¿Cuánto tiempo tarda el plasma en irradiar su calor?

Digamos que tenemos 1 gramo de plasma (argón) a 1 millón de kelvin confinado en el vacío con electroimanes. Si mantenemos los imanes encendidos pero apagamos el dispositivo que calentó el plasma, ¿cuánto tiempo tardará en enfriarse?

Una forma aproximada que me viene a la mente sería calcular la potencia radiada de acuerdo con la ley de Stefan-Boltzmann, suponiendo que el plasma es tan denso que irradia como un cuerpo negro.

Respuestas (1)

Dado que su plasma se encuentra en un entorno de vacío, la única forma de que pierda energía es por radiación (se desprecia la transferencia de conducción a través de los imanes). Por lo tanto, debe considerar qué cuerpos rodean su plasma y qué modelo radiativo es el mejor para ellos. Supongo que puedes considerar un cuerpo negro con la simple ecuación de Stefan.

El modelo más común es el NEC (coeficiente de emisión neta). Eche un vistazo a este artículo que describe con bastante precisión el intercambio de radiación de plasma de argón. Con el modelo NEC y P1 se puede tener en cuenta la potencia emitida y la energía absorbida por el propio plasma.

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/16649/CFM2007-0901.pdf?sequence=1

Una vez que obtienes la potencia emitida por el plasma, creo que solo tienes que integrar la ecuación de balance de energía para obtener la cantidad de energía perdida con el tiempo. Luego, debe considerar la evolución de la temperatura de este plasma y determinar cuándo realmente deja de existir (¿su temperatura es igual a la temperatura circundante? No sé ...). Esto puede ser bastante difícil porque el campo de temperatura no es uniforme (pero tal vez pueda comenzar con uno uniforme para obtener los primeros resultados).

¡Gracias! Aunque esperaba una aproximación. "El plasma puede durar 30 min", por ejemplo. :D
Lo siento, me acabo de dar cuenta de que este artículo está en francés... Si tengo una idea de la duración, te lo diré por días.