酸素-沃素レーザーのための静電霧化効果を利用した新しい励起酸素発生器の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450033
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 南里 憲三 東海大学, 理学部, 教授 (20056211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 滋 東海大学, 理学部, 助教授 (40297205) ; 砂子 克彦 東海大学, 理学部, 教授 (50056016) ; 藤岡 知夫 東海大学, 理学部, 教授 (70051381) ; 遠藤 雅守 東海大学, 理学部, 講師 (60317758) ; 武石 勝治 東海大学, 理学部, 助教授 (80056259)
• Keywords: 酸素-沃素レーザー / 励起酸素発生器 / 塩基性過酸化水素水溶液 / 過酸化水素 / 過酸化水素消費率 / 塩素ガス反応効率 / 励起酸素効率

Research Abstract

励起酸素の発生率を高くし、KOHを混合した塩基性過酸化水素水溶液(BHP)の過酸化水素H_2O_2の高効率利用法を確立し、現在1%以下しか利用できないという欠点を克服し、BHPの使い切りを可能とする新しい型の霧化型励起酸素発生器(SOG)を開発し、得られた結果は次の通りである。
1.これまでの測定では、発生する水蒸気量を飽和水蒸気圧として推定していた。そこで、水蒸気の定量測定を行うため新たにガスサンプリング装置を作成し、反応室内のガス分析を行い、反応によって生ずる水蒸気量、酸素及び残留塩素の定量を行った。
2.実験はBHP流量2.0ml/s一定で塩素流量を変化させて行い、塩素ガス反応効率、励起酸素効率、過酸化水素消費率を算出した。得られる酸素量が減少傾向に転じる投入塩素流量5.3mmol/sの時の塩素ガス反応効率、励起酸素効率はそれぞれ74%、78%であった。また、この時の過酸化水素消費率は23%であり、従来型Jet-SOGの0.5%未満と比較し、約50倍の効率を得た。
3.霧化型SOGの動作条件を最適化し、観測不能な物理現象への洞察を与えるための数値シミュレーションコードの開発を行った。コードは反応領域をガス流れ方向に1次元、BHP液滴の直径方向に1次元の座標で記述して計算した結果、塩素流量とSOGから排出されるガス分圧について実験結果と一致しており、コードの有効性が確認できた。

Research Products

• [Publications] N.Matsuoka: "Yb Fiber Laser Pumped Mid-IR Source Based on Difference Frequency Generation and Its Application to Ammonia Detection""Jpn.J.Appl.Phys.. 40・2A. 625-628 (2001)
• [Publications] G.Ohmae: "Spatial Spectrum Chirp Characteristics of a Martinez-Type Multipass Pulse Stretcher"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・10. 5864-5869 (2000)
• [Publications] S.Muto: "Parametric study of a mist singlet oxygen generator"Proc.SPIE. 4184. 91-94 (2000)
• [Publications] M.Endo: "Development of a prototype COIL for decommissioning and dismantlement"Proc.SPIE. 4184. 23-26 (2000)
• [Publications] K.Suzuki: "High pressure pulsed COIL assisted with an instantaneous production of atomic iodine"Proc.SPIE. 4184. 124-127 (2000)