Colección completa de detalles del plasma.
El plasma es el cuarto estado de la materia diferente del sólido, líquido y gaseoso. La materia está formada por moléculas, que a su vez están formadas por átomos, los cuales están formados por núcleos cargados positivamente rodeados por electrones cargados negativamente. Cuando se calientan a una temperatura suficientemente alta o por otras razones, los electrones externos escapan de los grilletes del núcleo atómico y se convierten en electrones libres, tal como los estudiantes corren al patio de recreo para jugar informalmente después de clase. Cuando los electrones abandonan el núcleo, el proceso se llama ionización. En este momento, el material se convierte en una "papilla" uniforme compuesta de núcleos cargados positivamente y electrones cargados negativamente, por eso la gente lo llama plasma. La cantidad total de cargas positivas y negativas en estos plasmas es igual, por lo que son casi eléctricamente neutros, por eso se les llama plasmas.
Nombre chino: Plasma mbth: pla *** Categoría a: Física También conocido como: composición del plasma, historia de desarrollo, efectos de los iones, principales aplicaciones, tecnología, inestabilidad, fusión nuclear y contribuciones a la investigación científica. El plasma aparentemente misterioso es en realidad una sustancia común en el universo. El plasma se encuentra en el sol, las estrellas y los rayos y constituye el 99% de todo el universo. En el siglo XXI, la gente ha dominado y utilizado campos eléctricos y magnéticos para controlar el plasma. El plasma más común es el gas ionizado de alta temperatura, como los arcos, las luces de neón y los gases luminosos de las lámparas fluorescentes, como los rayos y las auroras. También se pueden considerar plasmas los gases de electrones en los metales, los portadores en semiconductores y las soluciones de electrolitos. En la Tierra, la materia plasmática es mucho menos abundante que la materia sólida, líquida y gaseosa. En el universo, el plasma es la principal forma de materia y representa más del 99% de la materia total del universo, como las estrellas (incluido el Sol), la materia interestelar y la ionosfera alrededor de la Tierra. Para estudiar la generación y las propiedades del plasma, aclarar las leyes de movimiento del plasma en la naturaleza y utilizarlo al servicio de la humanidad, en los últimos treinta o cuarenta años, impulsados por la astrofísica, la física espacial, especialmente la investigación de la fusión nuclear, los campos magnéticos han Se han formado mecánica de fluidos y dinámica del plasma. El plasma está compuesto de iones, electrones y partículas neutras sindicalizadas, y todo el plasma se encuentra en un estado material neutro. El plasma se puede dividir en dos tipos: plasma de alta temperatura y plasma de baja temperatura. La temperatura del plasma está representada por la temperatura de los electrones y la temperatura de los iones respectivamente. Si las dos son iguales, se denominan plasma de alta temperatura; si no son iguales, se denominan plasma de baja temperatura. Los plasmas de baja temperatura se utilizan ampliamente en muchas áreas de producción. Por ejemplo: TV de plasma, revestimiento impermeable en la superficie de pañales para bebés, aumento de la barrera de las botellas de cerveza. Más importante aún, la aplicación de la tecnología de grabado en chips de computadora ha hecho realidad la era de Internet. Generador de plasma El plasma de alta temperatura sólo aparecerá cuando la temperatura sea lo suficientemente alta. Las estrellas emiten continuamente este plasma, que constituye el 99% del universo. El plasma de baja temperatura es un plasma producido a temperatura ambiente (aunque la temperatura de los electrones es muy alta). Los plasmas de baja temperatura se pueden utilizar para tratamientos de superficie como oxidación y desnaturalización, o para tratamientos de recubrimiento por precipitación de sustancias orgánicas e inorgánicas. El plasma (Pla***a) es una forma de materia cuyos componentes principales son electrones libres e iones cargados. Existe ampliamente en el universo y a menudo se lo considera el cuarto estado de la materia. Se le llama estado de plasma o "supergas". estado", también conocido como "plasma". El plasma tiene una alta conductividad y un fuerte acoplamiento con los campos electromagnéticos. El plasma fue descubierto por Crookes en 1879. En 1928, los científicos estadounidenses Owen Langmuir y Tonks introdujeron por primera vez el término "plasma" en la física para describir la forma de la materia en un tubo de descarga de gas [1]. Estrictamente hablando, el plasma es un grupo de gases de alta energía cinética y la carga total del plasma es neutra. La alta energía cinética del campo eléctrico o campo magnético se utiliza para eliminar los electrones de la capa exterior. Como resultado, los electrones ya no están unidos al núcleo y se convierten en electrones libres con alta energía cinética. El plasma es el cuarto estado de la materia, un "gas" ionizado que presenta un estado altamente excitado e inestable de iones (diferentes signos y cargas), electrones, átomos y moléculas. De hecho, la gente no es ajena a los fenómenos del plasma.
