Discussione: Analisi ai campi del Plasma

Salve ragazzi,

Ho scelto plasma perchè li spero di arrivare, ma per ora sono alla cella Comunque...qualche giorno fa osservando la relazione di Iorio-Cirillo mi son posto tutta una serie di domande. Cosi' ho cominciato a fare un'analisi ai campi della cella, per capire cosa succede. Più procedevo nel far conti (da buon ingegnere U_U) più scoprivo che la fenomenologia è terribilmente complessa. Il sistema difatti può essere suddiviso in diversi "effetti"

1) Campo elettrico nel conduttore di seconda specie
2) Effetto condensatore dovuto allo schermo di ioni (con tutte le conseguenze nell'alterazione della presenza di ioni nell'elettrolita)

Poi quando si innesca il plasma accade di peggio O.o abbiamo interazioni fra plasma e campo elettromagnetico ed elettrico...insomma un casino. Se poi ci mettiamo il termoelettrico (che è forse superiore a quanto ipotizzato) e la temperatura che varia, la cella diventa un incubo per qualsiasi studio ai campi. Eppure io ci sto provando. La cosa mi è utile perchè cosi' posso lavorar meglio con le leggi che dovrò usare per il rilevatore che devo progettare. LE idee ci sono, ma la teoria no, e quindi mi serve un modello anche approssimativo della cosa.
Una cosa son riuscito a tirarla fuori però, il becker della cella non è la forma migliore per questa.

Caro quantum, fate esperimenti con una cella di forma tronco-conica con agli estremi dei dischi che sono gli elettrodi. Se potete fatemi sapere come si comporta, secondo me meglio Infatti questa forma dovrebbe limitare le dispersioni dovute "all'elettrolita inutile". Da un punto di vista teorico è la forma migliore (o quasi, perchè si può ottimizzare ancora appena avrò la traiettoria precisa degli ioni) per la cella.
Attendo risposte

Un saluto a tutti.

Edited by Hellblow - 19/10/2005, 12:11

Caro Hellblow,

è vero analizzare ai campi il plasma è difficile, per gli enormi disturbi e l'emissione elettromagnetica non è una novità.
Lo schema a cella trono-conica esula la mia compernsione...spiegalo meglio please cosa vuol dire che gli elettrodi diventano dischi????

Non tanto per le emissioni, quanto per la molteplicità degli ambienti che sono presenti nella cella. Quelli creano problemi. Riguardo la forma degli elettrodi, in effetti non sono proprio dischi, o almeno non sono dischi piani, perchè in questo modo il plasma si forma mooolto difficilmente.
Ricordiamo l'effetto punta...
La forma ha un motivo legato al modello che sto facendo, che spero sia corretto O.o. Ovviamente si tratta di idealizzazioni, non tutto quello elgato al modello è realizzabile esattamente. Fra l'altro la tronco conica non è neanche la forma piu' adatta, sebbene sia vicina a quella adatta Datemi tempo

Bene bene bene...

Secondo me la forma della cella non è così importante. Tronco conica, o cilindrica, o sferica non cambia molto la storia. Perchè? Basta pensare a questo esempio: se introduco due elettrodi nel mare, il plasma si può innescare lo stesso, basta disporre gli elettrodi alla giusta distanza e basta che il mare presenti la giusta concentrazione di elettrolita (altri parametri sono la pressione e la temperatura). Con ciò voglio dire che, una volta instaurati dei filetti di conduzione fra anodo e catodo, tutto il resto della soluzione (il resto del mare nell'esempio) non conta più di tanto. La geometria della cella, a limite, influisce sui moti convettivi dell'elettrolita. A meno che non ti riferisca a

CITAZIONE

questa forma dovrebbe limitare le dispersioni dovute "all'elettrolita inutile"

se puoi, spiegami meglio questa parte.
Riguardo la geometria anodo-catodo invece mi trovi d'accordo, anodo piastra grande ricurva (concava) e catodo piastra piccola ricurva (semisfera convessa). Oppure va bene la geometria cilindrica del catodo, ma avvolta da una lamierina ricurva e avvolta intorno al catodo a fungere da anodo.

