2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18540485
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤塚 洋 Tokyo Institute of Technology, 原子炉工学研究所, 准教授 (50231808)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 治明 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教 (70262326)
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 発光分光計測 / 衝突幅射モデル / 衝突緩和 / 励起温度 / 原子衝突 / 励起状態数密度 / 衝突周波数 |
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| Research Abstract |
プラズマ中の中性粒子の励起状態数密度を求める計算手法である「衝突輻射モデル」を、アルゴンプラズマを対象として、大気圧非平衡プラズマに適用可能なように開発し直し、電子温度・電子密度、ガス温度の関数として励起状態数密度を求める計算コードを作成・開発した。ついで、開発したコードを用い、理論的な立場から、電子温度や電子密度を入力として与えた励起状態数密度から、逆に電子温度や電子密度、ガス温度が決定出来るかどうかについて、理論的な立場から検討を加え、実際の発光分光計測の対象となるエネルギー準位の特定を行った。その結果、エネルギー準位の密集するグループでは、基底状態分子との衝突緩和により励起温度がほぼガス温度に等しくなること、および、エネルギーギャップが大きく基底状態分子による衝突緩和が進みにくい準位間には、電子衝突の影響が強く表れることを見いだした。
そこで、アルゴン原子の4p,4p'のグループと5p,5p'のグループで決定される励起温度に着目すると、電子密度の高低に応じて、2つの特徴あるグループに分かれて、電子温度と一対一の対応が見いだされることが判明した。この2グループの差は、ガス衝突と電子衝突の衝突周波数の差であり、大気圧の場合およそ10^<14>cm^<-3>程度が両者の境界を与えることを見いだした。低電子密度であると予想される大気圧マイクロ波放電アルゴンプラズマジェットに対してこの方法を適用したところ、その電子温度はおよそ0.9eV程度であることが見いだされた。他研究者が行っている大気圧非平衡アルゴンプラズマのトムソン散乱計測等でも同様の値が報告されており、本研究で得られた分光測定法が、適切なものであると判断された。
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