2.2.2 Phân loại Plasma
Để phân loại plasma, ngƣời ta căn cứ vào nhiều yếu tố khác nhau để phân loại. Ở đây, nghiên cứu chỉ phân loại với một số yếu tố cơ bản.
27
- Plasma nhiệt độ thấp có nhiệt độ thấp hơn 2000oK - Plasma nhiệt độ cao có nhiệt độ trên 2000oK
Phân loại theo bậc ion hóa: - Plasma ion hóa hồn tồn. - Plasma ion hóa một phần.
Phân loại theo nhiệt động học:
- Plasma cân bằng (hoặc plasma nóng): Đƣợc tạo thành ở nhiệt độ cao, áp suất và năng lƣợng cao. Trong đó các hạt có cùng nhiệt độ, trung hịa về điện vì các hạt mang điện mất đi ln đƣợc bù lại do q trình ion hóa, nó tồn tại mà khơng cần lấy năng lƣợng từ bên ngoài.
- Plasma không cân bằng (hoặc plasma lạnh): Đƣợc tạo thành ở áp suất thƣờng hoặc chân khơng, cần ít năng lƣợng hơn. Khơng trung hịa về điện, nhƣng sự phá vỡ trung hịa đó khơng phải là lớn, nó tồn tại cần có năng lƣợng từ bên ngồi, nếu khơng nhận đƣợc năng lƣợng từ bên ngồi thì plasma sẽ tự mất đi. Plasma lạnh đƣợc chứng minh có tác dụng ức chế lên rất nhiều vi sinh vật, cả bào tử và virus. Khi hƣớng chùm plasma vào bề mặt cần xử lý (nấm mốc, vi khuẩn) các electron, ion động năng lớn, các tia UV xuất hiện trong quá trình tạo plasma sẽ bắn phá thành tế bào của nấm mốc, vi khuẩn, tạo ra các gốc oxy hóa bậc cao và chúng sẽ phá vỡ các cấu trúc DNA, phá vỡ thành tế bào, các liên kết giữa các thành phần trong tế bào vi khuẩn, virus nấm mốc, gây tổn thƣơng không phục hồi và gây chết vi sinh vật.
2.2.3 Một số đặc tính cơ bản của Plasma 2.2.3.1 Tính giả định trung tính 2.2.3.1 Tính giả định trung tính
Là đặc tính của plasma, điện tích âm của các điện tử cân bằng với điện tích dƣơng của các ion dƣơng. Nếu có tác động từ ngồi, plasma sẽ có xu hƣớng bảo tồn tính trung tính giả định, chẳng hạn do một tác động nào đó làm tăng mật độ điện tử tại một vùng trong plasma, tức là sẽ có những vùng khác khơng đủ điện tử và khi đó plasma sẽ xuất hiện điện trƣờng mạnh cản trở việc phân ly điện tích và bảo tồn tính trung tính giả định. Giả sử trong lớp plasma dày x tạo điện tích với mật độ q, theo định luật tĩnh
28
điện trên khoảng cách x sẽ tạo nên điện trƣờng E = 4qx. Điện trƣờng này mạnh nên hầu nhƣ trong điều kiện bình thƣờng sự phân tách điện tích là rất nhỏ.
2.2.3.2 Khối cầu Debye
Xét một hạt bất kì: Sẽ có một lớp điện tích hình cầu sinh ra xung quanh hạt, độ dày của lớp này phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của hạt. Độ dày của lớp tiếp xúc phải giúp nó chứa đủ số hạt khác dấu, có khả năng làm màn chắn trƣờng cho hạt. Khối cầu sinh ra đƣợc gọi là khối cầu Debye và bán kính của khối cầu đó đƣợc gọi là bán kính Debye. Đƣợc xác định bằng công thức:
√
Ở đây T là nhiệt độ tuyệt đối, còn n là mật độ electron. Nhƣ vậy, điện trƣờng của hạt mang điện trong plasma chỉ có trong hình cầu bán kinh RD. Ngồi khối cầu Debye điện trƣờng khơng tồn tại. Nhƣ thế, các hạt trong plasma chỉ tác dụng với nhau khi chúng ở cách nhau một khoảng nhỏ hơn bán kính Debye.