UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRONOMICE ŞI MEDICINǍ VETERINARǍ

BUCUREŞTI

FACULTATEA DE BIOTEHNOLOGII

MASTER BIOTEHNOLOGIE ŞI SIGURANŢĂ ALIMENTARĂ

REFERAT LA DISCIPLINA

TEHNOLOGII ACTUALE DE PROCESARE

ANUL I, SEMESTRUL II

Cadru didactic :

PROF.DR. MONA POPA

Masterand,

ŞENDROIU (MARIN) GABRIELA

BUCUREŞTI

2012

1

TEHNOLOGII ACTUALE DE PROCESARE

PLASMA

ANUL I, SEMESTRUL II

2

CUPRINS

CAPITOLUL I

I. INTRODUCERE ..................................................................................4

I.1. Definiția plasmei..................................................................................4

I.2. Parametrii plasmei..............................................................................5

I.2.1. Concentraţia.....................................................................................6

I.2.3. Lungimea de ecranare Debye.........................................................8

CAPITOLUL II

1. MODELE TEORETICE ÎN FIZICA PLASMEI.............................9

II.1.1. Modelul uniparticulă..........................................................9

II.1.2. Modelul macroscopic sau modelul plasmei ca fluid.......10

II.1.3. Modelul cinetic...................................................................10

2. PLASMA ÎN NATURĂ......................................................................11

3. PLASMA ÎN LABORATOR..............................................................11

4. UTILIZĂRILE PLASMELOR...........................................................14

3

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

I.1. Definiția plasmei

În fizică dar şi chimie, plasma este considerată o stare a materiei similară gazelor

naturale, în care o anumită parte a particulelor sunt ionizate. Plasma transportă curentul

electric şi generează câmpuri magnetice. (www.plasmas.org)

O altă definiție mai riguroasă impune respectarea anumitor criterii care se stabilesc în

funcție de lungimea de ecranare Debye care reprezintă distanța pe care sunt ecranate câmpurile

electrice externe.

Sistemul trebuie să conțină  un număr foarte mare de particule

care interacționează colectiv, adică o particulă influențează vecini situați la distanțe mari, nu doar

pe cei apropiați. Criteriul este îndeplinit atunci când numărul de electroni cuprinși în sfera de

influență a unei particule este mare. Interacțiunile puternice determină un răspuns colectiv la

acțiunea câmpurilor electrice și magnetice. Raza sferei de influență se consideră egală cu

lungimea Debye.

Desigur, dimensiunile coloanei de plasmă trebuie să fie mult mai mari decât lungimea

Debye. Aceast lucru asigură cvasineutralitatea plasmei întrucât câmpurile externe sunt ecranate,

plasma rămânând cvasineutră aproape în întreg volumul său.

Cu alte cuvinte, plasma este un sistem fizic format dintr-un număr foarte mare de

particule neutre (atomi în stare fundamentală sau în stări excitate, fotoni) și particule încărcate

electric (ionipozitivi și negativi, electroni) ale căror proprietăți sunt determinate de interacțiunile

colective și care, macroscopic, apare neutră din punct de vedere electric.

Pentru că  plasmele  sunt conductoare şi răspund la câmpuri electrice şi magnetice ele pot

fi surse eficiente de radiaţii şi pot fi folosite în nenumărate aplicaţii.

4

I.2. Parametrii plasmei

I.2.1. Concentraţia

În general, plasma conține numeroase tipuri de particule, electroni, ioni pozitivi și

negativi de sarcină diferite şi diverși atomi.

Pentru fiecare dintre acestea se poate defini concentrația ca fiind egală cu numărul de

particule în unitatea de volum.

Altfel spus, se consideră că plasma este alcătuită din atomi de un singur fel, ioni proveniți

din ionizarea acestora, având o singură sarcină elementară pozitivă, și electroni.

Dat fiind faptul că plasma este neutră, densitatea ionilor,  , va fi egală cu cea a

electronilor,  . Concentrația plasmei, notată cu  , se definește ca fiind egală cu numărul de

particule încărcate, electroni sau ioni, din unitatea de volum.

