기(氣) 플라스마(plasma)란?

기(氣) 플라스마(plasma)란?

 

기 플라스마는 기체가 액체화된 상태로 제4의 물질로 불리며

풍부한 전자기장의 오로라나 태양풍처럼

자기장의 폭풍 속에서 느껴지는 현상을 말한다.

 

 

실제로 수련의 정도가 깊어지면

번개와 같은 현상을 경험하게 되고

뇌성벽력(雷聲霹靂)을 동반하는 경험을 하기도 한다.

 

쉽게 말하면

우주를 축소시켜놓은 듯한 소우주를

몸소 체험하게 된다는 점이다.

 

 

하늘을 감동시켜야만 누릴 수 있는

절정에 다다른 현상이자

우주적인 현상이기에

하늘이 원하는 시간에 맞춰

용맹정진해야 하는 의무가 주어져 있기도 하다.

 

무엇이든지

하늘을 감동시키지 않고서는 힘들기에

때에 맞춰 움직이는 것이 중요하다.

 

 

기 플라스마는

초고온의 상태에서 이루어지고 있으며

대전체(帶電體, electrified body)와 같은 대전입자와 하전입자(荷電粒子)를 통해

전하 운반자(電荷 運搬子)를 거쳐 응집물질물리학(凝集物質物理學)처럼

전자기장의 풍부함을 인체전자석으로 흡인할 수 있다.

 

 

인체전자석은

기 플라스마 현상을 불러들일 수가 있고

초전도체로 형성된 인체전자석을 형성시킬 수가 있고

자연적인 플라스마현상이든

인공적인 플라스마현상이든

응용적인 플라스마현상이든

모두 다 가능한 상태로 작동시킬 수 있도록 준비되어져있기 때문이다.

 

그만큼 인체전자석의 원리는

우주를 포용함과 동시에 그 모든 원리를 감싸고 있는

초월적 우주논리이자 실존하는 현상을 대변하고 있기 때문이다.

 

 

그건 그렇고

자연적인 플라스마현상이 있는가하면

인공적인 플라스마현상이 있기도 하고

이를 응용한 플라스마현상도 있다.

 

자연적인 플라스마현상의 대표적인 것이 태양풍 또는 번개와 오로라현상이 있고

인공적인 플라스마현상의 대표적인 것이 충격파나 레이저를 이용하는 방법이 있고

응용적인 플라스마현상의 대표적인 것이 자기유체역학발전과 심우주 우주선용 추진기이다.

 

그밖에 다양한 플라스마의 유형이 있으며

인체전자석을 바탕으로 형성된 초전도체 또한

인체전자석의 또 다른 표현으로 쓰이기도 한다.

 

 

인체전자석 안에는 무궁무진한 세계가 함축되어져 있으며

기 플라스마를 비롯하여 경락유통과 우주사상

그리고 깨달음에 이르기까지 다양한 내용들이 내포되어져 있다.

 

인체전자석은

파고 들면 파고 들수록

그 신비로움에 놀라움을 금할 수 없을지도 모른다.

 

그만큼 오묘함과 심오함이 숨겨져 있고

단순하게 생각할

인체전자석이 아니라는 점을 강조하고 있는 것이다.

 

 

인체전자석 안에는

색즉시공(色卽是空) 공즉시색(空卽是色)도 포함되어져 있다.

 

 

 

플라스마로 이루어진 세상!

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=qjqh159&logNo=220849960579&parentCategoryNo=&categoryNo=1&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView#

 

안녕하세요! 전자공학도를 꿈꾸는 안재용입니다.

 

오늘은 플라스마가 우리 생활을 넘어

지구, 우주에 어떻게 이루어져있는지 알아볼게요!

 

태양과 별, 행성간 기체 등
눈에 보이는 우주의 거의 대부분은 플라스마로 이루어져 있습니다.

우주에는 자연 상태의 플라스마가 존재하는데,
별들은 그 자체가 이온화된 플라스마 상태라고 할 수 있죠!

 

플라스마 내에서 이온온도, 전자온도, 기체온도, 광자온도가 모두 같은 경우를
열역학적 평형 상태라고 하는데,
이런 경우는 별 내부의 강한 폭발처럼 아주 짧은 시간에만 존재할 수 있습니다.

우리는 일상생활에서도 끊임없이 플라스마를 접하고 있는데
낮의 태양, 밤하늘의 별, 방 안의 형광등, 길거리의 네온사인 등은
직접 접할 수 있는 플라스마이며
반도체, LCD 모니터, 핸드폰처럼 제조 공정에서
플라스마를 사용해 만들어진 제품들을 통해 간접적으로 접하기도 합니다~

자연에 존재하는 대표적인 플라스마 상태는 번개와 오로라가 있는데요,
공기 중에는 우주선의 전리 작용에 의해
원자로부터 전자가 튀어 나온 하전입자들이 포함되어 있습니다.

