Last update: doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (04.02.2019)
Physical basics, parameters characterizing the plasma state of matter. Methods of plasma creation. Plasma as energy converter (MHD generators, fusion reactors). Plasma as electrical conductor (plasma switches). Applications of plasma as source of radiation (light sources, gas discharge lasers, plasma display panels). Methods of exploitation of plasmas for material processing (plasma-welding, -cutting, -spraying). Plasma-aided methods of material surface treatment (thin film deposition, dry etching). Plasma chemistry, chemical reactions.
Last update: Mgr. Hana Kudrnová (26.01.2018)
Fyzikální základy, parametry charakterizující plazmatické skupenství. Metody vytváření plazmatu. Plazma jako měnič energie (MHD generátory, fúzní reaktory). Plazma jako vodič (spínače). Metody aplikace plazmatu jako zdroje záření (světelné zdroje, plynové lasery, plazmatické zobrazovače). Metody využití plazmatu ke zpracování materiálů (sváření, řezání, nástřik). Metody zušlechťování povrchů materiálů (nanášení vrstev s pomocí plazmatu, "suché" leptání materiálů). Plazmachemie, chemické reakce. Plazma jako zdroj nabitých (a neutrálních) částic.Princip plazmového motoru pro využití v kosmu.
Literature - Czech
Last update: Mgr. Hana Kudrnová (26.01.2018)
Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966.
Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984.
WWW skripta (v přípravě), záznamy z přednášek, doporučené www stránky.
Syllabus -
Last update: doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (04.02.2019)
1. Physical basis
Characteristics of plasma state of matter. Characteristic plasma parameters (degree of ionization, temperature and distribution function in plasmas, Debye screening length, plasma frequency, gyrofrequency and gyroradius of charged particle motion). Plasma radiation (bound-bound, bound-free and free-free transitions), line and continuous spectra. Methods of plasma state creation (creation of plasma by heating, by radiation, by electric current). Discharges (Glow, Arc, Corona, and Spark discharge).
2. Application of plasma for energy conversion
Conversion of thermal to electric energy (principle of MHD-generator). Conversion of nuclear into thermal energy (and consequently in electricity). Fundamental notions - thermonuclear reaction (fusion). Conception of fusion reactor (with magnetic confinement - tokamak, with inertial confinement).
4. Application of plasma in industry
Plasma-aided treatment of materials (plasma-aided cutting, welding, and melting, plasma spraying).
Refinement of material surfaces (thin layer creation in plasma, plasma etching).
5. Plasma engines (thrusters)
Ion and plasma thrusters.
Last update: doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (04.02.2019)
1. Fyzikální základy
Charakteristiky plazmatického skupenství. Parametry charakterizující plazmatické skupenství (stupeň ionizace, teplota a rozdělovací funkce v plazmatu, Debyeova stínící délka, plazmová frekvence, frekvence a poloměr gyračního pohybu nabitých částic). Záření plazmatu (s čárovým spektrem, se spojitým světlem). Metody vytváření plazmatického skupenství. Vytváření plazmatu dodáním tepla, vlivem záření, elektrickým proudem. Výboje (doutnavý, obloukový, koronový, jiskrový).
2. Využití plazmatu pro přeměnu energie
Přeměna tepelné energie v elektrickou (princip MHD-generátoru). Přeměna jaderné energie v tepelnou a v elektrickou, základní pojmy - termonukleární reakce (fúze). Koncepce fúzního reaktoru (s magnetickým udržením plazmatu - tokamak, s inerciálním udržením).
3. Plazma jako zdroj záření
Plazmatické světelné zdroje. Nízkotlaké světelné zdroje (zářivky, sodíkové nízkotlaké výbojky, světelné reklamy). Vysokotlaké plazmatické světelné zdroje, druhy, principiální konstrukce, provoz. Plazmové zobrazovače (digitron, plasma display panel - PDP). Plazmové zobrazovače.
4. Využití plazmatu v průmyslu
Zpracování materiálů pomocí plazmatu (plazmové sváření, řezání a tavba kovů, plazmový nástřik). Zušlechťování povrchů materiálů (vytváření tenkých vrstev pomocí plazmatu, plazmatické leptání).
5. Plazmové motory
Iontové motory, plazmové motory (plasma thrusters).
