| Research Abstract |
環境保全の面から,火力発電所の排ガスなどの有害廃棄物を,コロナ放電を用いた非平衡プラズマにより分解することが研究されているが,高エネルギー(数100keV)のパルス電子ビームを照射して分解することにより,分解効率が格段に向上することがパルスパワー装置を用いたアメリカでの実験により確認されている。また,連続運転の熱陰極電子銃による数mAの電子ビームを用いたガス分解装置の研究が,日本原子力研究所高崎研究所で行われており,プラズマ分解法に比べて高い分解効率を得ている。
これに対し,本研究は,原理的には任意幅の帯状電子ビームを生成できる,ワイヤ・イオン・プラズマ源を用いた横出し型二次電子銃を開発し,大量のガス処理に応用しようとするものである。本方式では,高繰り返し運転が可能で,ビーム電流も高く,上述の2方式の中間形態を持っている。
ワイヤ・イオン・プラズマ源は,使用気体をヘリウム(気圧4mTorr)とし,電源コンデンサの充電電圧5-10kVにおいて,パルス幅1μs,電流値150-300Aの放電電流を得ている。
実験に用いた電子銃の陰極は,イオン源に対する角度が45および60度のもので,ワイヤ・イオン・プラズマ源からの入射イオンビームの形状は幅400mm,厚さ10mmの帯状で時間幅は10-30μsである。現状では,作動排気用ポンプの能力が十分でないため電子銃部の真空度が低く,電子銃の陰極電圧として15kV程度までしか印加できないため,生成されたビーム電流も5A程度に留まっている。また,シミュレーションによると,電子ビームの形状を最適化するためには,電子銃の陰極形状を改良する必要がある。
今後,電極形状を改良し,入射イオンビームの厚さを絞り,さらに排気速度の大きい真空ポンプを用いることにより,電子銃部の真空度を向上させ,高エネルギーの電子ビームを生成する予定である。
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