超伝導磁石を用いた熱プラズマ噴流の高機能化に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku Gakuin University
• Principal Investigator: 小池 和雄 東北学院大学, 工学部, 教授 (20108575)
• Keywords: プラズマ / 噴流 / 強磁場 / 機能性流体 / 超伝導コイル / 光学計測 / MHD流れ

Research Abstract

本年度は,真空チャンバー(直径1m,長さ2.56m)内で,作動気体のアルゴンガスの質量流量とプラズマト-チへの出力電流を変えて熱プラズマ噴流を発生させ,ト-チから300mm下流で光学的温度計測を行った.プラズマ温度は,測定したプラズマからの光学的放射を分光分析し,線スペクトルの相対強度法を適用して算定した.線スペクトルの相対強度法を適用する際には,測定端子から解析装置までの光学計測システム全体の波長に対する感度が重要となる.この感度較正を行うために本年度製作した装置を用い,測定位置に設置したタングステン薄板からの光学計測システムによる放射光強度の測定結果と,表面温度の測定値に基づく理論放射強度との比較から波長に対する相対感度を求めた.
熱プラズマ噴流には,1対の超伝導コイルからなる磁場発生装置を用いて,両コイル作動および片側コイル単独作動の3つ異なる分布の磁場を印加した.印加磁束密度は,両コイル作動時には両コイル間の中心で0.5T,1T,1.25T,1.5T(この場合の両コイルの設定電流は35.72A,71.44A,89.36A,107.16A)であった.また,片側コイルの単独作動時のコイルの設定電流は,両コイル作動時の設定電流と同じ値とした.測定結果からは,熱プラズマ噴流に印加する磁場の強さが増加するにつれて測定位置でのプラズマ温度は上昇しており,熱プラズマ噴流に印加する磁場の強さが強くなるにつれて,噴流中心部の高温域が伸長することや,熱プラズマ噴流は周囲圧力により大きく影響され,周囲圧力が高くなるにつれて噴流の高温域は急激に減少することが明らかにされた.