Plasmanivået

Plasmanivået er et begrep som beskriver graden av ionisering i et gassartet medium. Det refererer til hvor stor andel av gassmolekylene som har mistet eller fått elektroner, og dermed består av frie elektroner og positive ioner i stedet for nøytrale partikler. Plasmanivået kan være lavt, delvis høyt eller høyt, og varierer med temperatur, trykk og energiinngang til systemet.

Nøkkelbegreper for plasmanivået inkluderer ioniseringsgrad (eller ioniseringsgrad), elektron- og ionedensitet, samt temperaturene Te og Ti som beskriver hhv. elektron- og ionebildet i plasmamiljøet. Andre relevante parametre er plasmafrekvensen og Debye-lengden, som gir beskrivelse av hvordan plasmamiddels innebygde elektromagnetiske felt oppfører seg og hvordan elektriske felt blir skjermet.

Årsaker til at plasmanivået endres inkluderer tilførsel av energi gjennom varme, elektriske felt eller elektromagnetisk stråling, samt kollisjoner mellom partikler. Naturgitte plasmas, som solens korona og interstellare medier, kan ha høye ioniseringsgrader på grunn av høye temperaturer og energitilførsel. Laboratorieplasmer kan være lavt eller høyt ioniserte avhengig av eksperimentelle betingelser og anvendelsesområde, slik som fusjonsteknologi eller plasmabehandling av materialer.

Målemetoder for plasmanivået omfatter blandet bruk av Langmuir-sonde, spektroskopi og Thomson-sisering. Disse teknikkene gir estimater av elektron- og ionedensitet, temperatur og ioniseringsgrad, og de gir innsikt i plasmabehandlingens effekt og stabilitet.

Plasmanivået er en sentral parameter i forskning og industri, som påvirker alt fra energioverføring og kollektiv oppførsel i plasmaer til utforme av prosesser innen halvlederproduksjon og magnetisk feltstyrt fusjon.