Există o strânsă corelație între concentrație și cvasineutralitatea plasmei. Câmpul electric

este determinat de concentrația sarcinilor electrice și de modul în care acestea sunt distribuite.

Într-o plasmă omogenă, câmpul este constant sau nul.

În momentul în care apar separări locale ale sarcinilor, acestea generează un câmp

electric suplimentar care tinde să restabilească echilibrul densităților de sarcină pozitivă și

negativă.

De exemplu, într-o plasmă de laborator cu o concentrație de  , pentru

perturbații de 1% de la cvasineutralitate, câmpul electric poate avea valori de ordinul sutelor de

V/cm.

Gradul de ionizare,   reprezintă raportul dintre concentrația plasmei și cea a neutrilor dinainte de

ionizare.

Pentru o plasmă simplă,

unde

, concentrația plasmei;

, concentrația neutrilor după ionizare.

În funcție de gradul de ionizare plasmele se împart în:

- plasme slab ionizate (α<10-4 ),

5

- plasme mediu ionizate (10-4< α <10-2 ),

- plasme puternic ionizate (α <10-2)  și

- plasme total ionizate (α = 1).

I.2.2. Temperatura

În general, când este vorba despre temperatură, suntem obişnuiţi să ne gândim la

temperatura definită în sens termodinamic, care poate fi măsurată cu traductoarele de

temperatură care se bazează pe efectele fizice determinate de variaţia acesteia: dilatarea, variaţia

rezistenţei electrice, generarea unei tensiuni electromotoare etc.

În cazul stării de plasmă însă, se pot defini mai multe temperaturi asociate diferitelor

forme sub care energia absorbită se poate regăsi în plasmă.

Aceasta pentru că, dată fiind complexitatea stării de plasmă, energia absorbită de ea poate

fi folosită pentru sporirea agitaţiei termice, pentru amplificarea mişcării de vibraţie şi de rotaţie a

moleculelor, pentru disocierea acestora în atomii constituenţi, pentru excitarea şi ionizarea

atomilor şi moleculelor. (S.D.Anghel – Fizica plasmei şi aplicaţii)

Dat fiind faptul că plasmele au temperaturi foarte ridicate, acestea se exprimă, de obicei,

în electronvolți (eV), reprezentând energia de agitație termică a particulelor.

Legătura între electronvolt și kelvin, unitatea fundamentală în SI pentru temperatură, este

dată de relația :

T(eV) = KB / e * T(K) , unde

e =1,6 *10-19  reprezintă sarcina electronului;

KB = 1,3806503(24) * 10- 23 J/K  este constanta Boltzmann.

Astfel, o temperatură de 1 eV reprezintă, aproximativ, 11000 K.

Plasmele de laborator, în majoritatea cazurilor, nu ajung la echilibru termodinamic

complet sau total (ETT), atunci când toate temperaturile din plasmă sunt egale între ele.

Plasmele total ionizate pot reprezenta o aproximație eficientă a stării ETT.

Toate temperaturile diferitelor specii de particule sunt egale și, mai mult, absorbția și

emisia de radiație se face cu aceeași rată, plasma fiind în echilibru cu exteriorul.

Spectrul radiației emise este cel al corpului absolut negru.

6

Această condiție nu poate fi întotdeauna îndeplinită, pereții incintelor fiind transparenți

pentru radiațiile emise.

Se poate defini o stare de echilibru termodinamic local (ETL), în care rata de formare a

purtătorilor este egală cu cea a recombinărilor, iar procesele radiative se neglijează:

Atingerea stării de echilibru termodinamic depinde de viteza cu care are loc schimbul de

energie în interiorul unui grad de libertate sau între diferite grade de libertate. Energia de

translaţie este schimbată mai uşor prin ciocniri între particule cu masă comparabilă, după câteva

astfel de procese obţinându-se o distribuţie de tip Maxwell a vitezelor lor.

În general, la presiune atmosferică, frecvenţa de ciocnire este de ordinul 109 sec-1, timpul

de relaxare necesar stabilirii unui echilibru Maxwell fiind de ordinul 10-8-10-9 sec.

