Плазма

Горячая плазма

Горячая плазма : учитываются температурные члены первого порядка, отношение масс сталкивающихся частиц велико.
 

Горячая плазма проявляет мощное нейтронное и жесткое рентгеновское излучение, очень опасное для людей. К тому же излучение уносит значительную часть энергии. Все это требует рационального решения.
 

Горячую плазму можно получать путем инжектирований ( впрыскивания) в ловушку ионов, предварительно ускоренных до нужной энергии.
 

Частицы горячей плазмы стремятся чрезвычайно быстро разлететься. Удержать необходимую концентрацию частиц очень трудно.
 

В горячей плазме уширение, происходящее иа-за столкновений излучающего центра с нейтральными атомами и обусловленное обрывом цуга колебаний, отвечавших испусканию монохроматической линии, также не играет существенной роли, так как в горячей и, следовательно, сильно ионизованной плазме соударение с нейтралом — это редкое событие. Производимое этим — механизмом уширение могло бы сравняться с уширением за счет эффекта Додплера только при высокой плотности нейтралов.
 

В горячей плазме налагающиеся гармоники создают возможность нефизической неустойчивости, проистекающей из взаимодействия гармонических мод, накладывающихся друг на друга. Если Лю / ( ос / и ( ос исов достаточно мало для некоторых чисел /, т и и, то 1-я и т-я гармоники искусственно сводятся вместе. Эта численная неустойчивость возникает из-за конечного ларморовского радиуса, который не может быть рассмотрен в одночастичном анализе; неустойчивость не имеет места в холодной плазме. Даже максвелловское распределение скоростей может быть неустойчивым.
 

В горячей плазме ( 1 — 10 кэВ или, что то же, 10 — 100 106 К) столкновения частиц настолько редки, что безусловно доминируют коллективные эффекты.
 

В полностью ионизированной горячей плазме электроны и ионы совершают только поступательное движение. Таким образом, согласно закону распределения энергии по квадратичным членам ( гл.
 

Например, горячая плазма, об исследовании которой речь будет идти ниже, может оказаться неравновесной, так что понятие температуры для нее будет лишено смысла. Оператор установки А может быть известен приближенно. Но в настоящей работе не будем останавливаться на этих вопросах, а предположим, что оператор установки известен точно и набор количественных характеристик z полностью описывает объект исследования.
 

Движение частиц горячей плазмы, помещенной в сильное магнитное поле, ограничивается магнитносиловыми линиями. Такую плазму называют замапшченной. Частицы ее совершают вихреобразные движения вдоль силовых линий магнитного поля и, таким образом, беспорядочное движение частиц приобретает упорядоченность.
 

Эффективным термометром горячей плазмы могут служить реакции, дающие 7 кванты которые сопутствуют горению топлива, или специально активируемые диагностическими присадками легких изотопов. Возможность одновременного детектирования, в условиях превышения гамма-фона нескольких 7-процессов дает путь к абсолютному измерению ионной температуры, не зависящему от значений начальных плотностей плазмы и их текущих флуктуации.
 

В случае горячей плазмы каждой частице придается такая скорость v, чтобы в пределах определенной области ( возможно, в нескольких ячейках для сохранения самой короткой длины волны X. Предположим, что реальное распределение по скоростям от — vmaK до t / max имеет вид, показанный на рис. 2.11, а.
 

Пробкотроны заполняют горячей плазмой, инжектируя быстрые атомы водорода. Проникая поперек магн, поля в плазму, они захватываются там вследствие ионизации и перезарядки и обеспечивают поддержание материального и энергетич.
 

