真空沿面フラッシオーバ機構の解明によるパルスパワー技術の基礎研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460110
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 林 宗明 京都大学, 工学部, 教授 (20025828)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 修 京都大学, 工学部, 助手 (70093333) ; 原 武久 京都大学, 工学部, 助教授 (20026214)
• Keywords: 真空沿面フラッシオーバ / スペーサ / コンディショニング / 放電痕

Research Abstract

荷電粒子加速を行なう形式のパルスパワー発生装置では、装置の大容量化と同時にコンパクト化が要請されている。このためには荷重粒子発生用ダイオードの電気絶縁を合理的に行なうことが重要である。本研究は真空沿面フラッシオーバの機構を解明して絶縁設計の手法を確立することを目的としている。本年度は円維台形、円柱形の模擬スペーサを用いて、主に雷インパルス電圧に対してフラッシオーバ試験、電流測定、放電痕跡の分布の観察等を行った。フラッシオーバ試験の結果から、予備電圧の印加と共にフラッシオーバ電圧が顕著に上昇する、いわゆるコンディショニング現象が観察された。この現象は、試験目的とは逆極性の予備電圧を用いたときにより顕著となる。このことを利用した「逆極性コンディショニング法」によれば、スペーサに関する信頼性の高い耐電圧特性が認めて簡単に得られる。この成果はすでに関係の国際会議で発表し、評価を受けている。さらに、コンディショニング現象は、フラッシオーバ機構と密接に関係していることが放電痕跡の分布の観察結果から明らかになった。すなわち、コンディショニングの進行と共に、放電痕跡はスペーサと陰極との接合部から離れて分布するようになり、十分にコンディショニングされた後は、接合部と無関係な陰極上にほぼ均一に分布する。放電痕の位置は放電開始点と一致するので、接合部が放電開始点になるという従来の考え方を一部修正する必要が生じてきた。コンディショニング現象が生じる原因としては、種々の実験から、スペーサおよび電極に吸着されて残留しているガス分子の影響が極めて大きいことが明らかになった。
次年度は、上記吸着ガスの除去法の研究を行なうと共に、当初より計画していたスペーサ表面の帯電電荷の計測とそれによるフラッシオーバ機構の解明を行なう予定である。

Research Products

• [Publications] O.Yamamoto,T.Hara,T.Nakae,M.Hayashi,I.Ueno: XIIIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum Vol.1. 250-252 (1988)