În aceleaşi condiţii, pentru stabilirea distribuţiei de echilibru între gradele de libertate de

rotaţie moleculară este necesar un timp mai mare (10-7-10-8 sec), iar pentru echipartiţia energiei

între gradele de libertate de vibraţie este necesar un interval de timp şi mai mare, 1-10 µsec.

Întrucât energia de vibraţie este schimbată mult mai uşor între molecule decât să fie

convertită în energie de translaţie, de regulă, distribuţia pe nivelele vibraţionale se realizează

conform unei distribuţii de tip Boltzmann.

Electronii pot avea temperaturi mult mai mari decât ionii.

Aceasta se datorează faptului că electronii au masă mult mai mică și pot fi accelerați mai

repede în câmpul electromagnetic.

Timpul de viață al electronilor este prea mic pentru a transfera energie particulelor mai

grele, ei dispărând în urma recombinărilor în volum și la suprafața plasmei.

Deci, temperaturile ionilor și neutrilor sunt, aproximativ, egale cu cea a mediului

înconjurător, mult diferite de cea a electronilor. Acest fenomen este întâlnit în cazul plasmelor

slab ionizate, obținute în laborator.

7

I.2.3. Lungimea de ecranare Debye

Lungimea Debye reprezintă distanţa maximă la care se poate îndepărta un electron de la

poziţia sa iniţială împotriva câmpului electric restaurator, funcţie de energia cinetică iniţială a lui,

deci de temperatura cinetică a electronilor.

Spre exemplu, în cazul unui electrod introdus în plasmă, ecranarea are loc prin formarea

unui strat de sarcină spațială la suprafața electrodului și de semn opus celei de pe electrod.

Lungmea Debye va fi egală cu grosimea stratului de sarcină spațială.

Astfel, în interiorul plasmei, câmpul electric extern nu se manifestă, păstrându-se condiția

de cvasineutralitate.

Agitația termică este cea care determină grosimea stratului.

În lipsa acesteia, ecranarea s-ar face pe o distanță foarte mică, neglijabilă.

Datorita energiei termice particulele încărcate pot scăpa din groapa de potențial generată

de electrod.

Pentru o plasmă simplă, lungimea Debye poate fi aproximată după relația:

unde

, permitivitatea electrică a vidului;

 este constanta Boltzmann;

, temperatura electronilor

, sarcina electronului;

, concentrația plasmei.

8

Lungimea Debye exprimă dimensiunile pe care le are un volum minim de plasmă care

încă păstrează cvasineutralitatea.

Numărul de particule,  , conținute în acest volum vor trebui să fie suficient de

numeroase pentru a păstra caracterul statistic al fenomenelor.

Se poate defini parametrul plasmei, egal cu inversul numărului de particule cuprinse într-

un volum Debye,  ,

.

Lungimea Debye constituie un criteriu în stabilirea cvasineutralității și a caracterului

colectiv al interacțiunilor.

Dimensiunile liniare ale plasmei trebuie să fie mult mai mari decât lungimea Debye, iar

numărul de particule dintr-un volum Debye trebuie să fie mult mai mare decât 1.

Modele Teoretice în Fizica Plasmei

1 Modelul uniparticulă

2 Modelul macroscopic sau modelul plasmei ca fluid

3 Modelul cinetic

Modelul uniparticulă

Modelul uniparticulă ia în considerare mișcarea individuală a unei particule

reprezentative din plasmă. Se neglijează efectele relativiste şi procesele cuantice și, cu unele

excepții, gravitația.

Poate fi folosit pentru a descrie plasmele cu densități mici, necolizionale.

Concentrațiile fiind mici, se pot neglija interacțiunile dintre particule.

Mişcarea particulelor încărcate se studiază pe baza ecuaţiei diferenţiale a mişcării

unde  ,  , şi   reprezintă masa, viteza, respectiv, sarcina particulei, iar   şi  ,

intensitatea câmpului electric şi inducţia câmpului magnetic.

9

Modelul macroscopic

Modelul macroscopic este un model mai complex care prezintă plasma ca un fluid.