Che ne pensi?

Fammi sapere

Edited by Quantum Leap - 19/10/2005, 16:06

Curva o anche...a cono! (facilita l'innesco per effetto punta, ma sulla forma migliore ancora devo vedere bene.)

Riguardo la forma tronco conica il fatto è che se volessimo vedere la cella come un bel pezzo di conduttore (ok ha la sua resistenza e cosi' via, ma questo è determinabile) a che forma lo riconduciamo? Abbiamo una d.d.p. ai suoi capi, e poichè ci sono le differenze fra le superfici delle due "estremità" allora...il resto dell'elettrolita non fa altro che da zavorra inutile a parer mio ^^(oviamente in termini elettrici). In realtà la miglior forma non è neanche la tronco conica, ma su quella sto facendo i conti. Se riesco a superare il problema della variazione dei parametri elettrici nel tempo, posso fare un modello di quel che accade fino alal fase di innesco. Poi li dovrò rimetter mano ai conti, ma ho un'ideuzza a dir il vero

Ah, ho osservato i dati di Remond, sui prodotti di trasmutazione. Ho fatto un po di grafici e comparati con gli isotopi stabili (da 1-10 giorni di vita in poi), vediamo che trovo ^^

Grazie Remond per quei dati ^___^

Edited by Hellblow - 19/10/2005, 18:00

Ciao Hellblow,
hai considerato la possibilita' del catodo con l'estremita' a forma di cipolla? Lo dico solo per una mia intuizione che vorrei sia da te analizzata.
Ciao
Francesco

Cipolla in che senso, con cerchi concentrici sporgenti?
Le sporgene aumentano di molto il campo elettrico, nei pressi delle punte in particolare. Tuttavia le punte sono particolarmente esposte all'intenso calore, cosa che le fa fondere velocemente. Quindi la soluzione conica è quella che da credo il miglio rapporto fra resistenza del catodo ed effetto punta. Posso sempre sbagliarmi.
Da evitare invece una soluzione del tipo catodo sferico. Difatti questa annullerebbe l'effetto punta, sempre che questo abbia importanza.
Nel mio modello l'effetto punta viene tralasciato per ora, lasciando spazio invece ad altri parametri. In seconda battuta procederò a calcolar anche gli effetti delle punte

CITAZIONE (Hellblow @ 19/10/2005, 19:50)

Tuttavia le punte sono particolarmente esposte all'intenso calore, cosa che le fa fondere velocemente. Quindi la soluzione conica è quella che da credo il miglio rapporto fra resistenza del catodo ed effetto punta.

Ciao a tutti.
Scusate ragazzi sicuramente dirò una scemenza,, ma forse è una idea.
Se la punta fosse retrattile , voglio dire che dopo che si è innescato il plasma prima che la punta si fonda irrimediabilmente, farla retrarre all'interno di un conduttore di forma migliore piu resistente alla fusione.

Purtroppo sarebbe di difficile realizzazione. Per dilatazione termica si incastrerebbe nel foro che deve essere sufficientemente piccolo. Inoltre non conosciamo ancora l'importanza (che cmq è tanta) dell'effetto punta, sia prima che dopo l'innesco. Grazie dell'idea comunque ^^

Ps: ti seguo anche sulla pompa idrosonica eh? in gamba ^^

Edited by Hellblow - 20/10/2005, 01:13

CITAZIONE

Da evitare invece una soluzione del tipo catodo sferico. Difatti questa annullerebbe l'effetto punta, sempre che questo abbia importanza.

Dipende dal raggio di curvatura del catodo sferico. Di fatto, anche una punta è una semisfera (sull'estremità) ma con raggio di curvatura molto piccolo.



Edited by Quantum Leap - 20/10/2005, 13:22

Semisfera intendo curva grande
Quantum, riguardo il movimento delle particelle nel plasma cosa ne pensi?