이와 같은 상태에서 강한 전압이 걸리면 전자들이 양극 쪽으로 이동하면서
공기 중의 기체를 이온화시키는데,
이때 전자들이 급격하게 만들어지면서 실처럼 가느다란 형태를 띠게 됩니다.

이것이 바로 플라스마 상태로서, 번개라고 부르죠!

구름에서 지면으로 내리꽂히는 벼락은
실제 전체 번개의 3분의 1에 불과 하는 사실!!

 

번개는 지구 곳곳에서 초당 100회 정도 일어나며,
번개의 전압은 1천만에서 1억 볼트에 달한다네요!

번개가 지나간 곳의 공기는 섭씨 3만 도로 급속히 가열됩니다.

팽창하면서 천둥소리를 동반하는 건 다들 아시죠?

 

한편 오로라는 태양 표면의 폭발로 우주 공간으로부터 날아온 하전입자들이

지구 자기장과 상호작용해

극지방의 100~150킬로미터 상공에서

대기 중의 기체 분자와 충돌할 때 생기는 방전 현상입니다.

 

매초 수십억 개의 하전 입자들이 우주 공간으로부터 지구에 쏟아지는데,

다행스럽게도 지구상에는 자기장이 형성되어 지상의 생명체를 보호해 주지요!

 

앞으로 플라스마를 사용하거나 응용할 수 있는 분야는 무궁무진한데요,

핵융합 에너지를 만들어 내는 인공 태양도 따지고 보면

우주의 플라스마를 인공적으로 만들어 내려는 것이라는 점!

 

앞으로 미래에 얼마나 많은 일이 일어날지

플라스마 하나만 봐도 느낌이 오시죠?

 

2018년 5월 7일 월요일

 

청아당 엄 상 호 詩

 

 

자료출처 :

다음백과사전에 의하면

플라스마(plasma)란?

물리학에서 기체를 이루는 원자나 이온화하여 생성되는 하전 입자의 무리를 일컫는 말.

 

물리학에서 물질의 고체·액체·기체에 이어서 4번째 상태로 일컬어진다.

플라스마를 실험적으로 생성하려면 기체를 초고온으로 가열하면 된다.

기체의 상당부분이 이온화되면 고체·액체·기체와는 전혀 다른 성질을 띠게 된다.

플라스마는 전기장이나 자기장과 같은 외부 영향과의 상호작용이 다른 물질 상태와는 특이한 반응을 보이며, 전기장과 자기장하에서 전도성 유체의 이와 같은 특이한 거동을 나타내는 자기유체역학의 법칙을 따른다.

 

자연에서 볼 수 있는 플라스마

과학자들에 의하면 우주 내의 물질 중에서 99％ 이상이 플라스마 상태로 존재한다. 태양과 같이 관측이 가능한 모든 항성과 성간, 행성간에 있는 물질, 그리고 행성의 외부 대기권이 플라스마로 이루어져 있다.

 

인공 플라스마

현재까지는 이와 같은 온도를 견디는 물질이 없기 때문에 열을 외부에서 가하지 않고 기체에 전기장과 자기장을 가해서 기체 분자 자체의 충돌을 발생시켜서 온도가 올라가게 하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 방법으로 플라스마를 형성하기 위해서는 매우 강한 전기장이 필요하다.

 

플라스마를 이용한 전력생산에서 또 하나의 가능성은 열-증기-역학적 에너지의 고리를 끊는 것이다. 이 방법 중의 하나로 발전기 이론이 있다. 플라스마가 자기장에 수직인 방향으로 운동하면 패러데이의 법칙에 의해 자기장과 플라스마의 운동방향에 수직인 방향으로 기전력이 생성된다. 이와 같은 발전기 효과에 의해서 플라스마 내에 전극을 설치하면 전류가 흐르게 된다. 이와 같은 방법을 이용하면 회전 터빈을 사용하지 않고 직접적인 방법으로 전류를 생성할 수 있게 된다(→ 자기유체역학발전).

 

발전기 이론과는 정반대의 모터 이론을 이용하면 플라스마를 가속시킬 수 있다. 예를 들어 쐐기 모양의 자기장을 플라스마에 가하면 자기장의 제곱근에 비례하는 추력이 생기게 된다. 이와 같은 기술에 입각한 모터가 심우주 우주선용 추진기로 제안되었는데 이를 이용하면 고속의 추력을 얻을 수 있어서 우주선에 적재하는 연료의 양을 줄일 수 있는 이점이 있다.

