Simulazioni numeriche di plasmi non termici mediante modelli globali

Questo lavoro si focalizza nella descrizione fisica dei plasmi a bassa temperatura. Si riporta un'introduzione nella quale essi vengono descritti. Viene fornito un elenco di una serie di possibili applicazioni in ambito industriale e in ambito aerospaziale. In questo elaborato sono state descritte le principali lavorazioni al plasma, utilizzate principalmente nell'industria microelettronica, come ad esempio la deposizione e l'incisione. Vengono descritte inoltre le principali tecniche di propulsione elettrica elencando e descrivendo le principali tipologie di propulsori utilizzati. Vengono analizzati i plasmi anche a livello microscopico per studiarne la dinamica; si è visto come essi siano formati da un numero elevato di particelle cariche che si muovono in risposta alla forza elettromagnetica (forza di Lorentz) associata ai campi elettromagnetici e che esse urtano tra di loro, rendendo complesso il loro studio. Viene poi illustrato il processo di ionizzazione di un gas descrivendo la sua struttura atomica ed elencando alcuni dei processi che portano alla ionizzazione. Per lo studio del comportamento di un gas ionizzato le informazioni riguardanti le collisioni atomiche sono molto importanti ma allo stesso tempo difficili da raccogliere e catalogare; sono stati analizzati i diversi tipi di scambio di energia che avvengono tra le particelle (elastico, anelastico, superelastico, radiativo e attachment). Infine sono stati confrontati due diversi modelli cinetici per plasmi di Argon ad alta pressione. Sono state effettuate delle simulazioni numeriche, grazie all'utilizzo del software gratuito ZDPlaskin, per confrontare i risultati dei due diversi modelli cinetici a diversi livelli di campi elettrici ridotti.