Ion/Electron Temperature 고온플라즈마와 저온플라즈마

2004.06.21 15:10

관리자 조회 수:16500 추천:284

[RE] 고온플라즈마와 저온플라즈마

고온 플랒즈마를 생성하기 위해선 어떤 특별한 장치가 필요한건지? 고온 플라즈마는 어떻게 생성시키는지?
즉, 저온 플라즈마를 발생시키기 위해선 어느정도의 수kV전압을 인가하거나 RF 주파수를 인가함으로서 형성되어진다고 했는데...
고온 플라즈마의 경우 저온 플라즈마를 생성할때와 똑같은 챔버를 사용하여 단지 인가전압만 상승시켜 자기장 세기만 증가시키면
되나요? 제가 알기엔 전압을 계속 인가하게 되면 spark로 이행된다고 알고 있는데...
spark를 최종으로 이용할 경우 spark가 고온 플라즈마가 아니잖아요.. spark는 단지 고온 플라즈마나 저온 플라즈마에서 자기장
세기를 변화시켰을때의 최종 단계상태일 뿐이지...  챔버의 기하학적 형태에 따라 고온 플라즈마가 생성되는 건가요? 암튼.. 고온
플라즈마를 형성시키기 위해 특별한 장치가 필요한 건지?? 어느조건에서 어느정도 kV의 전압이 필요한건가요?? 아시면 자세한
설명좀 부탁드릴께요..


플라즈마 발생을 위하여 외부 에너지가 필요합니다. 외부에서 인가된 에너지는 플라즈마 발생에 이용되고 플라즈마를 가열하는 등에
이용될 것입니다. 그때 플라즈마의 대표되는 에너지량은 온도로 표현되겠지요. 이들 에너지는 궁극적으로 플라즈마를 구속하는 용기로
흘러나가게 될 것입니다. 따라서 이 경우에 플라즈마 입자의 온도를 올리기 위해서는 어떤 일이 필요하겠습니까? 우선 입자들이 갖고
나가는 에너지의 양을 줄여야 할 것입니다. 이를 위해 입자를 벽으로 부터 멀리 떼어 놓는 장치가 필요하게 됩니다. 다행스럽게도
플라즈마 입자들은 하전되어 있음으로 자기장에 구속이 가능하게 되고 벽과 만남을 제한할 수 있을 것 입니다. 혹은 플라즈마 발생
위치를 가급적 벽으로 부터 멀리 떨어지게 함이 좋을 것입니다. 이 또한 일반적인 플라즈마 발생장치에서 얻기 힘든 조건일 것입니다.
두번째로 플라즈마와 다른 플라즈마 혹은 개스 입자간의 충돌이 빈번하면 자신의 에너지를 보존하는데 더욱 어려울 것입니다. 따라서
충돌률을 줄여야 할 것입니다. 따라서 spark에서는 충돌에 의해 많은 에너지손실이 있어 고온 플라즈마를 얻을 수 없게 됩니다. 고온
플라즈마를 얻기 위해서는 이외에 플라즈마 가열을 위해 외부에서 안테나를 통한 EM wave를 인가하거나 고속 입자를 주입하여 충돌에
의해 온도를 높이고 있습니다. 따라서 질문하신 특별한 용기가 필요할 것입니다. 다만 그 특별함에는 많은 물리적인 현상이 고려된
설계이어야 합니다.
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