 

 

위키백과사전에 의하면

물리학에서 하전입자(charged particle) 또는 대전입자는 전하를 띄고 있는 입자를 의미한다. 대표적인 하전입자로는 전자나 양성자가 남아 도는 원자 또는 분자 상태의 이온이 있다. 뿐만 아니라, 전자나 양성자 자체, 또는 양전자와 같은 기본 입자들도 이에 해당한다. 또한, 헬륨 원자핵으로 구성된 알파 입자와 같이 전자가 없는 원자핵도 있다. 중성자는 전하가 없기 때문에 양성자와 같이 핵을 이루지 않는 이상 하전 입자라고 할 수 없다.

 

플라스마는 하전 입자들의 모임으로 원자핵과 전자가 분리되었을 뿐 아니라 하전입자가 상당히 많이 구성된 기체일수도 있다.

플라스마는 이와 같이 고체, 액체, 기체와는 다른 성질을 띄기 때문에 제4의 상태라고도 부른다.

 

전하 운반자(電荷 運搬子)는 전하가 운반되는 전자나 양공을 가리키는 말이다. 신호 운반자로 통신에서는 전파가 운반자가 되며 광기록에서는 빛, 자기기록에서는 자기장이 운반자이다.

 

응집물질물리학(凝集物質物理學, 영어: condensed matter physics)은 물질의 응집된 상의 물리적인 특성을 다루는 물리학의 분야다.

 

 

다음백과사전에 의하면

플라스마(plasma)란?

물리학에서 기체를 이루는 원자나 이온화하여 생성되는 하전 입자의 무리를 일컫는 말.

 

이는 때때로 물질의 고체·액체·기체에 이어서 4번째 상태로 일컬어진다. 플라스마를 실험적으로 생성하려면 기체를 초고온으로 가열하면 된다. 이때 원자와 분자 간에 격렬한 충돌이 일어나게 되어 전자와 이온으로 분해된다.

 

기체의 상당부분이 이온화되면 고체·액체·기체와는 전혀 다른 성질을 띠게 된다. 수소가 완전히 이온화하여 형성된 플라스마는 전자와 양성자(수소 핵)만으로 구성되어 있다. 플라스마는 전기장이나 자기장과 같은 외부 영향과의 상호작용이 다른 물질 상태와는 특이한 반응을 보이며, 전기장과 자기장하에서 전도성 유체의 이와 같은 특이한 거동을 나타내는 자기유체역학의 법칙을 따른다.

 

플라스마는 이온·전자·중성원자·분자·광자가 혼합체를 이루고 있으면서 내부의 전자가 이온과 결합해 중성 입자를 이루며 광자가 흡수·방출되고 있는 혼합체로 생각할 수 있다. 플라스마 상에 대한 현대적인 개념은 1950년대 초에 생겨난 비교적 새로운 개념이다.

 

 

유형

자연에서 볼 수 있는 플라스마

과학자들에 의하면 우주 내의 물질 중에서 99％ 이상이 플라스마 상태로 존재한다. 태양과 같이 관측이 가능한 모든 항성과 성간, 행성간에 있는 물질, 그리고 행성의 외부 대기권이 플라스마로 이루어져 있다.

 

플라스마 nθ(m-3) Tθ(K)

태양

중심구 1031 1.5Ⅹ107

광구 1020 4,200

채층(彩層) 1017~1020 5Ⅹ105

코로나 1013 1.5Ⅹ106

태양풍(지구주위) 5Ⅹ106 4Ⅹ105

성간 공간

H Ⅱ영역 106 104

H Ⅰ영역 102 100~125

은하간 공간 1 3(?)

지구

외부자기권 106~107 104

플라스마권 109~1010 104

전리층 1011~1012 250~3,000

금속 1028 104

 

여러 가지 자연 플라스마의 전자밀도와 온도

 

 