En la naturaleza, las llamas ardientes, los relámpagos deslumbrantes y las auroras brillantes son el resultado del plasma. En todo el universo, casi el 99,9% de la materia existe en estado de plasma, como las estrellas y el espacio interplanetario, que están hechos de plasma. El plasma puede generarse mediante métodos artificiales, como la fusión nuclear, la fisión nuclear, la descarga luminiscente y diversas descargas. La estructura interna de una molécula o átomo está compuesta principalmente por electrones y núcleos. En circunstancias normales, es decir, en las tres primeras formas de las sustancias mencionadas anteriormente, la relación entre los electrones y los núcleos atómicos es relativamente fija, es decir, los electrones existen alrededor del campo nuclear en diferentes niveles de energía, y su energía potencial o cinética La energía no es grande. Cuando aumenta la temperatura de los gases ordinarios, el movimiento térmico de las partículas de gas se intensifica, provocando fuertes colisiones entre partículas y una gran cantidad de electrones en átomos o moléculas son eliminados. A temperaturas de hasta un millón, todos los átomos del gas están ionizados. La carga negativa total de los electrones libres ionizados es igual a la carga positiva total de los iones positivos. Este gas macroscópicamente neutro altamente ionizado se llama plasma. El plasma difiere en propiedades de los gases ordinarios. Los gases ordinarios están compuestos de moléculas y las interacciones entre moléculas son fuerzas de corto alcance. Sólo cuando las moléculas chocan puede la interacción entre moléculas tener efectos obvios, lo que teóricamente se describe en la teoría del movimiento molecular. En el plasma, la fuerza de Coulomb entre partículas cargadas es una fuerza de largo alcance, y el efecto de la fuerza de Coulomb excede con creces los posibles efectos de colisión local de corto alcance de partículas cargadas. Cuando las partículas cargadas en el plasma se mueven, pueden provocar que la concentración local de cargas positivas y negativas genere un campo eléctrico. El movimiento direccional de cargas crea una corriente eléctrica y crea un campo magnético. Los campos eléctricos y magnéticos afectarán el movimiento de otras partículas cargadas, acompañados de una fuerte radiación térmica y la conducción de calor pueden verse obligados por campos magnéticos a realizar movimientos giratorios, etc. Estas características del plasma lo distinguen de los gases ordinarios y se denominan cuarto estado de la materia. En el universo, el plasma es el estado de la materia más importante. Con el estudio del plasma, la investigación espacial, el desarrollo espacial y las nuevas tecnologías como los satélites, la aeroespacial y la energía entrarán en una nueva era. Investigación sobre descargas de gas desde el siglo XIX: la astrofísica comenzó a mediados del siglo XIX y la investigación en física espacial comenzó en el siglo XX; la investigación sobre la fusión termonuclear controlada comenzó alrededor de 1950 y se promovió la aplicación de la tecnología del plasma de baja temperatura; el desarrollo de esta disciplina. En la década de 1930, los británicos M. Faraday, J.J. Tang Musun, J.S.E Townsend y otros estudiaron sucesivamente los fenómenos de descarga de gas, lo que en realidad fue el período inicial de la investigación experimental del plasma. En 1879, W. Crookes de Inglaterra utilizó el término "cuarto estado de la materia" para describir el gas ionizado en un tubo de descarga de gas. El término plasma fue propuesto por primera vez por I Langmuir en los Estados Unidos en 1928, y se publicó oficialmente Plasma Physics. En 1929, L. Tonks y Langmuir, de Estados Unidos, señalaron la onda de densidad (onda de Langmuir) de los electrones en el plasma. La exploración del plasma espacial también se inició a principios del siglo XX. En 1902, para explicar el fenómeno de que las ondas de radio