プラズマの語源   
 

 
プラズマの語源は、「まぜこぜの状態」や「形成」という意味のギリシャ語「 plassein 」1928年に、ラングミュアが、荷電粒子の集団(電離気体)をプラズマと呼んだのが最初。電子と陽イオンが、ほぼ同じ割合で混在しながら、マクロ的に電気的中性状態を保つ媒質を指す。  


第4の状態プラズマ
  

通常、物質は、固体、液体、気体の状態で存在する。   これらを[ 物質の3態 ]と呼んでいる。   プラズマは、これに続く「 第4の状態 」と呼ばれている。気体中では、分子や原子が速い速度で動き回り、互いに何度も衝突を繰り返して不規則に走り回っている。   そして、このような激しい衝突により、分子や原子は破壊され、イオンと電子に分かれる。   そして、プラズマが形成される。   プラズマ状態では、イオンと電子がそれぞれの電荷を打ち消しあって、全体として電気的中性が保たれる。   定義的には、プラズ  マは、気体状態だけではなく、液体や固体でも良い。   例えば、電子が自由に動き回る金属中や、正負イオンの存在する電解液な  どもプラズマとみなせる。

 

 プラズマの利用
  プラズマは、さまざまな分野で利用されている。
   ・核融合
     重水素Plasmaを空間内(核融合炉)に閉じ込めることによって、核融合反応を起こす。
     そして、そのエネルギーを利用する。
   ・Plasma切断、Plasma溶射、Plasma溶接
     arc放電Plasmaのエネルギー集中度を大きくして高温度を得るPlasmaジェットを利用。
     金属の板や棒の切断、溶接などに利用。
   ・半導体製造
     超微粒子の製造、結晶成長、酸化皮膜の生成、Si太陽電池の製造などに利用。
     微細加工(CVD、Etching、スパッタリング、イオンプレーティングなど)に利用される。
   ・環境分野
     フロンの分解、オゾン発生、産業廃棄物の分解などに利用される。
   ・表面処理
     放電洗浄、Plasma表面処理に利用される。
   ・気体レーザ
     He-Neレーザ、Hg-Cdレーザ、Arイオンレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザに利用される。
   ・発電
     MHD発電、熱電子発電、電気流体発電などに利用されている。
   ・光源
     蛍光灯、ネオンサイン、水銀灯、Naランプ、Plasma Displayなどに利用されている。
 Plasmaの生成法
  Plasmaの生成法は、Plasma温度、密度、電離度、ion種類により異なる。
  一般的には、気体状態を経てPlasmaが生成される。
  金属のような固体は、加熱などにより金属蒸気にして、さらに気体にenergyを加えて電離させる。
  Plasmaの生成法には次の6つの方法がある。
   ・燃焼
     燃焼によって気体を熱電離させてPlasmaを発生させる。
   ・放電
     Glow放電、Arc放電、Corona放電などにより、Plasmaを発生させる。
   ・放射線
     放射性同位体から出るα線、β線、γ線などを用いて、原子・分子をion化して、Plasmaを生成する。
     X線を気体に照射し、原子・分子をion化して、Plasmaを生成する。
     粒子加速器を用い、荷電粒子を、電界や磁界中で加速して、短時間に密度の高いPlasmaを生成する。
   ・レーザ光
     レーザ光を照射し、原子・分子をion化して、Plasmaを生成する。
   ・衝撃波
     高圧気体を低圧力気体中に噴出して急激に膨張させ、衝撃波を発生させて熱電離Plasmaを生成する。
   ・真空紫外光
     強力な真空紫外光を気体に照射し、原子・分子をion化して、Plasmaを生成する。

 参考文献: はじめてのプラズマ技術 (工業調査会) 
    飯島 徹穂・近藤 信一・ 青山 隆司