인공 플라스마

금속 결정에 있는 고체상의 플라스마를 제외하면 지구상에서는 자연적으로 발생하는 플라스마를 관측하기가 쉽지 않다. 따라서 연구소에서 연구나 기술 분야에의 응용을 위해서는 플라스마를 인공적으로 생성해야 한다. 칼륨·나트륨·세슘과 같은 알칼리금속은 이온화 에너지가 작아서 3,000K 정도의 온도로 가열하면 플라스마를 생성할 수 있다. 그러나 대부분의 다른 기체에서는 1만K 정도로 가열해야 어느 정도의 이온화가 일어난다. 현재까지는 이와 같은 온도를 견디는 물질이 없기 때문에 열을 외부에서 가하지 않고 기체에 전기장과 자기장을 가해서 기체 분자 자체의 충돌을 발생시켜서 온도가 올라가게 하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 방법으로 플라스마를 형성하기 위해서는 매우 강한 전기장이 필요하다. 전기장은 전극이나 변압기 작용을 이용하여 발생시키는데 변압기 방법을 이용하여 실험적으로 1,000만K의 온도와 1019/m3의 전자밀도를 갖는 플라스마를 생성하는 것이 가능하다. 이온과 전자를 따로 거울계(mirror system : 자기장을 특별히 설계하여 플라스마를 가둘 수 있게 한 장치)에 주입하면 앞의 경우에 비해 온도는 높지만 전자의 밀도는 작은 플라스마를 생성할 수 있다. 충격파나 레이저를 이용하는 방법도 있다.

 

 

응용

플라스마를 실용적으로 이용할 수 있는 분야는 미래의 전력 생산이다. 현재까지 전력을 생산하는 주된 방법은 열원을 이용하여 물을 증기로 바꾸어서 이를 이용해 터빈을 회전시키는 것이다. 여기서 사용하는 열원으로는 석유, 석탄, 천연 가스와 같은 화석연료를 연소시키거나 원자로에서 일어나는 핵분열반응을 이용했다. 최근에는 이때 사용하는 열원으로서 중수소와 삼중수소의 플라스마를 이용한 핵융합반응을 이용하기 위해 시도하고 있다.

 

2가지 수소의 동위원소를 이용해 핵융합반응을 일으키면 많은 양의 에너지가 반응물의 운동 에너지의 형태로 발생하게 된다. 반응로 주위에 매개물을 설치하여 이와 같은 부산물을 흡수하면 열이 발생하게 된다. 이와 같은 방법으로 전력을 생산하기 위해서는 약 1억K의 플라스마 온도가 필요하며 플라스마 밀도와 유지 시간의 곱이 약 1020s/㎥보다 큰 값을 가져야 한다. 지금까지도 많은 진전이 있었지만 아직까지 이와 같은 수준에는 도달하지 못했다.

 

플라스마를 이용한 전력생산에서 또 하나의 가능성은 열-증기-역학적 에너지의 고리를 끊는 것이다. 이 방법 중의 하나로 발전기 이론이 있다. 플라스마가 자기장에 수직인 방향으로 운동하면 패러데이의 법칙에 의해 자기장과 플라스마의 운동방향에 수직인 방향으로 기전력이 생성된다. 이와 같은 발전기 효과에 의해서 플라스마 내에 전극을 설치하면 전류가 흐르게 된다. 이와 같은 방법을 이용하면 회전 터빈을 사용하지 않고 직접적인 방법으로 전류를 생성할 수 있게 된다(→ 자기유체역학발전).

 

발전기 이론과는 정반대의 모터 이론을 이용하면 플라스마를 가속시킬 수 있다. 예를 들어 쐐기 모양의 자기장을 플라스마에 가하면 자기장의 제곱근에 비례하는 추력이 생기게 된다. 이와 같은 기술에 입각한 모터가 심우주 우주선용 추진기로 제안되었는데 이를 이용하면 고속의 추력을 얻을 수 있어서 우주선에 적재하는 연료의 양을 줄일 수 있는 이점이 있다.

 

압력이 1/1,000기압 정도에서 전류가 크지 않으면 글로 방전(glow discharge)이 일어난다. 네온 관, 형광등과 같은 광원에서 발생하는 빛은 이같은 원리에 의해서 발생하는데 고압의 전기 방전에 의해서 생성되는 플라스마로 발광되는 것이다. 이와 같은 플라스마에서의 이온화도는 매우 작은 값이지만 전자밀도가 1016~1018/m3에 이르며 온도는 10만K에 이른다. 전류가 흐르게 하는 전자는 음극 주위에서 생성되며 플라스마는 음극과 양극 사이에 존재한다.

 

전류가 증가하면 음극에서 발생하는 에너지가 충분히 크게 되어 음극에서 발생하는 전자에 의해서 전류가 흐르게 되어 음극에 전압이 작게 걸리게 된다. 이와 같은 새로운 방전 단계를 아크 방전이라고 하는데 이것은 넓은 압력 범위에서 일어날 수 있다. 아크는 용접, 교류의 정류와 같은 전기 스위칭, 고온 화학 등의 분야에서 이용된다. 동심의 전극에 아크를 발생시키고 이 사이에 기체를 주입하면 고온·고압의 플라스마가 발생하는데 이를 플라스마 제트라고 하며 화학과 야금 분야에서 널리 이용되고 있다.