Il moto è disordinato, anche se in ogni disordine ci possono essere delle armoniche utili a ottenere effetti misurabili e calcolabili. Un tramestio di ioni ed elettroni che, talvolta interferendo, talvolta risuonando,eccesi energetici e trasmutazioni.

Premesso che mi mancano ancora moltissimi elementi, posso iniziare a scrivere un paio di risultati.

Il campo elettrico del sistema evolve nel tempo seguendo diversi parametri. Uno di questi mi sta creando qualche difficoltà, parlo della concentrazione di ioni in ogni punto della cella. In ogni punto vi chiederete...si perchè il campo va analizzato punto per punto.
L'emissione termoionica d'altra parte è superiore a quanto ci aspettiamo. Non so di quanto, ma è sicuramente superiore.
Interessanti informazioni relative a migliorie che si possono apportare alla cella stanno venendo fuori, partendo dai materiali a usare fino alle geometrie più efficaci. Inoltre la cella comincia ad assomigliare a qualcosa di conosciuto...ma per ora mi fermo qui.
Altra cosa...se non mi sbaglio, il modo in cui sto procedendo mette in evidenza un fatto molto interessante...la possibilità di tirar fuori energia da quel catodo, senza usare acqua o altre diavolerie simili!

CITAZIONE (Hellblow @ 20/10/2005, 17:13)

Inoltre la cella comincia ad assomigliare a qualcosa di conosciuto...ma per ora mi fermo qui.
Altra cosa...se non mi sbaglio, il modo in cui sto procedendo mette in evidenza un fatto molto interessante...la possibilità di tirar fuori energia da quel catodo, senza usare acqua o altre diavolerie simili!

Caro Hellblow,

come sei misterioso!!!!Ti prego spiega meglio queste ultime affermazioni perchè io non capisco

Prima cerco conferme, poi ne parlerò ai Quantum ^^

Ciao Hellblow,
una mia curiosita': i calcoli li fai con un programma al computer? In ogni caso, i miei complimenti per come procedi alle tue investigazioni teoriche.
Ciao
Francesco

CITAZIONE (Hellblow @ 20/10/2005, 00:37)

Ps: ti seguo anche sulla pompa idrosonica eh? in gamba ^^

Era solo una idea strana!!!
comunque grazie.

No, ho creato un modello molto semplificato della cella, e su quella ho fatto i calcoli relativi al campo, poi man mano sto integrando el varie parti, controllandole con grafici e modelli al computer, per vedere le evoluzioni del sistema. Ma ancora sono all'inizio, sebbene qualcosa si veda ^^

dear amici,
intervengo anche in questo forum...
per hellblow,hai solo modelli al computer, oppure hai strumenti di misura che intervengono veramente sul plasma?

inoltre dovresti preparare almeno due modelli.,
in uno, il mio, i fenomeni avvengono tutti in quell'esiigua sezione di plasma attono al catodo, che viene semplicemente bombardato in superficie,oltre ad emettere termoionico. e subisce trasmutazioni...

nell'altra, chiamiamolo modello del giudice-iorio,i fenomeni sono indotti dentro le strutture cristalline del catodo stesso.
potresti verificare?
beh, vedo che qualche miglioramento c'è , anche se magari quando usate le mie fenomenologie , potreste darne atto, ma poi fate voi...

per ANC, ho sempre stranamente pensato che la velocità di spostamento degli elettroni in un plasma fosse identica a quella di un metallo, circa 2 mm/sec...non ho mai verificato la cosa , non so perchè ora...
ma si può trovare il dato reale della velocità in un plasma?
potrebbe anche essere sensibilmente inferiore, ora che ci penso...mah...
inoltre calcola le quantità di neutroni emessi per avere le trasmutazioni in decadimento per itterbio, tullio, eccc.
mille grazie
saluti

Al momento modelli al computer, mentre in parallelo progetto la testadi puntamento per lo strumento di misurazione della densità.
Riguardo le fenomenologie, non mi sto rifacendo a nulla di quel che ho letto sul forum a dire il vero, a parte i risultati sperimentali che uso solo come confronto.
Riguardo la velocità nel plasma dipende da come questo plasma si forma, dalla densità dello stesso, e da altri fattori che non elenco per ora. Inoltre secondo me li certe velocità si possono raggiungere anche per una sorta di effetto tunnel che si viene a creare (non di tipo quantistico), ma dovrei spiegarvi cosa credo che accada li, ed ancora è molto prematuro. Comunque vedremo
Ah, come ho detto altre volte, nessun vortice nel mio modello.

