テクノロジー

科学技術「プラズマ」

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  • 鈴木穣
  • 2020/12/01 05:23

 

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【第4形態】

プラズマとは
物質の第4形態の事です。

 

物質の形態は
以下の4種類があります。

 

1「個体」
2「液体」
3「気体」
4「プラズマ」

 

プラズマは
結構身近な存在としてあります。

 

それは
「火」「オーロラ」「雷」「蛍光灯」
等がプラズマを発生させている物です。

 

では
プラズマとは
物質がどんな状態の事でしょう?

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【電子離脱】

プラズマとは
原子からマイナスの電子が離れて
電子が自由に飛び回っている状態の事です。

 

通常原子は
プラスの電子と原子がくっついていて
その周りをマイナスの電子が回っています。

 

この原子をプラズマ状態にするには
高温まで上る
高圧状態にする
真空に漂わせる

 

こうすると
原子の周りを回っている
マイナスの電子だけが分離して
空中に放たれ自由に飛び回る。

 

これがプラズマと言います。

 

この時
原子にくっついているプラスの電子は
離れずそのままくっついています。

 

なら原子という物は
いったいどんな物でしょう。

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【物質分解】

物質は
分子が集合して作られています。

 

水で例えるなら分子は
水素と酸素の2つが合体した物が
水の「分子」です。

 

さらに細かく分けると
水素と酸素に2種類に分かれます。

 

この「水素」1つや「酸素」1つの事を
原子と言います。

 

水素や酸素を更に細かく分けると
「陽子」「中性子」「電子」の
3種類に分かれます。

 

「陽子」プラスの性質
「電子」マイナスの性質
「中性子」どちらでもない。

 

プラスの性質の「陽子」が
中性子とくっつき「原子核」という物になり
その周りをマイナスの性質を持つ電子が
くるくる回っています。

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【電子自由浮遊】

原子核は
くっついている「中性子」「陽子」と
周りを回っているマイナスの電子の数が
同じ数の状態で安定しています。

 

この原子核を
熱を加える
高圧にする
真空に放り出す

 

そうすると原子核から
マイナスの電子が離れます。

 

そして
マイナスの電子と原子核が不安定になり
不規則に空中を飛び回り始めます。

 

この状態の時の原子核は
プラス電荷の性質になり
マイナス電荷とプラス電荷が
空中を飛び回っている状態になります。

 

この不安定に電子が飛び回っている状態を
プラズマと言います。

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【2種類2か所発生】

プラズマには
2種類存在します。

 

1つは
原子核からマイナスの電子が分離している物と
マイナスの電子が分離していない物が入り混じった
「弱電離プラズマ」

 

2つ目は
全部の原子核からマイナスの電子が離れてる
「完全電離プラズマ」

 

このプラズマが発生する場所も2か所あります。

 

1か所目は
地球上の1気圧内で起こる
「大気圧プラズマ」

 

2か所目は
宇宙の真空状態で起こる
「真空プラズマ」

 

プラズマは
この2種類のプラズマと
2か所で発生するプラズマがあります。

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【自然界プラズマ】

完全電離プラズマは
自然界で普通に発生します。

 

プラズマを発生させる代表的な雷は
冷たい空気と暖かい空気の摩擦で電気が発生し
その電気が地面に引き寄せられて雷が発生します。

 

その雲から発生する雷が地面のに落ちる時
その通り道の「大気」に
200万~10億ボルトという超エネルギーがかかり
大気の原子核が電離してプラズマが発生します。

 

太陽は
大質量の引力とで超圧力状態と
核融合の熱で超高温状態なので
太陽そのものがプラズマ化しています。

 

この太陽から放出されるプラズマが
地球の大気の窒素や酸素に当たると
色鮮やかに発光し
「オーロラ」と言う現象が現れます。

 

更に宇宙は
真空状態なので
99%の物質が宇宙空間で
プラズマ化していると言われています。

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【人口プラズマ】

弱電離プラズマは
人工的に作れます。

 

例えば
ろうそくの炎は
物質を熱して物質自体を電離させる
弱電子プラズマです。

 

蛍光灯は
中のフィラメントから電子を超加速で出し
中のガスと電子を衝突させて
ガスの原子核を電離させプラズマを発生させます。

 

蛍光灯のガスは
主にアルゴンと水銀で
プラズマを発生させるのは
ほとんどが水銀です。

 

このプラズマ化した水銀が
紫外線と言う目に見えない光を出し
蛍光灯表面に塗られた蛍光塗料に当たって
光を出します。

 

この様に身近な物でもプラズマは
実際に使用されている物なのです。

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【次世代プラズマ】

このプラズマは
次世代エネルギーの
「核融合炉」にも使用されています。

 

核融合炉を語ると
もう1記事出来てしまうので今回は
説明を省きます。

 

その他にも
「ライトセーバー」がプラズマを使用しています。

 

これは
「カイバー・クリスタル」
という結晶がプラズマを出し
「ダイアチウム・パワー・セル」
という物でプラズマのエネルギーを増幅させます。

 

そして焦点クリスタルで集まられた
プラズマエネルギーを
刃の形にする物です。

 

この様にプラズマは
次世代エネルギーとして期待されています。

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