प्लाज्मा टार्च

प्लाज़्मा टॉर्च (जिसे प्लाज़्मा आर्क, प्लाज़्मा गन, प्लाज़्मा कटर या प्लास्माट्रॉन के रूप में भी जाना जाता है) प्लाज़्मा (भौतिकी) का निर्देशित प्रवाह उत्पन्न करने के लिए उपकरण है। प्लाज्मा जेट का उपयोग अपशिष्ट निपटान के लिए प्लाज्मा कटिंग, प्लाज्मा आर्क वेल्डिंग, प्लाज्मा छिड़काव और प्लाज्मा गैसीकरण सहित अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

प्रकार
प्लाज्मा टॉर्च में प्रत्यक्ष धारा (डीसी), प्रत्यावर्ती धारा (एसी), रेडियो-फ्रीक्वेंसी (आरएफ) और अन्य डिस्चार्ज द्वारा थर्मल प्लाज्मा उत्पन्न होते हैं। डीसी टॉर्च सबसे अधिक उपयोग और शोधित हैं, क्योंकि एसी की तुलना में: कम फ्लिकर उत्पन्न होती है और ध्वनि होता है, अधिक स्थिर संचालन, श्रेष्ठ नियंत्रण, कम से कम दो इलेक्ट्रोड, कम इलेक्ट्रोड खपत, थोड़ा कम अपवर्तक [गर्मी] घिसाव और कम विद्युत् की खपत होती है।

स्थानांतरित बनाम गैर-हस्तांतरित
डीसी टॉर्च दो प्रकार की होती हैं: गैर-हस्तांतरित और स्थानांतरित। गैर-स्थानांतरित डीसी टॉर्च में, इलेक्ट्रोड टॉर्च के भाग/आवास के अंदर होते हैं (वहां चाप बनाते हैं)। जबकि स्थानांतरित टॉर्च में इलेक्ट्रोड बाहर होता है (और सामान्यतः उपचारित होने वाली प्रवाहकीय पदार्थ होती है), जिससे आर्क को बड़ी दूरी पर टॉर्च के बाहर बनने की अनुमति मिलती है।

इस प्रकार स्थानांतरित डीसी टॉर्च का लाभ यह है कि प्लाज्मा चाप पानी से ठंडा होने वाले भाग के बाहर बनता है, जिससे गर्मी की हानि को रोका जा सकता है - जैसा कि गैर-स्थानांतरित टॉर्च की स्थितियों में होता है, जहां उनकी विद्युत-से-तापीय दक्षता 50% तक कम हो सकती है। किंतु गर्म पानी का उपयोग स्वयं किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, स्थानांतरित डीसी टॉर्च का उपयोग ट्विन-टॉर्च सेटअप में किया जा सकता है, जहां टॉर्च कैथोडिक और दूसरा एनोडिक है, जिसमें नियमित रूप से स्थानांतरित एकल-टॉर्च प्रणाली का पूर्व लाभ है, किंतु गैर-प्रवाहकीय पदार्थो के साथ उनके उपयोग की अनुमति देता है। क्योंकि अन्य इलेक्ट्रोड बनाने के लिए इसकी कोई आवश्यकता नहीं है। चूँकि, इस प्रकार के सेटअप विरल हैं क्योंकि अधिकांश सामान्य गैर-प्रवाहकीय पदार्थो को प्लाज्मा टॉर्च की स्पष्ट काटने की क्षमता की आवश्यकता नहीं होती है। इसके अतिरिक्त, इस विशेष प्लाज्मा स्रोत विन्यास द्वारा उत्पन्न डिस्चार्ज को जटिल आकार और द्रव गतिशीलता की विशेषता होती है, जिसकी पूर्वानुमान करने के लिए 3डी विवरण की आवश्यकता होती है, जिससे प्रदर्शन अस्थिर हो जाता है। गैर-स्थानांतरित टॉर्च के इलेक्ट्रोड बड़े होते हैं, क्योंकि वे प्लाज़्मा आर्क द्वारा अधिक घिसाव झेलते हैं।

उत्पादित प्लाज्मा की गुणवत्ता घनत्व (दबाव), तापमान और टॉर्च शक्ति (जितना अधिक उतना श्रेष्ठ) पर निर्भर करती है। टॉर्च की दक्षता के संबंध में - यह निर्माताओं और टॉर्च प्रौद्योगिकी के बीच भिन्न हो सकता है; चूँकि, उदाहरण के लिए, लील-क्विरोज़ की रिपोर्ट है कि वेस्टिंगहाउस प्लाज़्मा कार्पोरेशन के लिए "90% की थर्मल दक्षता आसानी से संभव है;" दक्षता चाप शक्ति के प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करती है जो टॉर्च से बाहर निकलती है और प्रक्रिया में प्रवेश करती है।

थर्मल प्लाज्मा डीसी टॉर्च, गैर-स्थानांतरित चाप, गर्म कैथोड
डीसी टॉर्च में, इलेक्ट्रोड (जो तांबे, टंगस्टन, ग्रेफाइट, चांदी आदि से बना हो सकता है) के बीच विद्युत चाप बनता है, और थर्मल प्लाज्मा वाहक के निरंतर इनपुट से बनता है। कार्यशील गैस, प्लाज्मा जेट/लौ के रूप में बाहर की ओर प्रक्षेपित होती है (जैसा कि निकटवर्ती छवि में देखा जा सकता है)। डीसी टॉर्च में, वाहक गैस, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, आर्गन, हीलियम, वायु या हाइड्रोजन हो सकती है; और चूँकि इसे ऐसा कहा जाता है, इसका गैस होना आवश्यक नहीं है (इस प्रकार, श्रेष्ठ होगा कि इसे वाहक द्रव कहा जाए)।

उदाहरण के लिए, प्राग, चेक गणराज्य में इंस्टीट्यूट ऑफ प्लाज़्मा फिजिक्स (आईपीपी) में शोध प्लाज़्मा टॉर्च, H2O के साथ कार्य करता है भंवर (साथ ही चाप को प्रज्वलित करने के लिए आर्गन का छोटा सा मिश्रण), और उच्च तापमान/वेग प्लाज्मा लौ उत्पन्न करता है। वास्तव में, चाप स्थिरीकरण के प्रारंभिक अध्ययनों में जल-भंवर का उपयोग किया गया था। कुल मिलाकर, पर्याप्त शक्ति और कार्य को बनाए रखते हुए, अत्यधिक इलेक्ट्रोड क्षरण या ऑक्सीकरण (और इलाज की जाने वाली पदार्थो के संदूषण) से बचने के लिए इलेक्ट्रोड पदार्थ और वाहक तरल पदार्थ का विशेष रूप से मिलान किया जाना चाहिए।

इसके अतिरिक्त, एक बड़े, अधिक प्रक्षेपित प्लाज्मा जेट को बढ़ावा देने के लिए वाहक गैस की प्रवाह-दर को बढ़ाया जा सकता है, परंतु कि चाप धारा पर्याप्त रूप से बढ़ी और इसके विपरीत होती है।

एक वास्तविक प्लाज़्मा टॉर्च की प्लाज़्मा लौ अधिक से अधिक कुछ इंच लंबी होती है; इसे काल्पनिक लंबी दूरी के प्लाज़्मा हथियारों से पृथक किया जाना चाहिए।

यह भी देखें

 * प्लाज्मा (भौतिकी)
 * प्लाज्मा (भौतिकी) अनुप्रयोग लेखों की सूची
 * प्लाज्मा स्रोत