ما هي حالة البلازما للمادة

بواسطة: - آخر تحديث: ١٣:٥٠ ، ٢٧ أبريل ٢٠٢٠
ما هي حالة البلازما للمادة

حالات المادة

المادة هي مجموع "الأشياء" التي يتكون منها الكون، فكل ما يشغل حيّز هو مادة، وتتكون المادة من ذرات والتي تتكون بدورها من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات، وهناك أربع حالات طبيعية للمادة وهي: الحالة الصلبة والسائلة والغازية بالإضافة إلى حالة البلازما، في المواد الصلبة تتواجد الجسيمات معًا بإحكام بحيث تكون ثابتة ومتراصّة، وفي السوائل تكون الجسيمات قادرة على الحركة بحرية أكثر، مما يعطي السائل شكلًا غير محدود، أما الغازات فإن الجسيمات تنتشر على مساحة كبيرة ولديها طاقة حركية عالية، ولذلك ليس للغاز شكل أو حجم محدد، أما البلازما فهي ليست حالة شائعة للمادة على كوكب الأرض، لكنها قد تكون الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في أي مكان آخر من الكون خارج كوكب الأرض، وسيتناول هذا المقال توضيح حالة البلازما للمادة.[١]

ما هي حالة البلازما للمادة

لتوضيح حالة البلازما للمادة تجدر الإشارة إلى أن البلازما هي واحدة من الحالات الطبيعية للمادة، وهي تختلف تمامًا عن الحالة الصلبة والسائلة والغازية، ففي العادة تكون الذرة مستقرة لكنها تفقد استقرارها عند تعرضها لأية تأثيرات خارجية، وهذا بدوره ينعكس على سلوكها الناتج عن تلك التأثيرات، ويتم تصنيع البلازما عن طريق تسخين الغاز إلى أن تمتلك الإلكترونات الطاقة الكافية للإنفصال عن النواة موجبة الشحنة، وعند كسر الروابط الجزيئية يتم فقد الإلكترون وبالتالي تتشكل الأيونات، ويمكن تصنيع البلازما باستخدام ليزر أو مولد ميكروويف أو أي مجال كهرومغناطيسي قوي، ولأن البلازما تتكون من جسيمات مشحونة فهي تتفاعل مع المجالات الكهرومغناطيسية وتوصل الكهرباء، وليس للبلازما أي شكل محدد، وعندما تتعرض البلازما لمجال مغناطيسي قد تتغير طبيعتها، بما في ذلك الطبقات والخيوط والحزم التي تتكون منها، وتتواجد البلازما في النجوم والبرق والشفق القطبي، وتتواجد أيضًا في بعض طبقات الغلاف الجوي كالأيونوسفير.[٢]

تطبيقات البلازما

بعد توضيح حالة البلازما للمادة تجدر الإشارة إلى أن تطبيقات البلازما واسعة النطاق في مجال إنتاج الطاقة، والطريقة الرئيسة لتوليد الطاقة الكهربائية هي استخدام البلازما بالإضافة إلى مصادر الحرارة لتحويل الماء إلى بخار بغرض تحريك المولدات التوربينية، ويعتمد ذلك على احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، وقد يتم توفير مصدر محتمل للحرارة عن طريق مفاعلات الاندماج بواسطة استخدام بلازما الديوتريوم والتريتيوم، ويمكن إنشاء مصدر حرارة قوي من محطات التوليد مما يسمح بإنتاج البلازما أيضًا، وإذا تحركت البلازما بشكل عمودي على المجال المغناطيسي يتم توليد قوة كهربائية وفقًا لقانون فاراداي، ويمكن أن ينتج عن ذلك توليد تيار في دائرة خارجية متصلة بأقطاب كهربائية في البلازما، وبالتالي يمكن من خلال تلك الطريقة إنتاج الطاقة الكهربائية دون الحاجة إلى الآلات الدوارة التي تعمل بالبخار، وإلى جانب توليد الطاقة قد يقوم مفاعل الاندماج المعتمد على البلازما بتحلية مياه البحر، واستخدام مفاعلات البلازما في التبخر الواسع النطاق لمياه البحر يمكن أن يجعل الري في مثل هذه المناطق مجديًا اقتصاديًا.[٣]

ويمكن استخدام البلازما التي تنتجها تقنيات موجات الراديو لتوفير أيونات لمُسرِّعات الجسيمات بغرض العمل كمولدات لأشعة الليزر عندما تكون الطاقة المولدة في الكاثود كافية لتوفير جميع إلكترونات التوصيل مباشرة من سطح الكاثود بدلًا من الغاز الموجود بين الأقطاب الكهربائية، وتسمى هذه الحالة الجديدة: التفريغ الكهربائي بالقوس بالمقارنة مع التفريغ المتوهج، حيث يتم فيه استخدام بلازما عالية الكثافة.[٣]

المراجع[+]

  1. "Matter: Definition & the Five States of Matter", www.livescience.com, Retrieved 27/04/2020. Edited.
  2. "What Is Plasma Used For, and What Is It Made Of?", www.thoughtco.com, Retrieved 27/04/2020. Edited.
  3. ^ أ ب "Applications of plasmas", www.britannica.com, Retrieved 27/04/2020. Edited.