مایعات و گازها شاره هستند، یعنی جریان می‌یابند. این اجسام شکل معینی ندارند و شکل ظرفی را که در آن قرار دارند به خود می‌گیرند، در حالی که مقدار معینی دارند. مثلا مقدار آب ، دی اکسید کربن ، هوا ، شیر و غیره جرم قابل اندازه گیری و معینی دارند، اما نمی‌توانند همانند جامدات با اعمال نیروی پس زنی کشانی ، در مقابل تغییر شکل ، مقاومت کنند.

اندیشه اولیه تئوری مولکولی مربوط به رابرت براوان بوده و بر پایه عقاید خود چندین نوع آزمایشات را انجام داد از جمله در یک لیوان شیشه‌ای پر از آب یک قطره جوهر ریخته و حرکت جوهر را بررسی کرد. این حرکت نامنظم و زیگ زاگ و در هم و بر هم مولکولی را حرکت براونی گویند. ولی اینها تمام حالات ماده نیستند. اشکال ماده بطور کلی عبارتند از: جامد ، مایع ، گاز ، پلاسما و ماده چگال بوز - انیشتین و حالت تازه کشف شده یعنی ماده چگال فرمیونی .

بازدید کننده ی گـرامی: برای مشـاهده متن کامل مقاله فوق می توانید بر روی ادامه مطالب کلیک کنید .... با تشکر از شمــا

In an operating fusion reactor, part of the energy generated will serve to maintain the plasma temperature as fresh deuterium and tritium are introduced. However, in the startup of a reactor, either initially or after a temporary shutdown, the plasma will have to be heated to 100 million degrees Celsius. In current tokamak (and other) magnetic fusion experiments, insufficient fusion energy is produced to maintain the plasma temperature. Consequently, the devices operate in short pulses and the plasma must be heated afresh in every pulse.

                                          Ohmic Heating           
Since the plasma is an electrical conductor, it is possible to heat the plasma by passing a current through it; in fact, the current that generates the poloidal field also heats the plasma. This is called ohmic (or resistive) heating; it is the same kind of heating that occurs in an electric light bulb or in an electric heater.

                      Glowing Plasma inside the
                   Tokamak Fusion Test Reactor

The heat generated depends on the resistance of the plasma and the current. But as the temperature of heated plasma rises, the resistance decreases and the ohmic heating becomes less effective. It appears that the maximum plasma temperature attainable by ohmic heating in a tokamak is 20-30 million degrees Celsius. To obtain still higher temperatures, additional heating methods must be used.

                             Neutral-Beam Injection
Neutral-beam injection involves the introduction of high-energy (neutral) atoms into the ohmically -- heated, magnetically -- confined plasma. The atoms are immediately ionized and are trapped by the magnetic field. The high-energy ions then transfer part of their energy to the plasma particles in repeated collisions, thus increasing the plasma temperature.

                          Radio-frequency Heating
In radio-frequency heating, high-frequency waves are generated by oscillators outside the torus. If the waves have a particular frequency (or wavelength), their energy can be transferred to the charged particles in the plasma, which in turn collide with other plasma particles, thus increasing the temperature of the bulk plasma.

پلاسما

تقریبا ً همه در پاسخ به این پرسش که ماده چند حالت دارد، می گویند سه حالت: جامد، مایع و گاز.

ولی چنین نیست گازها در درجه حرارت های بسیار بالا، حالت چهارم ماده را پدید می آورندکه پلاسما نامیده می شود. پلاسما چنانکه که شایسته آن است شناخته نشده، با این حال همه جا می توان آنرا یافت. در جهان از ماده ستارگان گرفته تا پرتوهای کیهانی و در اطراف کره خاکی، درون حوزه مغناطیسی زمین، ماده در حالت پلاسما وجود دارد.

پلاسما چیست؟ پلاسما گازی است که از ذرات باردار تشکیل شده است. در واقع گازها در درجه حرارت های بالا، حالت چهارم ماده را که پلاسما نامیده می شود به وجود می آورند. پلاسما بر حسب شدت یونیزاسیون گاز مورد نظر به دو گروه تقسیم می شوند:

 دسته اول پلاسما هایی که در آنها درصد بالایی از اتم ها یونیزاسیون شده اند و برای همجوشی هسته ای به کار میروند که دمای آنها بسیار بالا و چندین میلیون درجه سانتیگراد است.

و دسته دوم پلاسما هایی که در آنها جزئی از اتم ها یونیزه شده اند و یونیزاسیون، به ندرت به 5 درصد می رسد که دمای آن بین 3^10*2 و 4^10*2 درجه سانتیگراد است و این نوع پلاسماکاربرد صنعتی دارد. در ذوب آهن، تهیه آلیاژهای فولاد و در پرتاب موشک به فضا و همچنین در حفاری مورد استفتده قرار می گیرد.