Плазма крови лечебное средство

Заготовка плазмы в качестве лечебного средства началась еще в 30 годах прошлого столетия. Сейчас нативную плазму, полученную путем спонтанного оседания форменных элементов в течение 2 суток, уже давно не используют. На смену устаревшим пришли новые методы разделения крови (центрифугирование, плазмаферез). Кровь после заготовки подвергается центрифугированию и разделяется на компоненты (плазма + форменные элементы). Жидкая часть крови, полученная подобным образом, обычно замораживается (свежезамороженная плазма) и, во избежание заражения гепатитами, в частности, гепатитом С, который имеет довольно длинный инкубационный период, направляется на карантинное хранение. Замораживание данной биологической среды при ультранизких температурах позволяет хранить ее год и более, чтобы потом использовать для приготовления препаратов (криопреципитат, альбумин, гамма-глобулин, фибриноген, тромбин и др.).

В настоящее время жидкая часть крови для переливаний все чаще заготавливается методом плазмафереза, который наиболее безопасен для здоровья доноров. Форменные элементы после центрифугирования возвращаются путем внутривенного введения, а потерянные с плазмой белки в организме сдавшего кровь человека быстро регенерируются, приходят в физиологическую норму, при этом, не нарушая функции самого организма.

Кроме свежезамороженной плазмы, переливаемой при многих патологических состояниях, в качестве лечебного средства используют иммунную плазму, полученную после иммунизации донора определенной вакциной, например, стафилококковым анатоксином. Такую плазму, имеющую высокий титр антистафилококковых антител, используют также для приготовления антистафилококкового гамма-глобулина (иммуноглобулин человека антистафилококковый) – препарат довольно дорогостоящий, поскольку его производство (фракционирование белков) требует немалых трудовых и материальных затрат. И сырьем для него служит – плазма крови иммунизированных доноров.

Своего рода иммунной средой является и плазма антиожоговая. Давно замечено, что кровь людей, переживших подобный ужас вначале несет токсические свойства, однако спустя месяц в ней начинают обнаруживаться ожоговые антитоксины (бета- и гамма-глобулины), которые могут помочь «друзьям по несчастью» в остром периоде ожоговой болезни.

Разумеется, получение подобного лечебного средства сопровождается определенными трудностями, не глядя на то, что в период выздоровления потерянная жидкая часть крови восполняется донорской плазмой, поскольку организм обожженных людей испытывает белковое истощение. Однако донор должен быть взрослым и в другом отношении – здоровым, а его плазма должна иметь определенный титр антител (не менее 1 : 16). Иммунная активность плазмы реконвалесцентов сохраняется около двух лет и через месяц после выздоровления ее можно забирать у доноров-реконвалесцентов уже без компенсации.

Из плазмы донорской крови для людей, страдающих гемофилией или другой патологией свертывания, которая сопровождается снижением антигемофильного фактора (FVIII), фактора фон Виллебранда (ФВ, VWF) и фибриназы (фактор XIII, FXIII), готовится гемостатическое средство, называемое криопреципитатом. Его действующее вещество – фактор свертывания VIII.

Стоимость плазмовой терапии

Конечно, потенциальных клиентов клиник интересует, во сколько обойдется им плазмовая терапия. Стоимость курса напрямую зависит от обрабатываемой зоны и количества необходимых процедур. Омоложение шеи обойдется пациенту в 6 тысяч рублей. Чтобы сделать на всю поверхность лица плазмолифтинг (до и после фото говорят о его высокой эффективности), понадобится около 10 тысяч рублей. Цена лечения заболеваний кожи составляет 7 тысяч рублей за процедуру.

Именно высокая стоимость терапии стала причиной отрицательных отзывов о ней. Между тем, следует отметить, что добиться аналогичного эффекта в домашних условиях не удастся. После процедуры кожа выглядит холеной, ухоженной и здоровой.

Таким образом, новая методика дает возможность замедлить процессы старения человеческого организма. Кожа после проведения процедур становится эластичной и упругой, волосы приобретают силу и густоту, улучшается самочувствие. Плазмолифтинг, до и после фото подтверждают это, на сегодняшний день – одна из самых результативных омолаживающих техник, не предусматривающая хирургического вмешательства.