Modelul este preluat din mecanica fluidelor la care se adaugă interacţiunea cu câmpurile

electromagnetice.

Particula elementară de fluid trebuie să fie suficient de mică pentru ca parametrii plasmei

să nu varieze considerabil în interiorul său şi suficient de mare pentru ca numărul de ioni,

electroni şi neutri din interiorul său să se menţină constant în timp.

Dacă timpul mediu dintre două ciocniri consecutive ale particulelor este mai mare decât

timpul în care variază considerabil parametrii plasmei, distribuţiile vitezelor sunt de

tip maxwellian.

În acest fel se asigură atingerea unei stări de ehilibru, caracterizată de distribuţia Maxwell

a vitezelor.

Modelul poate fi aplicat şi plasmelor necolizionale .

Plasma poate fi considerată ca fiind alcătuită din mai multe fluide întrucât o plasmă

simplă conţine un fluid electronic şi unul ionic care interacţionează prin intermediul câmpurilor

electric şi magnetic şi a ciocnirilor.

Interacţiunea cu fluidul atomilor neutri se face exclusiv pe baza ciocnirilor între

particulele de fluid.

Modelul unifluid ( magnetohidrodinamic) este folosit pentru studiul fenomenelor lent

variabile în timp.

Modelul cinetic

În plasmă, nu toate fenomenele pot fi descrise de modelul de fluid, existând fenomene a

căror înşelegere necesită o descriere mai rafinată pe baza distribuţiilor după viteze.

Calculul distribuţiilor se face cu ajutorul ecuaţiei Maxwell-Boltzmann. Reprezentarea

funcţiei   se face în spaţiul fazelor, un spaţiu cu şase dimensiuni, având drept

coordonate componentele vectorilor de poziţie   şi a vitezelor  . (Gh. Popa, "Fizica plasmei",

Cap. 3.2.2, p. 64)

10

Plasma în natură

Se presupune că aproximativ 99% din materia Universului este plasmă. Stelele sunt

alcătuite din plasme dense, fierbinţi, în timp ce materia interstelară este o plasmă rarefiată şi rece.

Temperaturile ridicate din interiorul stelelor permit formarea reacţiilor de fuziune nucleară care

asigură eliberarea unor cantităţi imense de energie.

Fenomenele ce au loc în plasmă determină emisia de radiaţie electromagnetică în

domeniul vizibil, de aici rezultă şi strălucirea caracteristică stelelor.

În condiţii normale, la suprafaţa Pământului plasma nu există.

Ea se formează în timpul fulgerelor sau trăsnetelor datorită  diferenţelor mari de

potenţial între nori sau nori şi pământ care determină ionizarea moleculelor din aer şi apariţia

unui curent electric iar atomii excitaţi emit radiaţie vizibilă.

O cantitate importantă de plasmă, însă este prezentă în ionosferă.

Un fenomen spectaculos care are loc în ionosferă îl reprezintă aurorele polare.

Acestea se formează în urma interacţiunii dintre particulele cuprinse în magnetosferă şi

cele din ionosferă.

Plasma în laborator

Obţinerea plasmei la echilibru termodinamic este dificilă din cauza pierderilor de energie

prin radiaţie electromagnetică şi recombinări ale particulelor încărcate.

Plasmă în gaze rarefiate

Forma coloanei de plasmă este modificată datorită prezenţei unui câmp magnetic extern.

La temperaturi joase, se poate obţine plasmă în gaze rarefiate. Acestea devin foarte bune

conducătoare dacă li se aplică o tensiune electrică suficient de mare.

11

Pierderile sunt compensate prin transfer de energie provenită de la câmpul electric

extern, continuu sau alternativ.

Electronii, fiind mai uşori, asigură transferul de energie.

Gazul de lucru este introdus într-un tub vidat, izolator, ce conţine un catod şi un anod

conectaţi la un circuit de curent electric.

Pentru aprinderea plasmei este necesară existenţa unui singur electron cu o energie

suficient de mare pentru a produce o ionizare. Electronii rezultaţi sunt acceleraţi în câmp

electromagnetic.