---Parte cancellata----

dear hellblow,
scusa ma mi sono dimenticato,
---Parte cancellata----
potresti preparare un modello dove il drift degli elettroni nel plasma e inferiore a 1micron/sec?
solo per prova...
se hai tempo...
ammiro tantissimo il tuo lavioro
saluti

Edited by Quantum Leap - 21/10/2005, 15:13

Caro Hellblow

Sono anch’io molto impaziente del completamento dei tuoi studi sul dispositivo che stai preparando. Mi auguro realmente che siffatta apparecchiatura possa permetterci di misurare la densita’ del plasma. Conoscendo la densita’ del plasma potremo cercare di determinare la densita’ delle cariche “no” presenti nel plasma. In questo caso potremo con estrema facilta’ determinare in modo analitico la pulsazione caratteristica del plasma, quindi la sua frequenza:



Con no= densita’ di carica espressa come 1/cm3

Rispondo a Thot:
Ti ringrazio della risposta che mi hai dato in una precedente discussione, molto interessante. Le tue osservazioni sperimentali danno forza alla teoria del condensatore, grazie ancora.

Per tutti i lettori:
Purtroppo non ho ancora nessuna notizia utile per quanto riguarda i neutroni. Il LEDIN e’ troppo poco sensibile nella configurazione attuale.


Un abbraccio neutronico a tutti voi

Edited by Ennio Vocirzio - 21/10/2005, 13:31

Salve a tutti, salve Ennio!

Rispondo a Rabazon...

CITAZIONE

poi magari ci spiegherai la fenomenologia che intendi modellizzare,

Ancora è troppo presto, e poi procedo lento per via dello strumento per la densità. Devo far due cose in parallelo. Piuttosto lei ha detto che ha un modello completo invece...magari divulgandolo lo si può verificare di sicuro i Quantum, Ennio, Remond, Meucci e gli altri (non cito tutti siete tanti ) potranno verificare con i dati la validità, e se va bene mi risparmierebbe fatica (probabilmente inutile)

CITAZIONE

per gli elettroni, modifica magari il tuo modello, come vedi è facilissimo prendere qualche granchio,

Uh...chi ha mai detto che nel mio modello gli elettroni si muovono solo nell'elettrolita o solo nel plasma? Un plasma poi può avere densità fortemente variabili, per cui anche la velocità degli elettroni varia. Non solo, un plasma non è detto che abbia densità costante, anzi proprio nella cella è improbabile per via delle forme del catodo ( quindi per il campo presente) ecc...(anche se in effetti questo tende a "livellarsi" consumandosi.) Anche il valore di neutralità del plasma e la sua conducibilità (quest'ultima può essere molto elevata) influiscono. Ma a questo punto urge ripasso sul Drifting per me. Vediamo se ricordo bene, non vorrei sbagliarmi su concetti importanti. In un conduttore accade che gli elettroni cozzano contro i reticoli cristallini (che sono MOLTO più grandi di un protone in plasma) e quindi deviano dalle loro traiettorie, sebbene tendino a seguir la corrente. Ora il moto a "zig-zag" di questi elettroni prende il nome di moto Browniano. Ovviamente il moto Browniano si oppone allo spostamento delle cariche, perchè le rallenta. E fin qui siamo d'accordo. Nel plasma però accade una cosa molto particolare, le forze Columbiane interagiscono con le cariche a lunga distanza, e quindi si creano degli schermi detti schermi di Debay. Ora il plasma tende ad assumere una conformazione di quasi neutralità, diminuendo l'effetto dei moti browniani (infatti le particelle in modo sono meno influenzate dalle cariche delle particelle del plasma perchè queste si dispongono in modo da annullarsi statisticamente.). Non solo, tale comportamento tende a sovrastare l'agitazione termica, a meno ovviamente di elementi di squilibrio nello stesso.