pueden propagarse a largas distancias, el británico O. Hevesey especuló que existe una ionosfera sobre la Tierra que puede reflejar ondas electromagnéticas. Esta hipótesis fue confirmada por los experimentos de E.V. Upton en Inglaterra. Los británicos D.R. Hartley (1931) y Upton (1932) propusieron la fórmula del índice de refracción de la ionosfera y obtuvieron la ecuación de dispersión del plasma magnetizado. En 1941, S. Chapman y V. C. A Ferrari del Reino Unido creían que el Sol emitiría una corriente de partículas cargadas a alta velocidad, que rodearía el campo geomagnético y provocaría que se comprimiera y deformara. A partir de la década de 1930, la magnetohidrodinámica y la dinámica del plasma fueron tomando forma gradualmente. La función de distribución de velocidades del plasma obedece a la ecuación de Focke-Planck. En 1936, Landau de la Unión Soviética dio la forma integral de colisión de los términos de colisión causados por colisiones de partículas en plasma. En 1938, A.A. Vlasov de la Unión Soviética propuso la ecuación de Vlasov, una ecuación libre de colisiones y sin términos de colisión. La integral de colisión de Landau y la ecuación de Vladov marcaron el comienzo de la teoría dinámica. H. Alvin de Suecia señaló en 1942 que cuando un fluido conductor ideal está en un campo magnético, se generarán ondas de corte (ondas de Alvin) que se propagan a lo largo de líneas de fuerza magnéticas. En 1942, S. Chandraseka de la India propuso un modelo de partículas provisional para estudiar el proceso de relajación. Landau demostró en 1946 que cuando se propaga una onda de Langmuir, los electrones vibrantes absorben la energía de la onda, provocando que la onda se atenúe, lo que se denomina amortiguación de Landau.
La teoría de Landau creó un nuevo campo de investigación sobre la interacción onda-partícula y la inestabilidad microscópica en el plasma. De 1935 a 1952, H. H. Bogoleubov de la Unión Soviética y M. Born del Reino Unido partieron del teorema de Liu Wei y obtuvieron un sistema abierto de ecuaciones llamado cadena BBGKY. A partir de esto se puede derivar la ecuación de Volasov, sentando una base teórica para la teoría de la dinámica del plasma. Después de 1950, la física del plasma floreció cuando Gran Bretaña, Estados Unidos, la Unión Soviética y otros países comenzaron a estudiar reacciones termonucleares controladas. El concepto de reacciones termonucleares apareció por primera vez en 1929. En ese momento, el británico Atkinson y el austriaco Hautmans propusieron la idea de que la energía liberada por la reacción termonuclear entre los núcleos de hidrógeno en el sol es la fuente de energía solar. Se trata de una reacción termonuclear natural autocontrolada. En 1957, J.D. Lawson del Reino Unido propuso las condiciones para lograr una ganancia de energía en reacciones termonucleares controladas, concretamente el criterio de Lawson. Desde la década de 1950, se han construido muchos dispositivos experimentales de fusión controlada, como el simulador de satélite y espejo magnético estadounidense y el Tokamak soviético. Estos tres dispositivos son dispositivos experimentales de fusión termonuclear por confinamiento magnético. Después de la década de 1960, se establecieron muchos dispositivos experimentales de fusión por confinamiento inercial. El problema del equilibrio del plasma toroidal confinado magnéticamente fue resuelto por V.D. Shafranov de la Unión Soviética. M. Crusca y Shafranov de los Estados Unidos derivaron el criterio más importante para la inestabilidad del plasma, a saber, la inestabilidad por distorsión. En 1958, I.B Bernstein de Estados Unidos propuso el principio de la energía para analizar la inestabilidad macroscópica. El coeficiente de transporte del plasma en un campo magnético toroidal fue estudiado por primera vez por D. Pfirsch (1962) de la República Federal de Alemania. Ellos dieron el coeficiente de difusión de un área de mayor