Ca ei să producă noi ionizări, energia pe care o primesc între două ciocniri consecutive

trebuie să fie mai mare decât potenţialul de ionizare al atomilor respectivi.

Are loc, astfel, o multiplicare în avalanşă a ionizărilor, iar plasma se aprinde.

Pentru menţinerea ei în urma recombinărilor şi a emisiilor de electroni la catod, să se

refacă cel puţin acel electron iniţial.

Valorile intensităţii câmpului aplicat şi a curentului electric prin circuit determină gradul

de ionizare al gazului dar şi tipul descărcării.

Descărcarea Towsend

Se produce la valori mici ale curentului electric. Concentraţia plasmei este, de asemenea,

mică, lumina emisă neputând fi observată cu ochiul liber. De aceea se numeşte şi descărcare

Townsend întunecoasă.

În acest caz, densitatea de sarcină a electronilor şi ionilor pozitivi din interior nu

influenţează distribuţia câmpului electric dintre electrozi.(Gh.Popa, Cap. 8.1.1, p.249)

Descărcări la presiune normală

Plasma se poate obţine la presiune atmosferică, dacă se aplică între electrozi o tensiune

suficient de mare.

Descărcarea corona

Se produce în aer la tensiuni de aproximativ 10 kV, între electrozi cu raze de curbură

mici.

12

De obicei, unul dintre electrozi este generator de câmp intens, având dimensiuni reduse

iar celălalt poate avea o rază de curbură mare sau poate fi chiar plan.

Se disting două regiuni, una de ionizare, situată în câmpul electric intens şi una de drift,

în care sarcinile electrice create se deplasează spre celălalt electrod.

Se întâlneşte şi în natură, spre exemplu, în timpul furtunii, în jurul paratrăsnetelor (focul

Sfântului Elmo).

Arcul electric

Se caracterizează prin densităţi mari de curent (10 2 A/cm 2).

Forma arcuită a coloanei de plasmă se datorează încălzirii gazului din coloană şi apariţiei

unei mişcări de convecţie a acestuia.

Continuitatea curentului electric la suprafaţa catodului este asigurată prin emisia

termoelectronică.

Ecranul cu plasmă

Este utilizat în construcţia televizoarelor, a monitoarelor şi a tabelelor de afişaj. Pixelii sunt

redaţi cu ajutorul unei reţele de mici incinte în care se formează plasma. Pentru fiecare pixel

există câte trei asltfel de incinte.

Pereţii lor sunt acoperiţi cu substanţe fluorescente care emit cele trei culori principale, roşu,

albastru şi verde. Intensitatea lor este controlată prin intermediul curentului electric aplicat

fiecărei celule în parte.

Fuziunea nucleară

Datorită energiilor mari ale particulelor din plasmă este posibil ca două nuclee să se

apropie suficient de mult pentru a depăşi bariera electrostatică si de a forma un nou nucleu,

cu masă atomică mai mare.

Fenomenul poartă numele de fuziune nucleară şi se produce cu degajarea unei cantităţi

imense de energie datorată defectului de masă.

Temperaturile extrem de ridicate nu permit contactul plasmei cu pereţii unei incinte

deoarece aceasta s-ar topi.

13

Reacţia a fost utilizată la contrucţia bombelor cu hidrogen.

Pentru utilizarea energiei în scopuri paşnice este necesară controlarea reacţiei de fuziune.

Pentru aceasta, plasma trebuie confinată, adică menținută într-un volum bine determinat cu

ajutorul câmpurilor electromagnetice sau al laserilor.

14

UTILIZĂRILE PLASMELOR

Plasma, deoarece este caracteristică atât corpurilor solide, cât şi celor lichide şi gazoase

reprezintă a patra stare de agregare a materiei şi este alcătuită din electroni și ioni liberi, fotoni și

particule neutre care, macroscopic, se prezintă ca un sistem neutru din punct de vedere electric,

cu proprietăți determinate de interacțiunile electromagnetice atât dintre particulele componente

cât și dintre acestea și câmpurile electromagentice exterioare.

