Úvod do fyziky plazmatu

Sylabus

1. Základy fyziky plazmatu Výskyt plazmatu na Zemi, v atmosféře a v kosmu. Parametry charakterizující plazmatické skupenství (stupeň ionizace, teplota a rozdělovací funkce v plazmatu, Debyeova stínící délka, plazmová frekvence). Principy vytváření plazmatického skupenství (dodáním tepla, vlivem záření, elektrickým proudem). Výboje v plynech (doutnavý, obloukový, koronový, jiskrový). Klasifikace plazmatu (plazma v termodynamické rovnováze, v lokální rovnováze a nerovnovážné plazma). Metody studia plazmatu (kinetický, tekutinový popis). Vodivost plazmatu. Chemické reakce v plazmatu. Interakce plazmatu s nevodivou stěnou (difúze, ambipolární difúze, Bohmovo kritérium).

2. Využití plazmatu pro přeměnu energie  Plazma a magnetické pole, zamrznutí magnetického pole v plazmatu. Pohyb nabitých částic v silových polích. Přeměna tepelné energie v elektrickou (princip MHD-generátoru). Přeměna jaderné energie v tepelnou a elektrickou, základní pojmy - termonukleární reakce (fúze). Koncepce fúzního reaktoru s magnetickým udržením plazmatu (tokamak) a s inerciálním udržením.

3. Plazma v meziplanetárním prostoru Sluneční vítr a meziplanetární magnetické pole. Formování zemské magnetosféry a přepojování magnetických polí. Vlnové procesy. Kosmické počasí.

4. Plazma jako zdroj záření  Záření plazmatu (s čárovým spektrem, se spojitým spektrem); princip generace a absorpce záření v plazmatu. Plazmatické světelné zdroje. Nízkotlaké světelné zdroje (zářivky, světelné reklamy). Vysokotlaké plazmatické světelné zdroje, druhy, principiální konstrukce.

5. Aplikace plazmatu  Zpracování materiálů pomocí plazmatu (plazmové sváření, řezání a tavba kovů, plazmový nástřik). Zušlechťování povrchů materiálů (vytváření tenkých vrstev pomocí plazmatu, plazmatické leptání pro technologii mikroelektronických obvodů). Iontové motory, plazmové motory. Principy plazmových motorů, jejich výhody a nevýhody. Příklady plazmových motorů. Plazma pří likvidaci komunálních odpadů.

Anotace

Výskyt plazmatu. Parametry charakterizující plazmatické skupenství. Principy vytváření plazmatu. Výboje v plynech. Klasifikace plazmatu. Metody studia plazmatu (kinetický, tekutinový popis). Vodivost plazmatu. Chemické reakce v plazmatu. Využití plazmatu pro přeměnu energie (MHD generátory, fúzní reaktory). Plazma v meziplanetárním prostoru. Záření plazmatu a jeho aplikace. Využití plazmatu: jako zdroj nabitých (a neutrálních)

částic, při zpracování materiálů, pro zušlechťování povrchů materiálů a pro likvidaci komunálního odpadu. Iontové a plazmové motory (princip funkce, využití).