질문 ::

비등온플라즈마는 전자의 온도만이 다르다는 것을 알고 있는데, 더 자세하게 두가지를 어떻게 구분할 수 있을까요? 둘의 차이점과 그 종류와 특징에 대해서 알고 싶습니다.

답변 ::

일반적으로 산업용으로 사용되고 있는 플라즈마의 특징은 전자의 온도가 이온의 온도에 비해서 매우 높다는 것입니다.
하지만 plasma torch와 같은 대기압 플라즈마에서는 이온의 온도와 전자의 온도가 유사하게 되는 경향을 보이기도
합니다. 이 둘의 차이는 충돌성이 얼마나 큰가에 따르게 됩니다. 자연 충돌성이 약한 낮은 압력에서 형성된 플라즈마에서는
전자의 질량이 이온의 질량보다 매우 작아 쉽게 전기장으로 부터 에너지를 얻을 수 있어 전자의 온도는 이온과 중성 입자의
온도에 비하여 매우 높습니다. (여기서 이온의 온도는 대략 중성 입자의 온도와 유사하다고 생각할 수 있습니다. ) 하지만
운전 압력의 증가에 따라서 중성 개스와 전자/이온의 충돌은 매우 빈번해지면서 전자의 온도는 상대적으로 낮아지고 이온과
중성개스의 온도는 올라가게 됩니다. 이런 경우에는 전체 입자의 온도가 거의 유사한 크기를 갖게 될 수 있습니다.
여기서 입자의 온도를 직접 측정하기는 쉽지 않습니다. 특히 이온의 온도는 측정이 어려워 많은 노력이 필요합니다. 통상적으로
우리가 측정하기 쉬운 대상은 전자이며 전자의 온도를 이용하여 종종 플라즈마의 특성을 관찰하곤 합니다.