Vad är plasma?
Plasma är ett tillstånd av materia tillsammans med fasta ämnen, vätskor och gaser. Det består av en delvis joniserad gas som innehåller joner, elektroner och neutrala atomer.
Vad betyder det?
I en plasma frigörs vissa elektroner från sina atomer, vilket gör att ström och elektricitet kan flöda. Faktum är att en av de få naturligt förekommande plasman som finns här på jorden är blixten!
Kan du komma på andra plasmanamn?
- Fluorescerande glödlampor innehåller kvicksilverplasma.
- Stjärnor, till exempel solen, är heta bollar av plasma.
- Aurora Borealis och Aurora Australis
- Fusionsreaktorer, som NSTX-U, använder plasma för att smälta samman atomer för att skapa energi.
- Plasmaskärmar använder små celler av plasma för att belysa bilder.
Vad är fusion?
Lätta atomer som väte (en proton och en neutron) kan smälta samman så tätt att de frigör energi. Detta sker endast om de två positivt laddade atomkärnorna kommer så nära varandra att de övervinner den elektriska kraft som pressar dem isär. När kärnorna kommer tillräckligt nära varandra tar kraften som binder protoner och neutroner samman, den starka kraften, över och drar kärnorna ännu närmare varandra.
Solens kärna är en naturlig fusionsreaktor. Innan solen bildades var den ett gasmoln som mestadels bestod av väte och lite helium. Vid någon tidpunkt blev molnet så massivt att gravitationen fick det att kollapsa in i sig självt och det bildade en stjärna. Många kollisioner i solens kärna frigjorde elektroner från joner och bildade ett plasmatillstånd. Fusionen började i solen när kollisioner mellan joner blev så frekventa att jonerna kom tillräckligt nära varandra för att smälta samman.
Solen använder gravitationen för att få sina kärnor tillräckligt nära varandra och tillräckligt varma för att starta fusion. På jorden försöker forskare bygga egna fusionsreaktorer. De försöker få atomerna tillräckligt nära varandra genom att maximera antalet joner i ett litet område och den tid som de håller sig nära varandra. För att göra detta värms reaktorerna upp till temperaturer som är mycket hetare än solens kärna (>100 000 000 °C), vilket omvandlar vätgas till en vätgasplasma. Starka magnetfält eller kraftfulla lasrar begränsar sedan plasman till ett litet kontrollerbart område där fusionen kan ske.
Fusionsreaktorer i Tokamak-stil, som NSTX-U, pumpar in större delen av den utvunna energin i snabba neutroner. Energin från dessa neutroner kan samlas in i ett täcke som omger plasman och som kan bestå av en smält blandning av litium och bly. Överskottsvärme i denna filt kan sedan användas för att göra ånga för att driva turbiner och generera elektricitet.