Состав плазмы крови

Состав плазмы крови поражает своим многообразием. В ней, кроме воды, которая составляет 90 – 93 %, присутствуют компоненты белковой и небелковой природы (до 10%):

плазма в общем составе крови

• Белки, которые забирают на себя 7 – 8 % от всего объема жидкой части крови (в 1 литре плазмы содержится от 65 до 85 граммов белков, норма общего белка в крови в биохимическом анализе: 65 – 85 г/л). Основными плазменными белками признаны альбумины (до 50% от всех белков или 40 – 50 г/л), глобулины (≈ 2,7%) и фибриноген;
• Другие вещества белковой природы (компоненты комплемента, липопротеиды, углеводно-белковые комплексы и пр.);
• Биологически активные вещества (ферменты, гемопоэтические факторы – гемоцитокины, гормоны, витамины);
• Низкомолекулярные пептиды – цитокины, которые, в принципе, белки, но с низкой молекулярной массой, они продуцируются преимущественно лимфоцитами, хотя другие клетки крови также к этому причастны. Не глядя на свой «малый рост», цитокины наделены важнейшими функциями, они осуществляют взаимодействие системы иммунитета с другими системами при запуске иммунного ответа;
• Углеводы, липиды, которые участвуют в обменных процессах, постоянно протекающих в живом организме;
• Продукты, полученные в результате этих обменных процессов, которые впоследствии будут удалены почками (билирубин, мочевина, креатинин, мочевая кислота и др.);
• В плазме крови собрано подавляющее большинство элементов таблицы Д. И. Менделеева. Правда, одни представители неорганической природы (натрий, хлор, калий, магний, фосфор, йод, кальций, сера и др.) в виде циркулирующих катионов и анионов легко поддаются подсчету, другие (ванадий, кобальт, германий, титан, мышьяк и пр.) – по причине мизерного количества, рассчитываются с трудом. Между тем, на долю всех присутствующих в плазме химических элементов приходится от 0,85 до 0,9%.

Вода – источник Н₂О для всех клеток и тканей, присутствуя в плазме в столь значительных количествах, она обеспечивает нормальный уровень артериального давления (АД), поддерживает в более-менее постоянном режиме объем циркулирующей крови (ОЦК).

Различаясь аминокислотными остатками, физико-химическими свойствами и другими характеристиками, белки создают основу организма, обеспечивая ему жизнь. Разделив плазменные белки на фракции, можно узнать содержание отдельных протеинов, в частности, альбуминов и глобулинов, в плазме крови. Так делают с диагностической целью в лабораториях, так делают в промышленных масштабах для получения очень ценных лечебных препаратов.

Среди минеральных соединений наибольшая доля в составе плазмы крови принадлежит натрию и хлору (Na и Cl). Эти два элемента занимают ≈ по 0,3% минерального состава плазмы, то есть, они как бы являются основными, что нередко используется для восполнения объема циркулирующей крови (ОЦК) при кровопотерях. В подобных случаях готовится и переливается доступное и дешевое лекарственное средство – изотонический раствор хлорида натрия. При этом 0,9% р-р NaCl называют физиологическим, что не совсем верно: физиологический раствор должен, кроме натрия и хлора, содержать и другие макро- и микроэлементы (соответствовать минеральному составу плазмы).

Преимущества процедуры

Косметологи и пациенты отмечают не только высокую эффективность, которой отличается плазмолифтинг. Отзывы, фото до и после процедуры также говорят о его преимуществах над другими технологиями омоложения.

Терапия собственной плазмой обладает следующими преимуществами:

1. Не вызывает аллергии. Лифтинг собственной плазмой крови – абсолютно нетоксичная процедура. Она не предусматривает использование каких-либо сторонних препаратов, компонентов и химических веществ.
2. Имеет быстрый реабилитационный период.
3. Продолжительный эффект, который дает плазмолифтинг лица. Фото до и после манипуляций подтверждают, что результат сохраняется на высоком уровне от одного до полутора лет.
4. Отсутствуют побочные действия и реабилитационный период.
5. В отличие от донорской крови, нет возможности заразиться инфекциями.
6. Кожа мгновенно обновляется, становясь молодой и привлекательной.

