放電光定量化計測による雷雲内放電誘発に関する基礎研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650239
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 荒井 健次 神戸大学, 工学部, 教授 (80031079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮原 一典 和歌山工業高等専門学校, 教授 (50043518) ; 中本 聡 神戸大学, 工学部, 教務職員 (10198260) ; 竹野 裕正 神戸大学, 工学部, 助手 (90216929)
• Keywords: 誘雷 / 消雷 / レーザ生成プラズマ / 放電光計測 / 衝撃波

Research Abstract

本研究課題では、雷雲中での消雷を想定したレーザ光生成プラズマの諸特性を明らかにすることを目的としているが、以下のような研究成果が得られた。
プラズマ生成実験は、微水滴を標的として行った。この条件下では、プラズマ生成に必要なレーザ光エネルギーのしきい値は、約1/3に低下する。イメージコンバータカメラとCCDカメラよりなる放電光定量化測定装置を用いて、プラズマの発光の空間分布について、その時間変化を測定することに成功した。この実験データを解析するプログラム群をパーソナルコンピュータとワークステーション上で新たに開発し、これによる解析結果を用いて、プラズマの成長および減衰過程を定量的に評価することができた。一方でこの現象の物理機構を明らかにするべく、点爆発より生じる衝撃波についての数値計算を行った。実験結果とよく適合する計算結果が得られ、レーザエネルギー注入後のプラズマの振る舞いは、衝撃波の伝搬特性で記述できることが判明した。
さらに、放射光のスペクトル解析実験を行った。放射光の絶対強度を時間および波長の二次元空間内で測定した。事前に、空気中およびSF_6ガス中での短ギャップ放電を対象として、システムの較正実験を行い、その有効性を確認した。測定法をレーザ光生成プラズマへ適用し、密度と温度の推定を行ったところ、他のグループの報告に近い値が得られた。
当研究グループでは、実験をさらに弱電界印加時の誘導電流測定へと発展させている。この結果を本研究課題の成果と合わせることにより、より詳細かつ信頼性のある知見が得られると期待される。

Research Products

• [Publications] S.Zhou: "Image Measuring and Processing System for Observation of Short-Gap Discharge in Gasses" Proc.of Int.Conf.on Elec.Meas.& Inst.1. 74-77 (1992)
• [Publications] H.Takeno: "Basic experiment on extinction of lightning by laser induced discharge in cloud" Proc.8th Int.Symp.on High Vol.Eng.3. 293-296 (1993)
• [Publications] T.Kawamura: "Temporal Evolution of CO_2 Laser Produced Plasma" Memoirs of the Fac.of Eng.,Kobe Univ.1. 61-72 (1993)