Deoarece materia stelară este în totalitate în stare de plasmă iar echilibrul ecologic al

Pământului este asigurat și de prezența plasmei din ionosferă și din centurile van Allen,

cunoașterea proprietăților plasmei reprezintă o necesitate fundamentală la cunoașterea lumii

materiale din care facem parte.

Plasma cunoscută ca plasma de temperatură joasă stă la baza celor mai moderne

tehnologii utilizate în electronică și microelectronică, în tratamente pentru obținerea unor

proprietăți speciale de biocompatiblitate, în sinteza de materiale noi cu structuri controlabile la

scară nanometrică, funcționalizare sau durificare a suprafețelor.

Ea constituie pe de o parte mediul activ din laserii de mare putere iar pe de altă parte

poate fi generată la interacția radiației laser de mare energie cu substanța aflată în diferite stări

de agregare.

Ca şi potential aplicativ și impact economic al plasmelor produse prin descărcări electrice

în gaze la presiune joasă, plasmele se remarcă în :

- industria materialelor plastice,

- chimie,

- industria dispozitivelor medicale,

- nanotehnologiile

Sunt surse de radiatie cu emisie controlata in diferite regiuni ale spectrului ultraviolet

vizibil-infrarosu, cu aplicatii in terapia fotodinamica, dezvoltarea aplicatiilor arcului termoionic

pentru realizarea filmelor nanostructurate multifunctionale (filme care prezinta efecte

magnetorezistive, filme dure, filme cu proprietati antifrictiune, filme care simuleaza straturile

compozite care se formeaza in urma functionarii reactoarelor de fuziune), studiul interactiei

dintre jeturile de plasma si cristalele in plasma.

15

Plasme produse prin descarcari electrice în gaze la presiuni mari, inclusiv presiune

atmosferică

Avantajele cele mai importante ale utilizarii descarcarilor de presiune joasa pentru

producerea plasmelor sunt: tensiunile reduse de producere, un domeniu larg de presiuni pe care

functionarea este stabila, temperaturile joase ale gazului ionizat. In raport cu perspectiva

aplicativa ele sufera de un dezavantaj major: producerea lor necesita echipamente relativ

complicate si personal specializat pentru controlul conditiilor de vid aferente generarii si

desfasurarii proceselor.

Ultima decada este marcata de efortul comunitatii stiintifice de a extinde domeniul

de functionare al descarcarilor reci, in conditiile pastrarii avantajelor enumerate anterior, la

presiuni mari, in special la presiune atmosferica, evitand astfel interventia sistemelor de realizare

a vidului.

Raportarile stiintifice recente arata insa ca abordari experimentale specifice pot

conduce la

plasma si surse de plasma rece la presiune atmosferica cu pastrarea macar a unora din

avantajele

plasmelor generate la presiune joasa. Abordarile se bazeaza in special pe un management

adecvat al disiparii caldurii in spatiul interelectrodic. Astfel, folosirea unor gaze adecvate (He), a

tensiunilor de frecventa inalte si pulsate (sute de kHz, zeci de MHz, si microunde), utilizarea

unor configuratii electrodice inedite (plan paralele, cilindrice, spatii intrelectrodice inguste), a

barierelor de dielectric (DBD-Dielectric Barrier Discharge) si a fluxurilor mari de gaz

favorizeaza mentinerea caracterului de plasma rece la presiuni mari.

Potential aplicativ si impact economic

1. Depunerea de filme subtiri (acoperiri) la presiune atmosferica pe suprafete

2. Modificarea suprafetelor prin tratare in plasma de presiune atmosferica

3. Sinteza de materiale noi la presiune atmosferica

4. Aplicatii in depoluare si protectia mediului - cercetarile urmaresc realizarea de instalatii

si dispozitive pentru descompunerea substantelor volatile cu risc cancerigen din aer

(VOC- volatile organic compounds), descompunerea pesticidelor, urmelor de

ingrasamintelor artificiale, reziduurilor petroliere din in ape, si chiar decontaminarea

solului.

