovnice svetlej\xc5\xa1e.\n_START_SECTION_\nFluorescen\xc4\x8dna svetilka\n_START_PARAGRAPH_\nFluorescen\xc4\x8dna svetilka je svetilka, ki za nastanek svetlobe izkori\xc5\xa1\xc4\x8da razelektritev plina. Pospe\xc5\xa1eni elektron se znotraj cevi svetilke zaleti v atom plina, zaradi \xc4\x8desar atom plina preide v vzbujeno stanje, pri \xc4\x8demer absorbira del kineti\xc4\x8dne energije, ki jo je prejel med trkom. Visokoenergijsko stanje je nestabilno, zato se atom s\xc4\x8dasoma vrne v ni\xc5\xbeji nivo, ki je nestabilen. Pri tem izseva foton, katerega valovna dol\xc5\xbeina sega v ultravijol\xc4\x8dni del spektra in ga zato ne vidimo. Izsevano svetlobo bi radi pretvorili v vidno svetlobo. To naredimo s fluorescenco. Fluorescenca se pojavi na notranjem delu cevi, ki je prevle\xc4\x8dena s fosforjem. Atomi fosforja absorbirajo UV svetlobo, pri \xc4\x8demer preidejo v vi\xc5\xa1je stanje, ki seveda ni stabilno, zato kmalu preidejo nazaj na ni\xc5\xbeji nivo pri tem pa izsevajo foton v vidni svetlobi. Razlika energij prejetega in oddanega fotona se pretvori v ten\xc4\x8dno energijo.\n_START_SECTION_\nJedrsko zlivanje\n_START_PARAGRAPH_\nJedrsko zlivanje je proces zlivanja lahkih atomov, pri \xc4\x8demer se spro\xc5\xa1\xc4\x8da energija. Na Zemlji je za u\xc4\x8dinkovito zlivanje jeder potrebna temperatura nad 100 milijonov K. Pri taki visoki temperaturi plini preidejo v plazmo. Da prepre\xc4\x8dimo toplotne izgube, se plazme ne sme dotikati sten posode, kar dose\xc5\xbeemo z mo\xc4\x8dnimi magnetnimi polji, ki ustvarijo magnetno kletko torodialne oblike. Magnetna kletka zadr\xc5\xbeuje nabite delce v plazmi. Nevtralni delci lahko zapustijo plazmo in se upo\xc4\x8dasnijo v oblogi, ki obdaja plazmo in vsebuje litij. Iz njega ob trku z nevtroni nastaja tritij, ki se v plazmo vrne kot gorivo. Energija, ki jo v obliki toplote oddajajo nevtroni, se uporablja za proizvodnjo elektrike._NEWLINE_Magnetno jedrsko zlivanje izkori\xc5\xa1\xc4\x8da mo\xc4\x8dno magnetno polje, ki zadr\xc5\xbeuje plazmo v posodi in jo lo\xc4\x8duje od zraka. Elektri\xc4\x8dno nabiti delci, ki tvorijo plazmo, ne morejo pre\xc4\x8dkati silnic, lahko pa se giblje vzdol\xc5\xbe njih. \xc4\x8ce so magnetne silnice ukrivljene tako, da tvorijo sklenjeno zanko, so delci plazme zaprti v ta prostor. Delci v realnih torodialnih magnetnih sistemih izgubljajo energijo na ra\xc4\x8dun sevanja in trka delcev, ki povzro\xc4\x8dijo, da lahko nekateri delci s\xc4\x8dasoma uidejo iz oklepa magnetnih silnic. Magnetna polja ustvarijo mo\xc4\x8dni elektri\xc4\x8dni tokovi v tuljavah zunaj reaktorske komore in pogosto tudi tokovi, ki nastajajo v plazmi in prispevajo k magnetni kletki.'