C.4.1 Fraction d'ionisation

Un plasma est au sens strict un gaz totalement ionisé. Mais par extension, on parlera aussi de plasma pour un gaz non totalement ionisé. On désigne par

$$\alpha = \frac{n}{n_0 + n}$$

la fraction d'ionisation du plasma, $n_0$ étant le nombre de particules neutres par unité de volume et $n$ étant le nombre de particules chargées par unité de volume. Dans le cas où la fréquence de collision entre électrons et neutres est supérieure aux fréquences de collision électrons/électrons et électrons/ions, on considère que le plasma est faiblement ionisé. Dans le cas où cette fréquence de collision est inférieure à la fréquence de collision entre particules chargées, le plasma est dit fortement ionisé. Ceci définit alors une fraction d'ionisation critique $\alpha_0$ au delà duquel le plasma est fortement ionisé^C.18.

Notes

... ionisé^C.18

Attention, cette fraction critique est assez faible du fait de la longue portée des forces d'interactions coulombiennes : pour de l'hélium à $1 \, \mathrm{eV}$, $\alpha_0 = {10}^{-7}$