TÜ füüsika instituudi teaduri Rasmus Talviste poolt läbi viidud üheaastase sildgrandi (PSG639 "Gaasi ja ionisatsiooni parameetrite eksperimentaalne määramine atmosfääri rõhul plasmameditsiinis rakendatavates gaasisegudes.") eesmärgiks oli määrata atmosfäärirõhul töötavas plasmas kasutatavate gaasisegude (He:N2, He:O2, Ar:N2 ja Ar:O2) elektrilised omadused. Atmosfäärirõhul töötav plasma leiab kasutust pindade töötlemisel, struktureerimisel ja söövitamisel, õhukeste kilede kasvatamisel (nt. aatomkihtsadesatamine), toiduainetööstuses steriliseerimiseks, taime seemnete idanemise parendamiseks (nt. pildil oa seemnete töötlemine) ning biomeditsiinis vähi ja haavade ravil, hambaravil ja steriliseerimisel.
Projekti käigus määrati katseliselt gaase iseloomustav oluline elektriline parameeter, ionsisatsioonikoefitsient, mis iseloomustab ühe elektroni põrkel aatomite või molekulidega tekkivate elektronide arvu. Mõõtmised He:N2, He:O2, Ar:N2 ja Ar:O2 gaasisegudes viidi läbi unikaalses katseseadmes, mis võimaldas tekitada Townsendi pimelahendust. Lisaks koostati katsetulemuste kirjeldamiseks analüütiline mudel. Töö tulemuste põhjal on avaldatud juba kaks teadusartiklit ja veel kaks on vormistamisel. Ionisatsioonikoefitsiendi täpne katseline määramine on oluline atmosfääri rõhul töötavate plasmade (nt. plasmajuga) täpseks kirjeldamiseks. Täpsus on eriti oluline plasmameditsiinis, kus mudelite ja katsetega määratakse kindlaks rakenduseks olulised plasma tööparameetrid ja omadused ning teades gaasisegu ionsisatsioonikoefitsienti, saab neid muuta vajaliku "plasma doosi" saamiseks näiteks plasmaga haavade-, hamba- või vähiravil.
Ilmunud artiklid
R.Talviste, P. Paris, J. Raud, T. Plank, and I. Jõgi, Experimental determination of the first Townsend ionization coefficient in mixtures of He and N2. J. Phys. D. Appl. Phys. 54 2021
R.Talviste, P. Paris, J. Raud, T. Plank, K. Erme and I. Jõgi, Experimental determination of the first Townsend ionization coefficient in mixtures of Ar and N2. J. Phys. D. Appl. Phys. 54 2021