Plasmafysica:

Deze keer in de Selena iets wat je dagelijks om je heen ziet, maar misschien niet altijd beseft. Plasma is enorm belangrijk voor ons dagelijks leven, of beter gezegd voor leven in het algemeen. Al vanaf de eerste grotere organismen is het een grote bol plasma dat de cyclus van het leven draaiende houdt, namelijk, onze zon.

Maar, wat is dat plasma nu eigenlijk? Wel, plasma is na vast, vloeibaar en gas de vierde aggregatietoestand. Er zijn nog wel andere aggregatietoestanden zoals het Bose-Einsteincondensaat (check de link als je hier meer over wilt weten). Een aggregatietoestand is de manier waarop atomen zich in materie ordenen. Bij vaste objecten bijvoorbeeld, zijn de atomen zo geordend dat ze zeer dicht opeen volgen waardoor er amper vervorming kan optreden. Dat is de reden waarom je makkelijker door water kan lopen dan door een muur. De atomen in plasma bewegen op dezelfde manier zoals een gas dat doet, maar er gebeurt iets extra…

Bij een normaal gas hebben de atomen evenveel protonen als elektronen, waardoor het atoom zelf neutraal blijft (lading = 0). Maar, wanneer we een gas in een speciale, extreme toestand brengen door het bijvoorbeeld op hoge druk of temperatuur te brengen kan het zijn dat deze extra energie een elektron van het atoom losrukt. Wanneer zoiets gebeurt noemen we het atoom een ion (lading = positief). Het losgeslagen elektron vliegt nu net zoals het ion doorheen de ruimte. Vanaf nu mogen we het gas een plasma noemen.

Nu dat er vrije elektronen doorheen de ruimte vliegen gebeurt er iets speciaal met het plasma, het kan elektriciteit geleiden. Door deze geleidbaarheid zijn er talloze toepassingen van plasma in het dagelijks leven, denk maar aan een TL-lamp of een neonlamp. Hierin wordt het plasma gebruikt om licht te maken, dit werkt volgens volgend principe. Een losgeslagen elektron noemt men ook wel eens een geëxciteerd elektron, wat betekent dat het elektron extra energie heeft dan het normaal bezit. Elektronen zijn nogal lui en willen die extra energie niet dus geven ze dit terug af. Wanneer ze dit afgeven komt er een foton vrij (dit is een lichtdeeltje), hierdoor gaat het plasma licht geven in een bepaalde kleur afhankelijk van het soort gas en het verschil in energie. Dit is ook waarom noorderlicht (ook een vorm van plasma) verschillende kleuren kan hebben.

Ook in de wetenschap wordt er veel gebruik gemaakt van de eigenschappen van plasma, ITER is hier een voorbeeld van. ITER is de nucleaire fusie reactor die ze op dit moment aan het bouwen zijn in het zuiden van Frankrijk. Hierin willen ze aan de hand van een plasma van deuterium en tritium via kernfusie energie opwekken. Deze energie zou mogelijks de meest groene vorm van energieopwekking kunnen worden. Jammer genoeg kost het heel veel tijd en geld om zo een grote reactor werkende te krijgen, zeker omdat alle technologieën nog niet op punt staan. De wetenschappers vermoeden dat over 30 jaar fusie energie beschikbaar zou moeten zijn over de hele wereld, en dat met behulp van plasma!

Maar ook op kleinere schaal wordt er gewerkt met plasmafysica. Zo heb ik afgelopen jaar, samen met een medestudent, voor een project aan de universiteit een Very Awesome PlasmaReactor (VAPR) mogen ontwerpen en bouwen. De reactor is bedoeld als hulpmiddel voor toekomstige studenten aan de universiteit. Zo kunnen ze leren omgaan met experimentele apparatuur en verschillende experimentjes uitvoeren met plasma. Hoe dit allemaal in zijn werking is gegaan zien en horen jullie allemaal samen met nog veel meer weetjes over plasma in één van mijn volgende voordrachten op een bijeenkomst!