densidad, mientras que A. A. Galeev de la Unión Soviética dio un coeficiente de difusión de. un área de densidad más pequeña. Coeficiente de difusión (1967). Esta teoría se aplicó al proceso de transporte en plasmas toroidales confinados magnéticamente, como el tokamak, y recibió el nombre de teoría neoclásica. Desde que la Unión Soviética lanzó su primer satélite artificial en 1957, muchos países han lanzado sucesivamente satélites científicos y laboratorios espaciales, obteniendo una gran cantidad de datos experimentales y de observación, lo que ha promovido en gran medida el desarrollo de la física del plasma astronómico y espacial. En 1959, el estadounidense J.A. Van Allen predijo la existencia de un fuerte cinturón de radiación sobre la Tierra. Experimentos posteriores lo confirmaron: el cinturón de Van Allen. En 1958, el estadounidense E.N. Parker propuso el modelo del viento solar. En 1974, el D.A. Gernet estadounidense certificó, basándose en datos de satélite, que la Tierra es una estrella radiante que emite radiación de onda larga y radiación térmica infrarroja. La fuente de radiación de la Tierra es la Tierra. Su rango de longitud de onda es de aproximadamente 4 ~ 120 micrones, que es radiación de onda larga. El 99% de la energía radiada se concentra en el rango de longitud de onda superior a 3 micras. La longitud de onda más fuerte de la radiación terrestre es de aproximadamente 9,7 micrones. Durante este período, se han seguido aplicando y promoviendo algunas tecnologías de plasma de baja temperatura basadas en tecnologías de arco y descarga de gas anteriores, como el corte por plasma, la soldadura, la pulverización catódica, la generación de energía de fluido magnético, la química del plasma, la metalurgia del plasma, la propulsión iónica de cohetes y así sucesivamente han promovido la investigación sobre las propiedades del plasma de baja temperatura de ionización incompleta. Después de 30 años de desarrollo, el Instituto de Física del Plasma de la Academia de Ciencias de China ha alcanzado el nivel internacionalmente avanzado en experimentos de física de plasma de alta temperatura e investigación de tecnología de ingeniería de fusión nuclear, y ha establecido amplios intercambios y cooperación internacionales. Ha establecido relaciones de cooperación estables con casi 30 países y regiones de Europa, Estados Unidos, Japón, Rusia y Australia, y ha lanzado una serie de proyectos de cooperación internacional, convirtiéndose en el "Laboratorio Abierto de la Academia de Ciencias del Tercer Mundo" y el "Laboratorio Abierto de la Academia de Ciencias del Tercer Mundo". World Laboratory Fusion Research Center"”, es una parte importante del grupo de trabajo de China del proyecto internacional de fusión termonuclear controlada ITER. Efecto iónico La ionosfera está formada por la superficie esférica de la atmósfera que contiene iones ionizados por la radiación solar. Esta es la región del plasma que forma las capas D, E, F1 y F2 con diferentes densidades de iones. Cuando la nave espacial vuelve a entrar en la atmósfera, la alta temperatura generada por la fricción forma un plasma denso en la superficie de la nave espacial. Cuando la densidad de electrones es lo suficientemente alta, la frecuencia del plasma es tan alta (normalmente 8 MHz) que la comunicación terrestre con la nave espacial se bloquea hasta que su velocidad disminuye. Se utiliza principalmente cuando la luz incide sobre una superficie metálica para excitar luz bidimensional o plasma. Se puede pensar en el plasma como una conexión entre fotones y electrones. El principio de mezcla se puede establecer cuando el plasma convertido a partir de luz se propaga sobre la superficie del metal (la longitud de onda del plasma es mucho menor que la longitud de onda de la onda de luz original; el plasma puede procesarse mediante instrumentos ópticos bidimensionales (reflectores, guías de ondas, lentes, etc.).
