Die Plasma-Rekombination ist ein Prozess, bei dem positive Ionen eines Plasmas ein freies (energiereiches) Elektron einfangen und sich mit Elektronen oder negativen Ionen zu neuen neutralen Atomen ( Gas ) verbinden. Die Rekombination kann als Umkehrung der Ionisation beschrieben werden, wobei die Bedingungen es dem Plasma ermöglichen, in den gasförmigen Zustand überzugehen. [ 1 ] Die Rekombination ist ein exothermer Prozess , d. h. das Plasma gibt einen Teil seiner inneren Energie , üblicherweise in Form von Wärme , ab . [ 2 ] Mit Ausnahme von Plasmen, die aus reinem Wasserstoff (oder seinen Isotopen ) bestehen, können auch mehrfach geladene Ionen vorkommen. Daher führt das Einfangen eines einzelnen Elektrons zu einer Verringerung der Ionenladung, jedoch nicht zwangsläufig zur Bildung eines neutralen Atoms oder Moleküls.
Die Rekombination findet üblicherweise im gesamten Plasmavolumen statt (Volumenrekombination), obwohl sie in manchen Fällen auf einen bestimmten Bereich beschränkt ist. Jede Reaktionsart wird als Rekombinationsmodus bezeichnet, und ihre jeweiligen Raten werden stark von den Eigenschaften des Plasmas beeinflusst, wie z. B. seiner Energie (Wärme), der Dichte der einzelnen Spezies sowie dem Druck und der Temperatur der Umgebung.
Beispiele
Ein alltägliches Beispiel für die schnelle Plasma-Rekombination findet sich beim Ausschalten einer Leuchtstofflampe. Das Plasma geringer Dichte in der Lampe (das Licht durch Beschuss der Leuchtstoffbeschichtung an der Innenseite der Glaswand erzeugt) rekombiniert innerhalb von Sekundenbruchteilen, nachdem das plasmaerzeugende elektrische Feld durch Abschalten der Stromquelle entfernt wurde.
Wasserstoffrekombinationsmechanismen sind für die Entwicklung von Divertorregionen in Tokamak-Reaktoren von entscheidender Bedeutung . Sie bieten eine effiziente Möglichkeit, die im Plasmakern erzeugte Energie zu gewinnen. Derzeit geht man davon aus, dass die im Rekombinationsbereich beobachteten Plasmaverluste hauptsächlich auf zwei verschiedene Mechanismen zurückzuführen sind: die Elektron-Ionen-Rekombination (EIR) und die molekular aktivierte Rekombination (MAR).
Tisch
Zu Aus | Solide | Flüssig | Gas | Plasma |
|---|---|---|---|---|
| Solide | Schmelzen | Sublimation | ||
| Flüssig | Einfrieren | Verdampfung | ||
| Gas | Ablagerung | Kondensation | Ionisation | |
| Plasma | Rekombination |
Referenzen
- ^ „Lerne die Phasenübergänge der Materie kennen“ . ThoughtCo . Abgerufen am 10.02.2023 .
- ^ „Rekombination“ . Plasma.com . Abgerufen am 10.02.2023 .
