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大気圧コロナ放電の放電波形によるラジカル生成量の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18760210
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関東京大学

研究代表者

小野 亮  東京大学, 高温プラズマ研究センター, 准教授 (90323443)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード非熱平衡プラズマ / パルスコロナ放電 / ラジカル / レーザ誘起蛍光法 / 放電波形 / ガス温度 / ストリーマ
研究概要

当初予定通り、パルス幅をナノ秒オーダで制御できる高圧パルス電源を作成し、パルスコロナ放電のパルス幅を変化させたときに、活性種の生成エネルギー効率がどのように変化するかを調べた。具体的には様々なパルス幅において(1)レーザ誘起蛍光法(LIF)によるOHラジカル密度計測、(2)紫外線吸収法によるオゾン濃度計測、(3)発光分光法による励起準位N_2(C)およびOH(A)密度計測、および(4)間接励起発光分光法によるN_2(A)密度計測を行った。その結果、OH、オゾン、N_2(C)、N_2(A)は、パルス幅が短いほど生成エネルギー効率がよいという結果が得られた。このときパルス幅が閾値以下では、ラジカル生成量は放電エネルギーと共にほぼ線形に増加するものの、閾値以上では放電エネルギーを増やしてもラジカル生成量がほとんど増えない現象が観測された。すなわちパルス幅が一定値を越すと、その部分は特定の活性種にとっては生成に寄与しないことが示された。また閾値以下でも、一次ストリーマと二次ストリーマによる生成効率は大きく異なり、ラジカルの種類によっても異なる値を示した。一方OH(A)については、パルス幅によらず生成エネルギー効率はほぼ一定という結論が得られた。以上の結果から、パルス幅を制御することで、ラジカルの種類別の生成量をある程度制御できる可能性を示すことができた。この他、ラジカル生成量の測定に欠かせないラジカル計測技術の開発も平行して進め、これまでストリーマ放電では計測できなかったN_2(A)の直接計測に成功した。測定には可視域のレーザ誘起蛍光法を用いた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Measurement of gas temperature and OH density in the afterglow of pulsed positive corona discharge2008

    • 著者名/発表者名
      R. Ono and T. Oda
    • 雑誌名

      J. Phys. D 41

      ページ: 35204-35204

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical diagnosis of pulsed streamer discharge under atmospheric pressure2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ono and T. Oda
    • 雑誌名

      Int. J. Plasma Env. Sci. Technol. 1

      ページ: 123-129

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ozone production process in pulsed positive dielectric barrier discharge2007

    • 著者名/発表者名
      R.Ono, T.Oda
    • 雑誌名

      Journal of Physics D 40・1

      ページ: 176-182

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 大気圧正負ストリーマ放電の挙動観測2007

    • 著者名/発表者名
      豊田 和彦, 小野 雄人, 小野 亮, 小田 哲治
    • 雑誌名

      2007年静電気学会春期講演会論文集

      ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Oxygen atom behaviour in the nonthermal plasma2006

    • 著者名/発表者名
      T.Oda, Y.Yamashita, K.Takezawa, R.Ono
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506

      ページ: 669-673

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic oxygen generation by the sub-microsecond pulse streamer in atmospheric pressure by TALIF2006

    • 著者名/発表者名
      R.Ono, K.Takezawa, T.Oda
    • 雑誌名

      5th International Symposium on Nonthermal Plasma Technology

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of atomic oxygen in nonthermal plasma by using two-photon absorption laser induced fluorescence spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      H.Doita, K.Takezawa, R.Ono, T.Oda
    • 雑誌名

      Proceedings of ESA/IEEE-IAS/IEJ/SFE Conference on Electrostatics 2006 2

      ページ: 825-832

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 2光子励起レーザ誘起蛍光法を用いた火炎中の窒素原子ラジカルの観測2006

    • 著者名/発表者名
      土井田 尚, 小野 亮, 小田 哲治
    • 雑誌名

      2006年静電気学会講演論文集

      ページ: 109-110

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] コロナ放電のパルス幅がラジカル生成量に与える影響2008

    • 著者名/発表者名
      豊田和彦、小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 年月日
      2008-03-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Optical measurement of atmospheric pressure plasma2008

    • 著者名/発表者名
      R. Ono
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Science & Technology Interchange Project "High Pressure Plasma, Fundamentals and Applications-Environmental Protection and Nano-Processing
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      2008-03-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] コロナ放電のパルス幅がラジカル生成量に与える影響2008

    • 著者名/発表者名
      豊田和彦、小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      2008年静電気学会春期講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-03-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧パルスコロナ放電中の準安定準位N_2(A)の挙動観測2008

    • 著者名/発表者名
      桃原千尋、小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      2008年静電気学会春期講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-03-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パルスコロナ放電のガス温度 およびOH密度計測2007

    • 著者名/発表者名
      小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      2007年静電気学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] コロナ放電のパルス幅がオゾン生成量に与える影響2007

    • 著者名/発表者名
      豊田和彦、小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      2007年静電気学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧パルスコロナ放電下でのレーザ誘起蛍光法によるN_2(A)挙動観測2007

    • 著者名/発表者名
      桃原千尋、小野亮、小田哲治
    • 学会等名
      2007年静電気学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Atomic oxygen behavior in positive and negative pulsed corona discharge observed by TALIF2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ono, H. Doita and T. Oda
    • 学会等名
      Int. Symp. New plasma and Electrical Discharge Applications and on Dielectric Materials
    • 発表場所
      タヒチ
    • 年月日
      2007-08-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of gas temperature and OH density in pulsed positive corona discharge2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ono and T. Oda
    • 学会等名
      Int. Conf. Phenomena Ionized Gases
    • 発表場所
      チェコ・プラハ
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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