[공학]플라즈마와 표면재질

소개

플라즈마에 관한 모든 자료.

많은 사진과 함께 자세한 설명...

목차

※ 플라스마
◎고체플라스마 [固體-, solid-state plasma]
◎플라스마발광법
◎플라스마의 핵융합 연구
◎플라스마엔진 [plasma engine]
◎플라스마의 MHD 발전과 이온엔진
(길어서 밑엔 생략)
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본문내용

※ 플라스마

고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체상태로서 전하분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하수가 같아서 중성을 띠는 기체.

원거리작용을 하는 쿨롱힘이 전하 사이에 작용하므로 근거리의 국부상태(局部狀態)보다는 먼 곳의 상태의 영향을 받아서 전체가 함께 움직이는 집단행동을 하는 특성을 지니고 있다. 1928년 미국의 I.랭뮤어가 전기방전시 생긴 이온화된 기체에 플라스마라는 개념을 쓴 것이 최초이다.

그리스어(語)의πλσμα, -ατos,τo 로부터 유래한 말로서 그 원래 뜻은 틀에 넣어서 만든 것, 조립된 것 등이다.집단행동의 특성이 말해주듯이 실제로 플라스마를 다루는 데는 외부에서 쉽게 조절된다고 하기보다는 플라스마 자체가 멋대로 행동하는 것이 보통이어서 원래 붙여진 이름이 잘못된 것이라는 견해도 있다. 고체 ․액체 ․기체(물질의 세 상태)에 이어 플라스마를 제4의 물질상태라 한다.

온도를 차차 높여가면 거의 모든 물체가 고체로부터 액체 그리고 기체 상태로 변화한다. 수만 ℃에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라스마 상태가 된다. 일상 생활에서는 플라스마가 흔하지 않으나 우주 전체를 보면 흔하다고 할 수 있다. 그것은 우주 전체의 99%가 플라스마 상태라고 추정되기 때문이다.

그 예로 형광등 속의 전류를 흐르게 하는 전도용 기체, 로켓이나 번개칠 때 기체 속에 섞여 있는 이온화된 기체, 북극 지방의 오로라, 대기 속의 전리층 등이 있으며, 대기 밖으로 나가면 지구 자기장 속에 이온들이 잡혀서 이루어진 밴앨런대(帶), 태양으로부터 간헐적으로 쏟아져 나오는 태양풍(太陽風) 속에 플라스마가 존재한다. 별 내부나 그를 둘러싸고 있는 주변 기체, 별 사이의 공간을 메우고 있는 수소 기체는 플라스마 상태이다.

플라스마를 이루는 각 개체가 전기(電氣)를 띠고 있어서 중성 기체와는 성격이 판이하게 다르다. 전기전도도가 크고 금속 전도체와 같이 전류가 표면에만 국한되어 흐르며, 내부에는 거의 흐르지 않는다. 밖에서 전기장과 자기장을 가하면 전하로서 힘을 직접 받아서 쉽게 영향을 받지만 전하 밀도가 커짐에 따라 개개의 운동과는 다른 집단운동을 한다. 핵융합(核融合)에서 필요로 하는 자기폐쇄(磁氣閉?)란 전하가 자기력선을 따라가는 것을 이용한 것이다.

자기력선을 적당히 변형시켜서 공간의 한 장소에 국한시켜 놓음으로써 플라스마를 그곳에 가두어 두려는 것이다. 종래는 지구 주위와 천체의 플라스마와 관련되어 지구물리학과 천체물리학에서 플라스마 연구가 시행되어 왔으나 근래에는 플라스마의 전기적 성질을 이용한 전자기유체역학(MHD)적 발전, 우주 장거리 여행용 로켓의 이온엔진 및 핵융합 연구 등을 위해서 연구가 진행되고 있다.

참고자료

· 없음