Sbaglio?

E poi è normale prender granchi nel campo scientifico, specie per chi ancora deve farsi le ossa come me e possiede pochissima esperienza riguardo questi fenomeni (statisticamente parlando, ho un'altissima probabilità di sbagliare!).

CITAZIONE

ma da qui a prenderci a insulti,ce ne deve correre tantissimo...

Non mi permetterei mai....non ho mai insultato nessuno. Credo nella cordialità fra le persone e nello scambio di idee. Un esempio? Nonostante la chiaccherata avuta fra me e Armando De Para riguardo la seconda legge, spesso la sera ci intranneniamo in chiaccherate riguardanti teorie scientifiche (molte parole e poche formule ovviamente, se no a quell'ora escono robe strane dato che il cervello è a nanna da un pezzo ^__^).

Un saluto a tutti.

Edited by Hellblow - 21/10/2005, 15:41

CITAZIONE

Anche il valore di neutralità del plasma e la sua conducibilità (quest'ultima può essere molto elevata) influiscono.   ....   .Ora il plasma tende ad assumere una conformazione di quasi neutralità, diminuendo l'effetto dei moti browniani (infatti le particelle in modo sono meno influenzate dalle cariche delle particelle del plasma perchè queste si dispongono in modo da annullarsi statisticamente.). Non solo, tale comportamento tende a sovrastare l'agitazione termica, a meno ovviamente di elementi di squilibrio nello stesso.

Proprio sulla conducibilità elettrica del plasma, devo dire, non ci troviamo. In che senso? Mi spiego:
quando si accende la cella e comincia la normale idrolisi, incrementando la tensione aumenta anche la corrente, seguendo la arcinota legge di Ohm. Anzi, in questo caso, anche se la soluzione è un conduttore di seconda specie, viene rispettata una certa relazione di tipo quasi lineare fra V ed I.
Le cose cambiano drasticamente quando si innesca il plasma. La corrente si stabilizza ad un valore (circa 1 A se lavoriamo a 0,2 M di K2CO3 e poco più di 2 A se lavoriamo a 0,5 M di K2CO3) e, anche se incrementiamo la tensione, fino al limite massimo di 330 Volts consentiti dal nostro Variac, la corrente rimane stabile... senza salire.

Una nostra interpretazione di questo fenomeno, che ci sembra abbastanza veritiera nei confronti di quanto sperimentalmente rilevato, è che il plasma, una volta innescatosi conduce malissimo la corrente elettrica comportandosi da isolante addirittura. La corrente elettrica tuttavia continua a circolare attraverso il colletto umido che si trova immediatamente sotto il cappuccio ceramico utilizzato come coprielettrodo. Tale colletto umido, chiamato banda di reazione mantiene chiuso il circuito elettrico ma, contemporanemente, offrendo una superficie limitata alla conduzione di corrente, la limita ad un valore fisso.... Ovviamente questa è solo una nostra interpretazione... siamo apertissimi a chiunque ne fornisca una più convincente.

Una spiegazione di questo fenomeno, arricchita di figure, la puoi trovare sulla nostra relazione dove c'è il diagramma del brusco "calo di corrente" successivo all'innesco e una schematizzazione dei "filetti di conduzione" nella banda di reazione a plasma innescato.

Fammi sapere che ne pensi.

In effetti da un punto di vista elettrico il circuito si comporta come un...Zener! Almeno da come lo descrivete Ma..se ad ostacolare la corrente non fosse il plasma ma lo schermo di ioni che si inspessisce? Diciamo una sorta di barriera di potenziale

Edited by Hellblow - 21/10/2005, 16:16