پلاسما از نظر تولید انرژی قابل ملاحضه است به شرط آنکه کنترل حرارتی همجوشی هسته ای میسر شود. استفاده از پلاسما برای پوشش دهی به فلزات به منظور حفاظت در برابر حرارت زیاد برای اولین بار در صنایع هواپیما سازی مورد استفاده قرار گرفت.

رسانایی پلاسما: پلاسما رسانای بسیار خوبی برای برق است و در مواردی حتی بهتر از بهترین رساناهای فلزی عمل می کند. اگر مقداری گاز معمولی را یونیزه کنیم، یعنی در درون آن تخلیه الکتریکی انجام دهیم، گاز به پلاسما تبدیل می شود زیرا تخلیه الکتریکی سبب می شود که ذرات گاز باردار شوند. هر اتم معمولی از یک هسته با بار مثبت و ابری از الکترون ها با بار منفی در اطراف آن تشکیل شده است. بار الکتریکی اتم در حالت عادی صفر است.

اگر میدان الکتریکی نیرومندی بر گاز معمولی اعمال کنیم ممکن است تعدادی از الکترون ها، اتم های خود را ترک کنند.

هر اتم که به این ترتیب تحت تاثیر قرار گیرد به طور مثبت باردار می شود. در این حالت است که می گوئیم اتم به یون تبدیل شده است.

الکترون های جدا شده، که بار منفی دارند آزادانه در محیط حرکت می کنند. این الکترون های آزاد از میدان الکتریکی انرژی می گیرد و سرعتشان زیاد و زیادتر می شوند و در این روند به اتم های دیگر برخورد می کنند و سبب آزاد شدن الکترون های بیشتر می شوند. این کار به طور پی در پی صورت می گیرد و به تعداد الکترون های آزاد شده رفته رفته زیادتر می شوند. این فرایند به فرایند آبشاری معروف است. در این میان تخلیه الکتریکی گسترش می یابد و جریان الکتریکی برقرار می شود. گاز قبل از تخلیه الکتریکی در آن نارسانا بود در مواقعی که تخلیه الکتریکی بسیار قدرتمندی انجام گیرد، ممکن است تمام اتم های گاز به سبب فرایند آبشار یونیزه شوند و گاز به پلاسما تبدیل شود.

تولید پلاسما در درجه حرارت های بالا: با رساندن گاز به درجه حرارت های بالا نیز می توان پلاسما بوجود آورد. دمای لازم برای تولید این پلاسمابه روش یونیزاسیون حرارتی بسیار زیاد و از مرتبه دهها هزار درجه سانتیگراد است؛ واقعیت این است که دانشمندان در موارد بسیار نادر و ویژه از این روش برای تولید پلاسما استفاده می کنند.

ولی از طرف دیگر، فیزیکدانان متخصص پلاسما علاقه بسیار زیادی دارند تاد رفتار پلاسمای کاملا ً یونیزه شده در دماهای بسیار بالا را بررسی کنند. در این میان اختر شناسان می توانند در مورد رفتار پلاسما به فیزیکدانان کمک کنند؛ زیرا 99 درصد جهان پلاسما است!!!

در اعماق ستارگان، دما بسیار بالا بوده و تمام ماده به شکل پلاسما است. در این دما چهار هسته ی هیدروژن ( یا پروتون ) با هم ترکیب می شوند و یک هسته هلیوم، بوجود می آورند.در این فرایندکه همجوشی هسته ای نام دارد، انرژی ای که بدست می آید، که از خورشید یا دیگر ستاره ها آزاد می شود در فرایند های همجوشی هسته ای باید گفته شود که این فرایند در بمبهای هیدروژنی در کسری از ثانیه رخ می دهد. دانشمندان تلاش می کنند که با کنترل و ابقای همجوشی هسته ای هیدروژنی به منابع ارزان و پرتوان انرژی دست یایند. از دیگر کابرد های پلاسما می توان به موارد متالوژی ( ذوب آهن )، تهیه آلیاژها، امور نظامی برای پرتاب موشکها به فضا، حفاری، برش قطعات فولادی، در آلمان برای تهیه استیلن، در انگلستان شرکت «توکسید» برای تهیه اکسید تیتانیم، در سوئد برای بازیابی اکسید فلزات در آهن، سرب، قلع و پوشش دهی فلزات به منظور حفاظت آنها در برابر حرارت زیاد که برای اولین بار در صنایع هواپیما سازی و برای محافظت قطعات توربین گاز در هواپیما آغاز شده، نام برد.

منابع:

1- مهندسی هسته ای پایه ؛ تالیفِ  آـ رفوستروآلدایت

2- مبانی فیزیک نوین ؛ تالیفِ وایدنر و سلز

3- سخنرانی دکتر ماشاا... پور منصوری