III.7. FIZICA PLASMEI - IFA

esposablitați, prin natura obligațiilor de încadrare, sunt nevoite să coordoneze sau sa colaboreze cu
persoane din diferite grupuri de cercetare cu tematici diferite. Mai mult, tendința de abordare a
unor teme interdisciplinare accentuează procesul de multipicare a subiectelor și temelor abordate
de o singură personă. Această precizare este necesară pentru a justifica faptul că acceași persoană
sau același echipament vor putea fi găsite sau menționate la mai multe subiecte sau teme de
cercetare. Chiar și în cazul prezentării lucrărilor publicate vom întâlni situații când acceași lucrare va
fi menționată la mai multe subiecte sau chiar teme. Exemplul tipic este acela că, în majoritatea
lucrărilor sunt efectuate lucrări de diagnoză a plasmei lucru care face ca acea lucrare să fie
menționată atât la tema sau subiectul de bază dar și la subiectul legat de diagnoza plasmei.
Tema 1. Plasme produse prin descărcări electrice în gaze la presiune joasă și
aplicațiile lor
Relevanta temei
În laborator plasma a fost produsă, pentru prima dată, cu două secole în urmă, odată cu
producerea descărcărilor electrice în gaze rarefiate. Din acest punct de vedere descărcările în gaze la
presiuni joase prezintă mai mult decât o importanță istorică, plasma acestor descărcări în gaze fiind,
vreme de un secol și jumătate, principla formă de producere a plasmei în laborator și care a
contribuit fundamental la dezvoltarea domeniului. Numai începând cu a doua parte a secolului
trecut au fost imaginate și realizate și alte forme de producere a plasmei folosind gaze la presiune
atmosferică sau chiar mai mare (descărcări corona, descărcări cu barieră dielectrică, microplasme,
etc.) sau, dinpotrivă, în sisteme în care presiunea gazului este atât de joasă încât ionizările de volum
nu mai pot contribui esențial în mecanism de producere a plasmei. În acest ultim caz plasma
expandează din surse speciale de plasmă cum ar fi cazul plasmei produse prin interacția radiației
laser de putere cu ținte solide (ablație laser) sau prin ionizări de suprafață (mașina Q și convertorul
termoionic, etc).
Plasma produsă prin descărcări electrice la presiune joasă este în general o plasmă
neizotermă în care electronii au energii cinetice medii de ordinul a 10 eV în timp ce ionii au energii
cinetice comparabile cu cele ale particulelor neutre și care corespund, în general, temperaturii
camerei. Dispozitivele pentru producerea descărcării electrice la presiune joasă sunt alcătuite din
trei părți principale: i) incinta (sau tubul de descărcare) în care este produsă plasma, ii) sistemul de
pompare, care asigură micșorarea presiunii gazului din tubul de descărcare și iii) sursa de energie
elecromagnetică. Aceasta din urmă poate fi o sursă de tensiune continuă sau o sursă de tensiune
alternativă. În primul caz se realizează o descărcare în curent continuu iar în al doilea caz o
descărcare în câmp electromagnetic alternativ.
Mai bine de un secol aceste descărcări au fost produse în tuburi din sticlă. Aspectul lor
luminos a condus la numirea lor ca ”descărcări luminescente”. În anul 1923 Langmuir se ocupă de
studiul sistematic la prorietăților fizice ale materiei din tubul de descărcare pe care a denumit-o
”plasmă”. Studiile din domeniul descărcărilor în gaze și-au adus o contribuție directă la descoperirea
structurii atomului și la progresul general al cunoșterii în domeniul structurii materiei cunoscând o
diversificare cu totul deosebită. Astfel, plasma poate fi obținută în sisteme în care presiunea gazului
de lucru se situează în domeniul cuprin între 10 -1 și 10 7 Pa, iar frecvența câmpului electromagnetic în
3/110