16

5. Aplicatii ale plasmelor reci in medicina si biologie - folosirea plasmei non-termice în

medicină s-a dezvoltat în ultimii ani ca un domeniu de cercetare-dezvoltare inovativ şi în

continuă creştere.

Dintre aplicaţiile din ultima perioadă cele mai vizibile au fost: sterilizarea şi

interacţiunea plasmei cu ţesuturile vii, bacteriile, celulele, biomaterialele polimerice sintetice şi

materialele anorganice care vin în contact cu organismul uman.

Plasmele reci la presiune atmosferica sunt utilizate la prepararea suprafetelor pentru a fi

inhibatoare sau promotoare ale cresterii celulare, cu rol in platformele de analiza ”lab on a chip”

sau in ingineria tesuturilor.

Plasma de interes termonuclear

Fuziunea Termonucleara Controlata este si va ramane cel mai important obiectiv de

cercetare al omenirii.

Reusita fuziunii va schimba radical lumea economica si cea politica, deoarece o sursa

sigura si curata de energie, practic nelimitata, reprezinta un ideal devenit in ultimul timp o

necesitate urgenta.

Cercetarea de fuziune este privita diferit in comparatie cu alte eforturi de cercetare

stiintifica : participarea factorilor politici este directa si energica, cu institutii create

special (cum ar fi Directoratul DG K Energy, K4 ITER in Europa) si contand pe un sistem de

Acorduri politice la scala planetara, cum este ITER Organization. Aceste Acorduri sunt

raspunderi la nivel statal, asumate in scopul participarii organizate la acest efort de cercetare in

vederea beneficierii de tehnologia pe care o va genera acest efort. Cercetarea stiintifica din

Romania trebuie sa indeplineasca obligatiile asumate prin aceste Acorduri si sa probeze

indreptatirea Romaniei de a beneficia de reusita acestui obiectiv, o energie curata practic

nelimitata.

Plasme produse în campuri optice intense si ultraintense generate prin focalizarea

fasciculelor laser

Plasma nu controleaza doar fenomenele complexe de interactiune dintre radiatia

laser si diversele materiale, ci poate fi folosita pentru imbunatatirea cuplajului laser – material de

procesat.

Intelegerea fenomenelor de interactiune laser – plasma a evoluat rapid in ultimii

ani, legata mai ales de diversificarea lungimilor de unda laser, de la IR la UV si foarte recent

17

XUV, dar si de scurtarea duratelor de puls, de la micro- la nano-, pico-, femto- si chiar atto-

secunde.

Dezvoltari importante sunt de asteptat in anii urmatori, cand laserii cu durate de

puls de ordinul as vor fi folositi pentru generarea plasmelor si pentru studiul interactiunilor cu

materialele.

Noul domeniu al stiintei attosecundelor va include studiul mecanismelor de

interactie laser- plasma, cum ar fi cuplajul direct al radiatiei laser cu nuceele si initierea unor noi

fenomene neliniare.

Realizari recente si perspective (la nivel national):

- aplicatiile plasmei, mai ales in domeniul obtinerii de filme subtiri prin depunere laser

pulsata.

- studiul dinamicii plasmei

- caracterizarea plasmelor produse cu pulsuri ultrascurte si a interactiilor cu materialele

18

BIBLIOGRAFIE

Gh. Popa, L. Sîrghi, "Bazele fizicii plasmei", Ed. Univ. "Al.I.Cuza", Iași, 2000Gh. Popa, "Fizica plasmei", Ed. Univ. "Al.I.Cuza", Iași, 2000Negrea, C., Manea, V., Covlea, V., Jipa, A. - Computational technique for plasma parameters determination using Langmuir probe data (2011) Plasma Physics Reports, 37 (5)S.D.Anghel – Fizica plasmei şi aplicaţii,cap VII, Universitatea Babes-Bolyai Cluj, 2002

http://www.faculty.ro/http://www.plasmas.org/basics.htmhttp://www.phys.ubbcluj.rohttp://www.ifa-mg.ro/esfro/docs/etape/Etapa4/GT7_plasmei.pdf

19