), el plasma se puede volver a convertir en señales luminosas o eléctricas. Sensores de plasma e instrumentos para el tratamiento del cáncer: Naomi Halas describe cómo los plasmas excitan la superficie de pequeñas capas de metal. La energía de las partículas con forma de arroz es muy alta y la luz utilizada en los experimentos espectroscópicos es de nivel micromolecular. El campo eléctrico del plasma en la punta curva del grano de arroz es mucho más fuerte que el campo eléctrico utilizado para excitar el plasma y aumenta considerablemente la velocidad y precisión de la espectroscopia. En otras palabras, el plasma a nanoescala se puede utilizar no sólo para identificar sino también para matar células cancerosas. Microscopía de plasma: Igor Smolyaninov informó que él y sus colegas pudieron obtener imágenes de objetos con una resolución espacial de 60 nm (o 30 nm con materiales prácticos), mientras que la excitación láser solo podía alcanzar los 515 nm. En otras palabras, el microscopio producido con esta resolución será mucho mejor que el método de difracción habitual; y este es un microscopio de campo lejano: no es necesario colocar la fuente de luz en un rango menor que la longitud de onda de la luz. Polarización de luz gigante y transmisión de luz: Gennady Shvets informa que cuando los fonones de una superficie son excitados por la luz, se crea un superprisma (una lente hecha de material plano). La longitud de onda del microscopio es una vigésima parte de la del microscopio de infrarrojos. Él y sus colegas pudieron obtener imágenes de características debajo de la superficie de la muestra, a las que llamaron "transmisión de luz gigante". La luz que incide sobre una superficie tiene una longitud de onda mucho menor que la luz ordinaria. Futuros circuitos plasmónicos a frecuencias de luz: Nader Engheta apoya la excitación plasmónica de nanopartículas que pueden diseñarse en condensadores, resistencias y sensores a nanoescala (varios componentes de los circuitos). El circuito puede recibir frecuencias de transmisión (1010 Hz) o microondas (1012 Hz), pero el circuito puede alcanzar frecuencias ópticas (1015 Hz). Esto permite la miniaturización y el proceso de detección de señales ópticas con nanoantenas, nanoguías de ondas y nanosensores. También es posible realizar nanocomputadoras, nanoalmacenamiento, nanoseñales e interfaces de moléculas ópticas. El plasma se utiliza principalmente en los siguientes tres aspectos. ① Fusión por plasma: se utiliza para fundir materiales que son difíciles de fundir mediante métodos ordinarios, como circonio (Zr), titanio (Ti), tantalio (Ta), niobio (Nb), vanadio (V), tungsteno (W) y otros. metales de alto punto de fusión también se utilizan para simplificar el proceso, como la obtención directa de Zr, Mo, Ta y Ti a partir de ZrCl, MoS, TaO y TiCl, respectivamente, polvos duros de alto punto de fusión, como carburo de tungsteno-cobalto, molibdeno; cobalto, molibdeno-titanio-circonio-carbono. Puede prepararse mediante fusión por plasma y solidificación rápida. La ventaja de la fusión por plasma es que la composición y la microestructura del producto son consistentes y pueden evitar la contaminación de los materiales del recipiente. Plasma ② Pulverización con plasma: Muchas piezas del equipo deben ser resistentes al desgaste, la corrosión y las altas temperaturas, por lo que es necesario pulverizar una capa de materiales con propiedades especiales sobre sus superficies. A través del método de solidificación rápida de deposición por plasma, se rocía polvo de material especial en la suspensión termoeléctrica para derretirlo y luego se rocía sobre el sustrato (parte) para enfriarlo y solidificarlo rápidamente, formando una capa superficial cercana a una estructura de red, lo que puede mejorar enormemente. la calidad de la pulverización. ③Soldadura por plasma: se puede utilizar para soldar acero y acero aleado; aluminio, cobre, titanio, etc. y sus aleaciones. Se caracteriza por soldaduras suaves, sin impurezas de óxido y puede reprocesarse, y una rápida velocidad de soldadura. Se utiliza para cortar acero, aluminio y sus aleaciones con grandes