Determination of fundamental data for plasmas by atmospheric pressure ion swarm experiment

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14974
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Tomakomai National College of Technology
• Principal Investigator: Okuyama Yui 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (50761699)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 大気圧プラズマ / イオン移動度 / クラスターイオン / イオン・分子反応 / 反応速度定数 / スオーム実験

Outline of Final Research Achievements

In this research, ion swarm experiment at atmospheric pressure was carried out for determination of fundamental data for plasmas such as rate coefficients of ion-molecule reactions and ion mobility. Monte Carlo simulation using rate coefficients of ion-molecule reactions and ion mobility was carried out for fitting to experimental data of ion mobility measurement. As the results, rate coefficients and ion mobility were estimated on clustered ions.

Free Research Field

放電基礎

Academic Significance and Societal Importance of the 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められている。それらのための基礎データはデータベースにまとめられているものの，低ガス圧力下でのデータが多く，大気圧下での基礎データは十分でないのが現状である。本研究では，これまでの低ガス圧力下で得ることの難しかったイオン・分子反応の反応速度定数を大気圧移動度測定結果より決定することを試み，いくつかのクラスターイオンについて実験結果とシミュレーション結果のフィッティングにより，イオン移動度，イオン分子反応の反応速度定数を推定することに成功した。