Юный техник 1979-12, страница 43
ЧЕТВЕРТОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА Жарко ли это — пять тысяч градусов? Еще бы! — скажете вы и, безусловно, будете правы. Человеку при всех его обычных делах сталкиваться с такой температурой не приходится. А вот для плазмы эта на первый взгляд внушительная цифра даже низковата. Как известно, плазмой называется частично или полностью ионизированный газ. Для того чтобы получить плазму, газ нужно очень сильно нагреть. Под действием высокой температуры молекулы газообразного вещества начинают распадаться на атомы, которые затем превращаются в заряженные частицы — ионы. По свойствам плазма значительно отли-^ется от обычных газов, состоя-только из нейтральных моле- п. Это послужило основанием назвать ее дополнительным, четвертым состоянием вещества. Условно плазму делят на низ-ко- и высокотемпературную. Для неспециалиста это деление кажется странным — плазма, нагретая не только до пяти, но и До пятидесяти тысяч градусов, все еще будет считаться низкотемпературной. Высокая же температура для плазмы измеряется миллионами градусов. Такую плазму получают и исследуют 'нзики, решающие проблему Управляемого термоядерного синте-За (об этом «Юный техник» писал в Лк 3 за 1979 год). А для плаз-ыохимии — науки, изучающей химические процессы в низкотемпературной плазме, несколько ты-Сяч градусов вполне достаточно. Для получения низкотемпературной (в пределах десяти тысяч градусов) плазмы чаще всего используют специальные газоразрядные устройства — плазмотроны. Один из плазмотронов изображен на рисунке (стр. 40). Между его электродами зажигают разряд, подают газ — плазмообразующее вещество — и получают плазменную струю, в которой и происходят реакции. Упрощенно рабочую зону плазмотрона (реактор) можно представить в виде трубы, у входа в которую и создается плазма. За то время, пока плазма проходит по трубе, и происходит реакция. Протекают эти процессы совершенно иначе, чем обычные реакции в газах. Их главная особенность заключается в том, что реагирующие частицы находятся в возбужденном состоянии и обладают исключительно высокой активностью. За счет этого в плазме могут протекать процессы, которые иначе осуществить нельзя — ни с помощью катализаторов, ни при высоком давлении. Такие реакции длятся всего тысячные и десятитысячные доли секунды, их скорость часто определяется только скоростью перемешивания реагирующих веществ в плазменной струе. Из-за высокой температуры образующиеся в реакции вещества тоже обладают большой активностью и могут разлагаться. Чтобы этого не случилось, их нужно как можно быстрее вывести из зоны реакции и охладить (такой процесс называется «закалкой»). В том месте реактора, где количество образующегося вещества максимально, плазменную струю резко охлаждают. Скорость охлаждения 107 град/с! Специалисты называют такой способ проведения реакции «на пролете» струи плазмы. Есть и другой способ проведения плазмохимических реакций — применение разрядов пониженного давления. Если в разреженном газе зажечь какой-нибудь разряд, например тлеющий, газ 39 |