espesores de corte. En la tecnología eléctrica, el llamado plasma se refiere a sustancias ionizadas sin carga, incluidos iones, electrones y partículas centrales. El plasma contiene un número casi igual de electrones libres y de electrones anódicos. En un plasma, las partículas se han separado de las partículas centrales. Por tanto, cuando un plasma contiene una gran cantidad de iones y electrones, que es el mejor conductor de la electricidad, se ve afectado por un campo magnético, y cuando la temperatura es más alta, los electrones se separan de las partículas del núcleo. En los últimos años, los PDP compatibles con la tecnología de pantalla plana de plasma están realmente en pleno apogeo y son los mejores candidatos para los verdaderos televisores de pantalla plana en el futuro. De hecho, la tecnología de pantallas de plasma no es una tecnología nueva en el siglo XXI. Ya en 1964, la Universidad de Illinois en los Estados Unidos desarrolló con éxito un panel de pantalla de plasma, pero la pantalla de plasma en ese momento era monocromática. La tecnología de pantalla plana de plasma es ahora la última tecnología y es la mejor opción para imágenes de alta calidad y pantallas planas grandes. Los televisores de pantalla plana grandes permiten ver la televisión en cualquier entorno. Los paneles de plasma tienen una serie de píxeles que también contienen tres subpíxeles: rojo, verde y azul. El gas en estado de plasma puede reaccionar con los fósforos de cada subpíxel para producir rojo, verde o azul. Este fósforo es el mismo fósforo que se utiliza en los dispositivos de tubos de rayos catódicos (CRT), como televisores y monitores de computadora normales, de los que se obtienen los colores ricos y dinámicos que espera.
Cada subpíxel controlado por electrónica avanzada puede producir 654,38+600 millones de colores diferentes, lo que significa que puedes ver lo mejor fácilmente en una pantalla de menos de 6 pulgadas de grosor. La naturaleza de las inestabilidades del plasma que se desvían del equilibrio termodinámico. Generalmente hay dos maneras. Uno es la falta de homogeneidad de los parámetros macroscópicos del plasma, como la densidad, la temperatura, la presión y otras cantidades termodinámicas. La inestabilidad resultante cambia la forma general del plasma. Esta inestabilidad se puede analizar como inestabilidad macroscópica o composición espacial. usando magnetohidrodinámica (ver física del plasma), por lo que también se llama inestabilidad magnetohidrodinámica. La otra es que la función de distribución espacial de velocidad del plasma se desvía de la distribución de Maxwell. La inestabilidad resultante se llama inestabilidad microscópica o inestabilidad espacial de velocidad. Puede analizarse utilizando la teoría cinética del plasma, por lo que también se llama inestabilidad de aprendizaje. La inestabilidad del plasma (ya sea macroscópica o microscópica) también se puede clasificar según la energía impulsora que la provoca. Por ejemplo, inestabilidad de corriente causada por la inestabilidad del intercambio de energía magnética causada por la energía de expansión cuando el plasma se expande a una región de campo magnético débil; inestabilidad por deriva causada por la energía de expansión del plasma causada por gradientes de energía libre de densidad y temperatura correspondientes a una distribución o velocidad que no es de Maxwell; inestabilidad espacial causada por anisotropía de presión, etc. Diversas inestabilidades en el plasma pueden provocar el escape de partículas cargadas o aumentos anormales de los coeficientes de transporte, destruyendo así el confinamiento del plasma o limitando el tiempo de confinamiento. Por lo tanto, estudiar la inestabilidad del plasma, aclarar su mecanismo físico y explorar métodos de estabilización siempre han sido el tema central de la investigación sobre fusión termonuclear controlada y una parte importante de la física del plasma. Si la columna de plasma solo está limitada por el campo magnético angular generado por la corriente longitudinal, después de una ligera perturbación, la presión magnética interna en el punto de