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スプライトに類似した実験室内放電における分枝形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21540518
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

高橋 栄一  独立行政法人産業技術総合研究所, 新燃料自動車技術研究センター, 主任研究員 (90357369)

研究分担者 加藤 進  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (20356786)
連携研究者 佐々木 明  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門光量子ビーム利用研究ユニット, 研究職 (10215709)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードプラズマ・核融合 / 超高層大気環境 / 原子・分子物理 / 分枝構造 / ストリーマ
研究概要

近年、高層大気中に観測され注目を集めているスプライト放電に類似した拡散と分枝構造を併せ持つ放電を一様電界中の予備電離分布をUVレーザーにより制御することで再現した。分枝の有無は初期の予備電離密度に強く依存することが分かった。高層大気中でもその様な密度分布の存在が予想される。また、放電の時間発展をナノ秒の時間分解能を有する超高速マルチフレーミングカメラをストリーマ放電に初めて適用することにより、分枝の発展の様子の詳細を明らかにした。その結果、成長を続ける分枝の止める分枝の存在、電離度が高い領域では放電の波面が一様な伝搬をしていても電離度が低い領域に進展すると分枝が形成されたこと、いくつかの分枝のうち一つが反対側の電極に到達すると短絡するが残りの分枝の先端はそれでも伝搬を続ける、あるいはその短絡して形成された短絡路に向かって再結合をした振る舞いから、分枝の形成機構は成長界面の不安定性に類似のものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Single-shot observation of growing streamers using an ultrafast camera2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、佐々木明、岸本泰明、古谷博秀
    • 雑誌名

      Journal of Physics D Applied Physics

      巻: 44巻 号: 30 ページ: 302001-302001

    • DOI

      10.1088/0022-3727/44/30/302001

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling branching in streamer discharge by laser background ionization2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、佐々木明、岸本泰明、古谷博秀
    • 雑誌名

      Journal of Physics D Applied Phsics

      巻: 44巻 号: 7 ページ: 75204-75204

    • DOI

      10.1088/0022-3727/44/7/075204

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling branching in streamer discharge by laser background ionization2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、佐々木明、岸本泰明、古谷博秀
    • 雑誌名

      Journal of Physics D Applied Physics

      巻: 44 ページ: 75204-75204

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ストリーマ放電の形成と分枝現象II2012

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電の形成と分枝現象II2012

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      兵庫県関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ストリーマ放電成長の高速フレーミングカメラによる計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2011
    • 発表場所
      熊本県熊本大学黒髪南キャンパス
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ICCDカメラを用いた高時間分解計測によるストリーマ放電の開始・分枝条件の研究2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      プラズマコンファレンス2011
    • 発表場所
      石川県金沢音楽堂
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超高速度撮像カメラによるストリーマ成長の単一ショット計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、古谷博秀、佐々木明、岸本泰明、高田健司、松村哲、佐々木裕康
    • 学会等名
      可視化情報学会全国講演会(2011富山)
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超高速度撮像カメラによるストリーマ成長の単一ショット計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      可視化情報学会全国講演会
    • 発表場所
      富山県富山国際会議場
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Double-headedストリーマ放電の形成と分枝現象2010

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、佐々木明、岸本泰明
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Double-headedストリーマ放電の形成と分枝現象2010

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] スプライトに類似した構造を有する実験室内放電の形成実験I2010

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、加藤進、佐々木明、岸本泰明
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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