プラズマとは?

温度が上昇すると、物質は固体から液体に、液体から気体にと状態が変化します。
気体の温度が上昇すると気体の分子は解離して原子になり、さらに温度が上昇すると原子核のまわりを回っていた電子が原子から離れ、正イオンと電子に分かれます。
この現象は電離とよばれています。
そして、電離によって生じた荷電粒子を含む気体を「プラズマ」とよびます。
プラズマ状態イメージ図

プラズマ

プラズマは物質の第4状態と呼ばれ、気体を構成する原子、分子が供給された熱や電力を吸収することで生成したイオンやラジカルを含む状態のことを指します。

ラジカルとはエネルギーを吸収した原子、分子中の電子がより高いエネルギー準位に遷移(励起といいます)した状態あるいは粒子を指し、その不安定性から寿命通常ナノ秒程度と非常に短く、そのため周囲の物質との間に高い反応性を示します。

イオンは、電子がさらに高いエネルギーを得て原子核の束縛を離れ、電離した状態で、同様に高い反応性を持ちます。プラズマが発光するのは、これらラジカルやイオンが失活する際に放出する可視域を含んだ電磁波の放射によるもので、物質及びその遷移準位のエネルギー差によって特徴付けられた特定の波長を持ちます。そのためプラズマ化するガスの種類によって異なる色合いの光が観察されます。

自然界にあるプラズマ

実は、自然界にはありふれた現象であり、宇宙空間の99.9%はプラズマ状態です。実際に目にすることができるプラズマ現象としては、太陽(コロナ),雷,オーロラなどがあります。

太陽コロナ

オーロラ

大気圧プラズマ

プラズマは、上述のように自然界において真空中で生じるものと、大気圧下で生じるものとの二つに分類されます。大気圧プラズマは文字通り105Paの大気圧下で発生したプラズマであり、この特徴により、

・地球上でわざわざ真空環境を作り出す必要性がない

・水中放電や生体への照射が可能

という点で、単純にコストだけでなく、アプリケーションの観点からも大きくその技術的な利用価値が異なります。

工業的にプラズマを発生させるには

  • 並行に対向させた電極間に高電圧を印加することでプラズマを発生
  • 積水化学の大気圧プラズマ

お電話でのお問い合わせ メールでのお問い合わせ