Нативная плазма

Нативной (или жидкой) плазмой называется слой надстоя стабилизированной (консервированной) крови, возникающий при оседании глобулярной массы крови. По мере оседания эритроцитов высота столба надстоя нарастает и в итоге в зависимости от особенностей состояния донора к моменту предоставления крови достигает 40-60% всей массы консервированной крови. Надетой содержит почти целиком стабилизатор-консервант. Таким образом, плазма составляет примерно лишь 80-85% всего объема надстоя. Хотя стабилизатор-консервант содержится в надетое в высокой концентрации, плазма, снятая впервые дни консервации, оказывается физически неустойчивой. Она легко флокулирует, дает более или менее крупные, а в отдельных случаях и тотальные сгустки, захватывающие весь столб снятой плазмы. Это обстоятельство резко сокращает сроки годности нативной плазмы. Практически ее следует использовать в день заготовки. Нативная плазма — ценнейший лечебный препарат по его стимулирующим антитоксическим, гемостатнческим и белковозаместительным свойствам. Этот препарат имеет самодовлеющее значение в лечебной практике. По некоторым проявлениям своего лечебного действия он может с успехом заменить цельную кровь. Однако цельная кровь не всегда может заменить нативную плазму. При состояниях эксикоза, выраженной интоксикации (в особенности в детской практике) нативная плазма имеет определенные преимущества перед цельной кровью. Практическая ценность нативной плазмы как лечебного средства определяется и тем, что введение этого препарата возможно различными путями. Нативную плазму можно вводить не только внутривенно, но внутримышечно и подкожно (в последнем случае в некотором разбавлении с физиологическим или глюкозо-солевым раствором: примерно в объемных отношениях плазмы и раствора 1:2, ввиду кислой реакции нитратной плазмы). Следует подчеркнуть, что при внесосудистых путях введения плазма не обнаруживает столь выраженного эффекта, какой обычно наблюдается при внутривенном ее введении, вследствие чего внесосудистые пути введения препарата правильно рассматривать как резервные и пользоваться ими следует лишь при серьезных технических затруднениях для внутривенного введения плазмы.

В детской практике с подобной ситуацией приходится встречаться довольно часто.

При переливании плазмы не требуется проводить реакцию на совместимость и не обязательно соблюдение одноименности групп крови донора и реципиента, хотя рациональнее пользоваться одногруппной плазмой. Проведение биологической пробы обязательно.

Области применения

Сегодня низкотемпературная плазма используется достаточно широко. Это обусловлено основными свойствами и простотой ее создания.

Низкотемпературная плазма используется:

• В качестве теплоносителя при создании плазмотрона;
• При создании источников связи;
• В плазмохимических процессах;
• При преобразовании тепловой энергии в химическую;
• При газоочистительных процессах;
• Для обработки поверхностей с целью стерилизации. О это методе можно почитать здесь.

Применение низкотемпературной плазмы может производиться в двух основных качествах:

• Как рабочий инструмент — тело, которое является основой рабочих установок и приборов.
• Как рабочий носитель – плазма в качестве теплоносителя применяется в основном в топливной энергетике.

Низкотемпературная плазма применяется для создания различных особых химических соединений (полимеров, порошков, металлов).

От Фарадея до Ленгмюра

Во второй половине 70-х годов XIX века член Лондонского королевского общества Уильям Крукс, весьма успешный метеоролог и химик (он открыл таллий и чрезвычайно точно определил его атомный вес), заинтересовался газовыми разрядами в вакуумных трубках. К тому времени было известно, что отрицательный электрод испускает эманацию неизвестной природы, которую немецкий физик Ойген Голдштейн в 1876 году назвал катодными лучами. После множества опытов Крукс решил, что эти лучи есть не что иное, как частицы газа, которые после столкновения с катодом приобрели отрицательный заряд и стали двигаться в направлении анода. Эти заряженные частицы он назвал «лучистой материей», radiant matter.

