Techniklexikon

Stosszeit

Plasmaphysik, Magnetohydrodynamik, in einem Plasma die mittlere Zeit, die ein Teilchen benötigt, um durch Wechselwirkung mit den anderen Teilchen eine kumulative Ablenkung um 90 Grad zu erleiden. Man unterscheidet nach den beteiligten Teilchensorten die Elektron-Elektron-Stosszeit , die Elektron-Ion-Stosszeit , die Ion-Elektron-Stosszeit  und die Ion-Ion-Stosszeit . Die Stosszeiten nehmen mit der Temperatur T zu, und zwar gemäss T^1,5. In einem Wasserstoffplasma, in dem Elektronen und Ionen die gleiche Temperatur haben, verhalten sich die verschiedenen Stosszeiten gemäss

zueinander. Bei einer Elektronendichte n_e und einer Elektronentemperatur T_e ist

wobei  den Coulomb-Logarithmus bezeichnet. Die Stosszeiten sind auch ein Mass für die Dauer bis zum Temperaturausgleich, wenn man zwei Teilchengruppen unterschiedlicher Temperatur mischt. Aus den angegebenen Verhältnissen ist ersichtlich, dass die Elektronen am schnellsten untereinander ins thermische Gleichgewicht kommen, gefolgt von den Ionen, und dass der Temperaturausgleich zwischen Elektronen und Ionen die längste Zeit benötigt. Aus diesem Grund können in einem Plasma die Temperaturen der Elektronen und Ionen voneinander abweichen, und in der Tat liegt bei den meisten Laborplasmen die Elektronentemperatur deutlich über der Ionentemperatur.