plasmatoestanden

Plasmatoestanden is de term die wordt gebruikt voor de verschillende regimes waarin plasmasituaties voorkomen. Een plasma is een geïoniseerd gas waarin vrije elektronen en ionen bewegen en waarin bindingen tussen atomen grotendeels of volledig zijn verbroken. De toestand van een plasma wordt bepaald door de temperatuur, de ionisatiegraad, de energieverdeling tussen elektronen en de jon- en neutrale deeltjes, en door eventuele aanwezige magnetische velden.

Veelvoorkomende plasmatoestanden zijn onder meer:

Volledig geïoniseerd plasma kenmerkt zich door vrijwel alle atomen die geïoniseerd zijn, meestal bij hoge temperaturen zoals in sterren of kernfusieapparatuur. Gedeeltelijk geïoniseerd plasma bevat zowel geïoniseerde als ongeïoniseerde deeltjes en komt veel voor in laboratoriumdischarges en in de ruimte. Thermisch plasma heeft een toestand waarin alle soorten deeltjes een vergelijkbare temperatuur hebben en zich in lokale thermische evenwichtstoestand bevinden, bijvoorbeeld in boog- en inductieplasma's. Niet-thermisch of koud plasma heeft elektronen die aanzienlijk hotter zijn dan ionen en neutrals; dit type plasma wordt veel gebruikt in plasma-chemie, oppervlakbehandeling en medische toepassingen. Degenererend plasma treft men aan bij extreem hoge dichtheden waarbij quantum-effecten een rol spelen, zoals in sommige sterrenkundig en astro-voorwerpen. Tot slot bestaan plasmas die sterk of zwak gekoppeld zijn, wat verwijst naar de verhouding tussen potentiële en kinetische energie en invloed heeft op transport en collectieve verschijnselen.

Eigenschappen en meetmethoden: bepalende factoren zijn onder andere de ionisatiegraad, Debye-lengte, plasmafrequentie en de zogenaamde coupling-parameter Gamma. Plasmas gedragen zich vaak anders onder invloed van magnetische velden, wat bepalend is voor transport en dynamiek. Plasmatheorieën en toepassingen variëren van astrofysica en kernfusie tot plasma-etsing, lichtbronnen en medische technologie.