Наука
100 лет назад была впервые проверена теория относительности

Как устроен Токамак Токамак — установка тороидальной формы для удержания плазмы с помощью магнитного поля. Плазма, разогретая до очень высоких температур, не касается стенок камеры, а удерживается магнитными полями — тороидальным, созданным катушками, и полоидальным, которое образуется при протекании тока в плазме. Сама плазма выполняет роль вторичной обмотки трансформатора (первичная — катушки для создания тороидального поля), что обеспечивает предварительный нагрев при протекании электрического тока.

Следует признать, что в таком объяснении природы катодных лучей Крукс не был оригинален. Еще в 1871 году сходную гипотезу высказал крупный британский инженер-электротехник Кромвелл Флитвуд Варли, один из руководителей работ по прокладке первого трансатлантического телеграфного кабеля. Однако результаты экспериментов с катодными лучами привели Крукса к очень глубокой мысли: среда, в которой они распространяются, — это уже не газ, а нечто совершенно иное. 22 августа 1879 года на сессии Британской ассоциации в поддержку науки Крукс заявил, что разряды в разреженных газах «так непохожи на все происходящее в воздухе или любом газе при обычном давлении, что в этом случае мы имеем дело с веществом в четвертом состоянии, которое по свойствам отличается от обычного газа в такой же степени, что и газ от жидкости».

Нередко пишут, что именно Крукс первым додумался до четвертого состояния вещества. В действительности эта мысль гораздо раньше осенила Майкла Фарадея. В 1819 году, за 60 лет до Крукса, Фарадей предположил, что вещество может пребывать в твердом, жидком, газообразном и лучистом состояниях, radiant state of matter. В своем докладе Крукс прямо сказал, что пользуется терминами, заимствованными у Фарадея, но потомки об этом почему-то забыли. Однако фарадеевская идея была все-таки умозрительной гипотезой, а Крукс обосновал ее экспериментальными данными.

Катодные лучи интенсивно изучали и после Крукса. В 1895 году эти эксперименты привели Вильяма Рёнтгена к открытию нового вида электромагнитного излучения, а в начале ХХ века обернулись изобретением первых радиоламп. Но круксовская гипотеза четвертого состояния вещества не вызвала интереса у физиков — скорее всего потому, что в 1897 году Джозеф Джон Томсон доказал, что катодные лучи представляют собой не заряженные атомы газа, а очень легкие частицы, которые он назвал электронами. Это открытие, казалось, сделало гипотезу Крукса ненужной.

Первая плазма Снимок испытательного запуска корейского токамака KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Reactor) с получением «первой плазмы» 15 июля 2008 г. KSTAR, научно-исследовательский проект по изучению возможности термоядерного синтеза для получения энергии, использует 30 сверхпроводящих магнитов, охлаждаемых жидким гелием.

Однако она возродилась, как феникс из пепла. Во второй половине 1920-х будущий нобелевский лауреат по химии Ирвинг Ленгмюр, работавший в лаборатории корпорации General Electric, вплотную занялся исследованием газовых разрядов. Тогда уже знали, что в пространстве между анодом и катодом атомы газа теряют электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Осознав, что подобный газ имеет множество особых свойств, Ленгмюр решил наделить его собственным именем. По какой-то странной ассоциации он выбрал слово «плазма», которое до этого использовали лишь в минералогии (это еще одно название зеленого халцедона) и в биологии (жидкая основа крови, а также молочная сыворотка). В своем новом качестве термин «плазма» впервые появился в статье Ленгмюра «Колебания в ионизованных газах», опубликованной в 1928 году. Лет тридцать этим термином мало кто пользовался, но потом он прочно вошел в научный обиход.