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プラズマ



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プラズマ
プラズマ

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て、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

プラズマは分子や原子がイオン電子に分離したガス。

浮遊物が少ない宇宙空間ではこの状態が安定的に保たれる。

しかし、たくさんの分子が存在する大気中ではプラズマを当てると、
@気体分子中にある
電子が高いエネルギー状態になった『準安定状態』と、
A結合の手が余った状態の『ラジカル』が発生する。

大気圧下のプラズマは、電子イオン以外に準安定状態とラジカルで構成される。


イオン
電子、準安定状態は液中に入るとすぐに消滅するが、ラジカルは比較的安定で液中のイオンに結合したりエネルギーを与えたりする。
このラジカルを歯科医療に役立てようとしている。




 を1万度にするとプラズマになる。
水は100℃で水蒸気に。
プラズマを当てると原子に分解される。


ゴミから水素を取り出せる

プラズマとは、原子や分子から、電子が離れて、イオン電子が、混在した状態をさします。

実用的なプラズマの中には、イオン電子以外に、中性ではあるが電子が励起軌道に移動した原子分子(励起種:ラジカル)や、基底状態のままのガス分子も含まれています。



プラズマ(電離ガス)で止血

ガスに高い電圧をかけると、物質を構成する分子がバラバラになり、電子やイオンなどが入りまじった状態になる。この状態がプラズマで「個体」「液体」「気体」に次ぐ第4の状態とされる。

エネルギーの低いプラズマは大部分がガスのままなので温度が低く、手で触れてもやけどの心配がない。

沖野晃俊・東京工業大学准教授らは、内視鏡に取り付けられるプラズマ照射装置を開発。内視鏡手術で切除した傷口に当てると血液が凝固して出血が止まる。

様々な気体をプラズマ化して止血効果を試した。
生体が吸収しやすく安全とされる二酸化炭素が最も性能が良かった。

イオン温度・・・1億度

2004年、核融合科学研究所は大型ヘリカル(螺旋)装置を使い、核融合に必要なプラズマ状態でのイオン温度を1億1300℃に高めることに成功した。
核融合発電の実現にはイオン電子の双方の温度を1億度以上にする必要がある。

電子の温度はまだ5200万℃だが、イオンの温度を高められたことで核融合実現に一歩近づいた。

プラズマは水素などのイオン電子が数千万度の高温下で分離して飛び回る状態。


携帯で

大阪大学の北野勝久助教授と浜口智志教授らは、携帯できる超小型プラズマ発生装置を開発。乾電池と高電圧発生装置、ガラス管などの部品を小型ケース(3cm×3cm×10cm)に格納した。

プラズマの原料となるヘリウムの小型ボンベとつなぐ。ガラス管の中にヘリウムガスを流し、9ボルトの乾電池を電源にしてガス中で放電を起こしプラズマを作り出す。直径2mm長さ2cmのプラズマをガラス管の口から放出。

室温で殺菌力の強いプラズマが得られるので医療現場で利用できる。

プラズマクラスターイオンデバイス

原子から電子を離すことでイオン電子が飛び交うプラズマ状態にする装置が、PCIデバイス。

イオンはクラスター(ブドウの房)のように水分子に囲まれて漂い、雑菌のタンパク質を破壊する。シャープが得意。

PCIデバイスは人に感染する危険性のある鳥インフルエンザウイルス(H5N1)を10分間に99.9%分解できる






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