contracción aumenta y tiende a contraerse, y la presión magnética interna en el punto de expansión disminuye y tiende a expandirse, como una salchicha, por eso se llama inestabilidad de la salchicha. Corta el plasma y añade un campo magnético longitudinal para resistir la contracción y la expansión, estabilizándolo así. Si una columna de plasma cargada con una fuerte corriente longitudinal se perturba y se dobla ligeramente, el campo magnético en la parte cóncava se fortalecerá y el campo magnético en la parte convexa se debilitará, y la diferencia de presión magnética resultante amplificará la perturbación, y la columna de plasma se doblará rápidamente o incluso formará una hélice, que es inestabilidad torsional, puede estabilizarse mediante un campo magnético longitudinal. Si hay agua arriba y petróleo debajo, se intercambiarán con una ligera perturbación bajo la acción de la gravedad. Inestabilidades similares en los plasmas se denominan inestabilidades de cambio. Todas las situaciones anteriores pertenecen a la inestabilidad macro. Fusión nuclear La fusión nuclear es la principal opción para las soluciones energéticas futuras. La investigación del plasma a alta temperatura tiene como objetivo la fusión nuclear. La investigación sobre la fusión nuclear tipo Tokamak es uno de los principales enfoques de investigación sobre la fusión en el mundo hoy en día y también es la principal área temática de nuestro instituto. Nuestro instituto ha construido sucesivamente múltiples conjuntos de dispositivos experimentales de fusión nuclear y sistemas de investigación en tokamak, como HT-6B, HT-6M, HT-7 y EAST, y participó en el proyecto e investigación internacional ITER. Está previsto construir en el futuro un reactor experimental tokamak de combustión en estado estacionario y un reactor de demostración de fusión por confinamiento magnético en China para realizar la comercialización de la energía de fusión pura. Durante la construcción del tokamak y la investigación experimental de física del plasma, nuestro instituto ha desarrollado una serie de tecnologías de alta tecnología para garantizar el funcionamiento del tokamak, como diagnóstico, suministro de energía, microondas, criogenia, superconductividad, vacío, adquisición y procesamiento de datos, materiales. , seguridad y protección del medio ambiente, electrofísica y procesamiento de instrumentos de precisión, etc., y llevó a cabo diseños de nuevos conceptos e investigaciones técnicas relacionadas sobre reactores. En la economía nacional se han aplicado tecnologías como el suministro de energía de alta potencia, la refrigeración a baja temperatura a gran escala, el almacenamiento de energía superconductora, la superconductividad de alta temperatura y el desarrollo de equipos de física electrónica, y algunas tecnologías se han industrializado. Contribución a la investigación científica Desde la fundación de la República Popular China, el Instituto del Plasma ha llevado a cabo muchos proyectos importantes de investigación científica, como la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Comisión de Fundación Nacional y la Academia China de Ciencias, y ha logrado más de 200 resultados de investigaciones científicas, incluidos 105 resultados importantes. Plasma ha construido los dispositivos tokamak magnéticos convencionales HT-6B y HT-6M y el primer dispositivo tokamak superconductor de sección circular de China, el HT-7. En 2006, el Instituto de Plasma construyó de forma independiente el primer tokamak totalmente superconductor de sección transversal no circular del mundo en Taiwán. Dispositivo ESTE. La exitosa construcción de EAST ha sido evaluada por la comunidad internacional de fusión como "un logro extraordinario en la ingeniería de fusión mundial, y un logro sobresaliente y un hito importante en el desarrollo de la energía de fusión mundial". Este gran logro ganó el primer premio del Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología en 2008, y fue seleccionado entre los "Diez mejores avances científicos y tecnológicos de China" y las "Diez principales noticias de investigación básica de China" en 2006.
