| Research Abstract |
温度が数万度に達する高周波誘導熱プラズマの最大の利点は,無電極で反応性の豊かな、しかもクリ-ンな熱プラズマ空間が実現できる点である.しかし、これは従来までは,数MHz以上の高周波域で点弧されており,その高温場は直径にして約50mmが限度であった.本研究は,従来までの数MHz周波数で点弧したプラズマに,さらに数十から百kHzの低周波大電流を重畳させ,低周波電力をプラズマ陽光柱内深くに注入し,その高温領域を拡大化しようとするものである.平成3年度では,当初計画通り,まず種火としての高周波プラズマト-チ部を設計,製作し,その長時間安定点弧に成功した.以下に成果を列挙する。
(1)13.56MHz、15kWの高周波電源を用いて安定,定常に誘導プラズマを形成できるコイル半径として30mmを理論解析から求め,ト-チを設計,製作した.さらに,この誘導コイルと電源間にマッチングのための大容量可変真空コンデンサ-を組み入れ.これを調整することにより任意の圧力,パワ-において高周波誘導プラズマを安定に点弧できることを確認した.アルゴンプラズマ圧力300、500、750 torr,プラズマパワ-8、12、14kWの条件下で安定に高周波プラズマを発生することができた.
(2)次に,この高周波誘導プラズマからの発光スペクトル(Ar輝線)を,購入した主要設備である分光器により観測し,プラズマ到達温度を計測した.プラズマ温度は,プラズマ圧力が高いほど,また,プラズマパワ-が大きい程,高温となり,760 torr,14kWでは,平均温度約9,000Kに達していることがわかった.
(3)上述の到達温度では,プラズマ導電性が極めて高く,次年度に予定している、第2の低周波成分の重畳の際に,低周波パワ-が有効に高周波部分に結合し、プラズマに吸収され、反応場の広域化が期待できる.
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