Plasma (aggregatietoestand)
In de natuurkunde wordt onder plasma een fase verstaan waarin de deeltjes van een stof in meer of mindere mate geïoniseerd zijn. Vaak wordt plasma de vierde aggregatietoestand genoemd, naast vast, vloeibaar en gas. Daarop is echter wel iets aan te merken. Traditioneel werden fasen van elkaar onderscheiden als er een scheidingsvlak (meniscus) tussen hen te herkennen was. De overgang van gas naar plasma is echter geheel continu.
[bewerk] Definitie van plasma
In de normale gasfase bevat elk atoom een gelijk aantal positief en negatief geladen deeltjes. De positieve lading bevindt zich in de kern en de negatief geladen elektronen eromheen maken het geheel neutraal. Bij plasma zijn sommige atomen als gevolg van temperatuursverhoging of andere toegevoegde energievormen een of meer elektronen kwijtgeraakt. De losgeslagen elektronen bewegen zich vrij door de ruimte en de achtergebleven kern (met de overgebleven elektronen) is geïoniseerd. Wanneer voldoende atomen geïoniseerd zijn om het elektrische karakter van het gas merkbaar te veranderen, spreekt men van plasma. Deze aggregatietoestand wordt ook wel gasontlading genoemd en komt zeer veel voor in de natuur: afgezien van de mysterieuze donkere materie bestaat 99% van de ons bekende massa in het heelal uit plasma.
Afhankelijk van het soort atomen, de verhouding tussen de aantallen geïoniseerde en neutrale atomen en de energie van de deeltjes, zijn er vele soorten plasma te onderscheiden, met elk hun eigen karakteristieken. Omdat plasma elektriciteit geleidt, op veranderingen in elektrische en magnetische velden reageert, en chemische reacties kan versnellen, zijn er vele toepassingsmogelijkheden. De tak van de natuurkunde waarin het dynamische gedrag van plasma's wordt bestudeerd, heet plasmafysica.
[bewerk] Toepassing van plasma
In de analytische scheikunde wordt bij atoomspectroscopie plasma gebruikt in de vorm van inductief gekoppeld plasma (ICP). Met deze techniek kunnen zeer lage concentraties van veel elementen worden bepaald. In een Tokamak bevindt plasma zich in een torusvormig vat waarin kernfusie kan plaatsvinden. Met behulp van sterke magnetische velden wordt het plasma op zijn plaats gehouden. Sterren bestaan uit plasma en vermoed wordt dat bolbliksems uit plasma bestaan. Bij het terugkeren van ruimtevaartuigen in de aardatmosfeer wordt aan de voorkant van het hitteschild ook een plasma gegenereerd. Het noorderlicht of poollicht bestaat uit een plasma dat wordt opgewekt door invallende kosmische straling. Daarnaast vinden plasma's een brede toepassing in de industrie. Onder andere voor het bewerken van dunne films, voor de halfgeleiderindustrie en fabricage van dunne-film zonnecellen maar bijvoorbeeld ook voor het aanbrengen van de metaallaag in de binnenkant van chipszakken en de anti-reflectie-laag op autoruiten. Verder worden ze ingezet voor het genereren van licht, zowel zichtbaar licht (o.a. TL fluorescentielampen) als ook UV en EUV licht voor de lithografie. Ook worden plasma's gebruikt voor de behandeling van textiel, het sterilizeren van gereedschappen en het reinigen van gassen.