En teoría y experimentos de plasma, tecnología de reactores, tecnología de suministro de energía de alta potencia, control automático por computadora y tecnología de adquisición y procesamiento de datos, tecnología de alto vacío, tecnología de refrigeración de baja temperatura, superconductividad de baja temperatura y resultados de investigación en tecnología superconductora de alta temperatura. La tecnología de materiales especiales, el calentamiento por microondas a gran escala y la conducción de corriente han sido notables, y se ha acumulado un equipo integral de talento interdisciplinario. Ha construido un sistema de diagnóstico físico de plasma, un sistema de calefacción por ondas de 2 MW, un sistema de corriente de conducción por ondas de 2 MW, un sistema de suministro de energía por impulsos CA/CC con una potencia total de 200.000 kW, una subestación de 110 kV, la mayor estación líquida de 2 kW de China. sistema de refrigeración de helio y un sistema de vacío ultra alto, imanes híbridos estables de 200.000 Gauss, sistemas avanzados de control por computadora y adquisición y procesamiento de datos, grandes sistemas de prueba y producción de imanes superconductores y muchas otras instalaciones avanzadas. La bioingeniería de haces de iones es un nuevo campo de investigación en física y biología iniciado por investigadores del Instituto de Investigación del Plasma. Ahora ha formado una nueva rama interdisciplinaria: la bioingeniería de haces de iones. Este tema estudia principalmente el impacto de la radiación de iones de baja energía en la naturaleza sobre la evolución y la salud. A partir del posicionamiento preciso de los haces de iones y las células de haces de iones individuales, se estudia el mecanismo de interacción entre los haces de iones y los rayos y los organismos vivos. La tecnología de bioingeniería de haces de iones se ha utilizado ampliamente en la biotecnología industrial, la agricultura, la salud ambiental y otros campos, y ha logrado importantes beneficios sociales y económicos. Ha ganado numerosos premios nacionales importantes y se ha convertido en un "equipo líder" en este campo. La Investigación de Ingeniería y Materiales Solares ha emprendido muchos proyectos, como el Programa Nacional Clave de Investigación Básica 973, el Proyecto de Innovación del Conocimiento de la Academia China de Ciencias, así como investigaciones en células solares sensibilizadas por colorantes, materiales funcionales fotovoltaicos, cristalización de polímeros y otros campos, y ha logrado una serie de logros avanzados a nivel internacional. Los resultados de la investigación científica han hecho contribuciones positivas al desarrollo de la energía solar con características chinas. De acuerdo con los requisitos del esquema de desarrollo para la construcción de un país innovador, el Instituto del Plasma ha iniciado investigaciones de aplicaciones sobre la tecnología del plasma de baja temperatura en los campos del medio ambiente, nuevas energías, industria química, nuevos materiales, etc., y ha obtenido una serie de derechos de propiedad intelectual independientes que pueden desempeñar un papel importante en los logros de la alta tecnología. Pla***a Science and Technology, editada y publicada por el Institute of Plasma, es la única revista académica inglesa especializada en plasma en China y ha sido incluida en importantes bases de datos internacionales como SCI y SA. La aplicación del plasma en catálisis se centra principalmente en: conversión catalítica de metano por plasma a baja temperatura; oxidación con CO2 catalítica por plasma de alcanos con bajo contenido de carbono; tratamiento con plasma a baja temperatura de gases residuales como compuestos orgánicos volátiles.