Högtemperaturplasma

Högtemperaturplasma är en plasma där temperaturerna är tillräckligt höga för att de flesta atomer är fullständigt joniserade och där elektromagnetiska krafter samt kollektiva plasmasystem dominerar plasmasdynamiken. Begreppet används särskilt inom fusionsteknik, plasmafysik och astrofysik.

Temperaturerna ligger ofta över en miljon kelvin. Inom magnetisk konfinement fusion är elektron- och jontemperaturerna vanligtvis i storleksordningen 10 keV (omkring 100 miljoner kelvin). I laboratorie- och industriella plasman kan temperaturen variera men är generellt mycket högre än vid rumstemperatur.

Högtemperaturplasma kännetecknas av hög joniseringsgrad, fria elektroner och joner, samt starka elektromagnetiska fält som styr rörelserna. Debye-längden är kort och plasman uppvisar kollektiva beteenden. Energiflöden präglas av konduktivitet och radiativa förluster, inklusive bremsstrahlung och linjestrålning beroende av föroreningar. Icke-ekvilibrerade plasman kan förekomma, särskilt under snabb uppvärmning eller när olika partikeltyper har olika temperaturer.

Användningar och studier inkluderar fusionforskning (tokamaker, stellaratorer, inertial confinement) och studier av högt temperaturplasma i astrofysikens miljöer som solens corona. Industriellt används högtemperaturplasma i plasmaprocesser och svetsning. Diagnostiska metoder är spektralanalys, Thomson-spridning, interferometri och bolometri.