| 研究課題/領域番号 |
19K04352
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
門脇 一則 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60291506)
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| 研究分担者 |
尾崎 良太郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (90535361)
弓達 新治 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (40380258)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 空間電荷 / Ultra Fast Charge / 移動度 / ポリエチレン / スパイク電流 / 低密度ポリエチレン / キャリア移動度 / ultra fast charge / 電気絶縁 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
雰囲気や温度が制御された容器内に置かれた低密度ポリエチレンシートに注入されたキャリアの挙動を，電流測定と空間電荷分布測定により観察する。観察結果から各種イオンの移動度を定量的に算出することにより，近年その存在が注目されているUltra Fast Charge の起源と伝搬機構を解明する。バルク内の自由体積空間におけるイオンのドリフト伝導がUltra Fast Chargeの起源であるという仮説を立て，その可能性を探る。Ultra Fast Charge のキャリア種の特定と，高電界下でのキャリア移動度の電界依存性を明らかにすることが本研究の目的である。
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| 研究成果の概要 |
直流電界下の絶縁材料内部をUltra Fast Chargeが通過する時にスパイク状パルス電流が流れると考えられているが，その電荷の正体は不明である。本研究では，低密度ポリエチレンシートに注入された各種キャリアの挙動を電流測定と空間電荷分布測定により観察し，スパイク電流を引き起こすキャリア源の特定を目指した。電子や正負イオンがポリエチレン内に注入された時の電流と空間電荷分布を計測した。電子成分が注入されるとスパイク発生頻度は増加するのに対し，正イオンの注入によりその頻度は低下した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Ultra Fast Chargeと呼ばれるような高速移動する電荷が存在すると考えられている一方で，ポリエチレン内部には電界が高いのに動かない電荷群が存在することも知られている。これらの不思議な現象の機構を解明することで，絶縁材料における電気伝導の物理を正しく理解することが本研究の目的である。研究を通じて得られた知見は，電力用高電圧ケーブルの材料設計や製造技術の進化につながるものと信じる。
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