پلازما - اقسام، خصوصیات اور پیرامیٹرز

پلازما مادے کے جمع ہونے کی چوتھی حالت ہے - ایک انتہائی آئنائزڈ گیس جس میں الیکٹران کے ساتھ ساتھ مثبت اور منفی چارج شدہ آئن ایک دوسرے کے برقی چارجز کو تقریباً مکمل طور پر متوازن کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، اگر ہم پلازما کے کسی بھی چھوٹے حجم میں کل چارج کا حساب لگانے کی کوشش کریں، تو یہ صفر ہوگا۔ یہ خصوصیت پلازما کو الیکٹران اور آئن بیم سے ممتاز کرتی ہے۔ پلازما کی اس خاصیت کو نیم غیر جانبداری کہا جاتا ہے۔

اس کے مطابق (تعریف کی بنیاد پر)، پلازما کی خصوصیت، اس کے حجم میں چارج شدہ ذرات کی تعداد اور اس کے اجزاء کی کل تعداد کے تناسب پر، آئنائزیشن کی ڈگری کے لحاظ سے:

• کمزور ionized پلازما (ionized ذرات کے حجم کے فیصد کا حصہ)؛

• معتدل آئنائزڈ پلازما (ذرہ کے حجم کا چند فیصد آئنائزڈ ہے)؛

• انتہائی آئنائزڈ (گیس کے حجم میں تقریباً 100% ذرات آئنائزڈ ہیں)۔

پلازما کی اقسام - اعلی درجہ حرارت اور گیس کا اخراج

پلازما اعلی درجہ حرارت اور گیس خارج ہونے والا ہو سکتا ہے۔ پہلا صرف اعلی درجہ حرارت کے حالات کے تحت ہوتا ہے، دوسرا - ایک گیس میں کم کرنے کے دوران.جیسا کہ آپ جانتے ہیں، مادہ مادے کی چار حالتوں میں سے کسی ایک میں ہو سکتا ہے: پہلی ٹھوس، دوسری مائع، اور تیسری گیسی۔ اور چونکہ ایک انتہائی گرم گیس اگلی حالت میں گزرتی ہے یعنی پلازما کی حالت، اس لیے یہ پلازما ہے جسے مادے کے جمع ہونے کی چوتھی حالت سمجھا جاتا ہے۔

پلازما کے حجم میں حرکت پذیر گیس کے ذرات ہوتے ہیں۔ برقی چارجلہذا، پلازما کو برقی رو چلانے کے لیے تمام شرائط موجود ہیں۔ عام حالات میں، سٹیشنری پلازما ایک مستقل بیرونی برقی میدان کی حفاظت کرتا ہے، کیونکہ اس صورت میں اس کے حجم کے اندر برقی چارجز کی مقامی علیحدگی ہوتی ہے۔ لیکن چونکہ پلازما کے چارج شدہ ذرات ایک خاص حالات کے تحت ہوتے ہیں، مطلق صفر، درجہ حرارت سے مختلف ہوتے ہیں، اس لیے جب اس سے چھوٹے پیمانے پر نیم غیرجانبداری کی خلاف ورزی کی جاتی ہے تو کم از کم فاصلہ ہوتا ہے۔

تیز رفتار برقی میدان میں، گیس خارج ہونے والے پلازما کے چارج شدہ ذرات میں مختلف اوسط حرکی توانائیاں ہوتی ہیں۔ یہ پتہ چلتا ہے کہ الیکٹران گیس کا درجہ حرارت پلازما کے اندر آئن گیس کے درجہ حرارت سے مختلف ہے؛ لہذا، گیس خارج ہونے والا پلازما توازن میں نہیں ہے اور اسے غیر متوازن یا غیر آئسو تھرمل پلازما کہا جاتا ہے۔

چونکہ گیس خارج ہونے والے پلازما کے چارج شدہ ذرات کی تعداد ان کے دوبارہ ملاپ کے دوران کم ہوتی جاتی ہے، نئے چارج شدہ ذرات فوری طور پر برقی میدان کے ذریعہ تیز ہونے والے الیکٹرانوں کے ذریعہ اثر آئنائزیشن کے عمل میں بنتے ہیں۔ لیکن جیسے ہی لاگو برقی فیلڈ کو بند کر دیا جاتا ہے، گیس خارج ہونے والا پلازما فوراً غائب ہو جاتا ہے۔

ایک اعلی درجہ حرارت پلازما ایک isothermal یا توازن پلازما ہے. ایسے پلازما میں، چارج شدہ ذرات کی تعداد میں ان کے دوبارہ ملاپ کی وجہ سے ہونے والی کمی کو تھرمل آئنائزیشن کی وجہ سے پورا کیا جاتا ہے۔یہ ایک خاص درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔ پلازما بنانے والے ذرات کی اوسط حرکی توانائی یہاں برابر ہے۔ ستارے اور سورج اعلی درجہ حرارت والے پلازما سے بنے ہیں (درجہ حرارت دسیوں ملین ڈگری پر)۔

پلازما کے وجود میں آنے کے لیے، اس کے حجم میں چارج شدہ ذرات کی ایک مخصوص کم از کم کثافت کی ضرورت ہوتی ہے۔ پلازما طبیعیات اس تعداد کا تعین عدم مساوات L >> D سے کرتی ہے۔ چارج شدہ ذرات کا لکیری سائز L ڈیبی اسکریننگ رداس D سے بہت بڑا ہے، یہ وہ فاصلہ ہے جس پر ہر پلازما چارج کی کولمب فیلڈ اسکریننگ ہوتی ہے۔

پلازما کی خصوصیات

پلازما کی وضاحتی خصوصیات کے بارے میں بات کرتے ہوئے، یہ ذکر کیا جانا چاہئے:

• گیس آئنائزیشن کی اعلی ڈگری (زیادہ سے زیادہ - مکمل آئنائزیشن)؛

• صفر کل پلازما چارج؛

• اعلی برقی چالکتا؛

• چمک

• برقی اور مقناطیسی شعبوں کے ساتھ مضبوط تعامل؛

• ہائی فریکوئنسی (تقریباً 100 میگاہرٹز) پلازما کے اندر الیکٹرانوں کے دوغلے، جس سے پلازما کے پورے حجم کی کمپن ہوتی ہے۔

• چارج شدہ ذرات کی ایک بڑی تعداد کا اجتماعی تعامل (اور جوڑوں میں نہیں، جیسا کہ ایک عام گیس میں)۔

پلازما کی جسمانی خصوصیات کی خصوصیات کا علم سائنسدانوں کو نہ صرف انٹرسٹیلر اسپیس (صرف بنیادی طور پر پلازما سے بھرا ہوا) کے بارے میں معلومات حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے، بلکہ کنٹرول شدہ تھرمونیوکلیئر فیوژن تنصیبات کے امکانات پر بھروسہ کرنے کی وجہ بھی دیتا ہے۔ ڈیوٹیریم اور ٹریٹیم)۔

کم درجہ حرارت والا پلازما (100,000 K سے نیچے) آج پہلے ہی راکٹ انجنوں، گیس لیزرز، تھرمیونک کنورٹرز، اور MHD جنریٹرز میں استعمال ہوتا ہے جو تھرمل توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔پلازماٹرون میں، کم درجہ حرارت والا پلازما دھاتوں کی ویلڈنگ کے لیے اور کیمیائی صنعت کے لیے حاصل کیا جاتا ہے، جہاں غیر فعال گیس ہالائیڈز دوسرے طریقوں سے حاصل نہیں کیے جا سکتے۔