2021 Fiscal Year Research-status Report
大気圧イオンスオーム実験によるプラズマ基礎データ決定の挑戦
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19K14974
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| Research Institution | Tomakomai National College of Technology |
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Principal Investigator |
奥山 由 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (50761699)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 負イオン / 移動度 / イオン・分子反応 / 反応速度定数 / 大気圧プラズマ / 酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，大気圧プラズマの医療，環境，農業をはじめとした幅広い産業分野における応用研究が進んでいる。それらのためのスオーム実験によって得られる基礎データは，様々なデータベースにまとめられ，今日の放電プラズマ研究の基盤となっている。しかしながら，移動度測定をはじめとした多くのスオーム実験は低ガス圧力下で行われ，大気圧下における実験は少ないのが現状である。
本研究では，大気圧下においてイオン移動度測定を行い，得られた実験結果を再現するイオン・分子反応およびイオン移動度を基にしたシミュレーションの構築，それらをフィッティングすることによって，クラスターイオンに至るまでの反応速度係数をはじめとしたプラズマ基礎データについて検討していくことが目的である。具体的には，①実験によるデータ収集，②シミュレーションモデルの構築，③実験とシミュレーション結果のフィッティングによる基礎データの検討の3つを行っていく。
2019年度に①実験によるデータ収集のための実験装置構築が完了し，②については簡単なシミュレーションモデルを構築し，これまでの実験結果との比較，検討を始めた。2020年度については，COVID-19感染拡大防止のために実験を行うことが難しく，その代替としてシミュレーションを中心に研究を進めた結果，これまでの実験結果とシミュレーション結果を比較することによって，移動度と反応速度係数の推定が可能であることを示唆する結果が得られた。
2021年度においては，2020年度に実施が難しかった①実験によるデータ収集に着手したが，年度後半に実験装置の故障もあったため，実験データが十分に取得できたとは言えず，追実験が必要な状況である。③実験とシミュレーション結果のフィッティングによる基礎データの検討については，シミュレーションを拡張し，より詳細な検討を行うことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では2021年度が研究期間の終了予定年度であったが，特に2020年度についてCOVID-19感染拡大防止のために実験を行うことが難しかったことで，研究終了予定の2021年度において実験データを十分に得られてはいない状況である。したがって追実験が必要であるため，2022年度まで研究期間を延長することとした。そのため、(3)やや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度については，COVID-19感染拡大防止のために実験を行うことが難しかった実験データを収集する予定であったが，装置の故障もあったため十分に得られてはいない状況である。そこで，研究期間を1年間延長することにした。実験装置の故障については，実験に使用する高電圧電源の故障が主な要因であったため，2022年度に同等品を購入し追実験を完了する予定である。
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| Causes of Carryover |
2021年度については，2020年度にCOVID-19感染拡大防止のために実験を行うことが難しく，実験データが不足しているため，研究期間を1年間延期することにした。それに伴い一部の実験を2023年度に行うため，それに必要な経費である。
2021年度に高電圧電源の故障が原因で実験装置に不具合が発生したため，2023年度に同等品の電源装置を購入して，残りの実験を完了させる予定である。
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