| 研究概要 |
強磁場を利用した熱プラズマ流の高機能化のため基礎研究として,真空チャンバー内の減圧熱プラズマ噴流に一対の超伝導コイルからなる磁石により磁場を印加して,熱プラズマ噴流の流動に及ぼす強磁場の影響について実験的な検討を行った.本研究ではトーチ先端から温度測定位置までの距離,プラズマトーチへの供給電流および印加する磁場の条件を種々に変えて測定を行い,強磁場の印加により熱プラズマ噴流は大きな影響を受けることを明らかにした.すなわち,線スペクトルの相対強度法から求めた超伝導磁石中心でのプラズマ励起温度は,印加する磁場の強さが増加するにつれて上昇し,磁場の強さの増加により噴流の半径方向への収縮の度合が大きくなり,噴流の高温域がより下流域まで伸長するようになることを示した.
また,デジタルビデオカメラによる熱プラズマ噴流の観測画像は,磁場の印加により超伝導磁石流入部で熱プラズマ噴流の明るく輝く領域が半径方向に収縮し,噴流中心の明るく輝く高温部分の輝きの度合も増加することを示した.さらに,コイル間中心の観測窓から撮影した画像は,印加磁場が増加するにつれて,プラズマ噴流の半径方向への収縮の度合が大きくなることを示し,印加する磁場が強くなるにつれ,測定位置での温度が上昇することを示した線スペクトルの相対強度法によるプラズマ温度の測定結果を裏付けた.
加えて,本光学計測系における集光系から光検出器までの光の波長に対する感度特性について検討を行ない,真空チャンバ内に取り付けたタングステンの薄板を用いた感度較正装置による数Paの高真空およびアルゴン雰囲気中での測定結果とタングステンフィラメント電球による測定結果との比較から,算出された励起温度は定性的には同様な傾向を示すことを明らかにした.
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