Предположим, что эти трудности как-то нами преодолены. Но останутся другие: к нашему конденсатору необходимо подать энергию, равную 5- 10й джоулей, или 140 миллионам киловатт-часов. Попросту говоря, чтобы разделить в такой плазме заряженные частицы, Волжская ГЭС имени В. И. Ленина должна направлять всю свою энергию в течение 3 суток в наш маленький объем.
Нам не удастся выделить из плазмы даже и сотой доли процента всех электронов. Ведь и при этом придется приложить напряжение порядка десятков миллиардов вольт.
Но приложим к нашему конденсатору 2 тысячи вольт или, что то же самое, создадим в плазме электрическое поле напряженностью 1 000 вольт на сантиметр. Тогда всего лишь 10~9 процентов электронов отделится от общего их числа, но плазма тем самым станет менее нейтральной.
Итак, оперируя разумными значениями напряженности поля, можно нарушить нейтральность плазмы всего лишь на миллиардную долю процента. Это и значит, что плазма является квазинейтральным веществом.
Условие квазинейтральности, конечно, зависит от плотности заряженных частиц. В плазме газоразрядных приборов, где концентрация всего лишь 1012, а напряженность электрического поля достигает 1 000 вольт на сантиметр, уже 1 процент электронов будет отделен от положительных ионов. В такой плазме значительно больше свободы для движения отдельных зарядов.
Но даже и без внешних электрических полей электроны и положительные ионы на некотором расстоянии могут передвигаться раздельно. Понятно, что такая плазма не абсолютно нейтральна. Каждый электрон обладает некоторой средней тепловой энергией, зависящей от температуры плазмы. Очевидно, что он в своем движении может уйти от других заряженных частиц плазмы, но при этом будет тормозиться возникающим при разделении зарядов электрическим полем и остановится тогда, когда потеряет свою тепловую энергию.
Можно показать, что среднее расстояние, на котором электрон, обладающий тепловой скоростью, может свободно двигаться в плазме, составляет небольшую величину. На этих расстояниях плазму уже нельзя считать нейтральной.
Для плазмы с температурой 20° С и концентрацией тысяча миллиардов (1012) электронов в кубическом сантиметре расстояние это очень мало и равно примерно микрону. При сверхвысокой температуре в 10 миллионов градусов частицы в плазме чувствуют себя свободнее и могут передвигаться уже на несколько десятых миллиметра. Казалось бы, это небольшое расстояние. Однако даже такая «свобода» делает горячую плазму весьма капризным веществом.
