| 研究概要 |
レーザ誘起蛍光(LIF)法を用いて大気圧放電プラズマ中におけるヒドロキシラジカル(OH)を観測することに成功した。直流正極性ストリーマコロナ放電とパルスプラズマジェットの2つの大気圧放電プラズマにLIF法を適用した。LIF計測では,波長282nmのレーザ光により基底状態にあるOHラジカルを励起し,309nm近傍のLIF信号を時間的・空間的に分解して計測した。ストリーマコロナ放電では,放電極としてギャップ長3cmのノズル対平板電極(ラジカルインジェクション)とギャップ長5cmのノズル付パイプ対平板電極(ラジカルシャワー)を使用し,電極間のラジカル分布について調べた。ストリーマの特徴(枝分かれ,枝の太さと長さ,先端の状態等)を明らかし,OHラジカルとの関係を調べた。その結果,基底状態にあるOHラジカルはストリーマ放電により生成し,数kHz以上で繰り返すストリーマによるパルス状の放電では,次のストリーマの発生までOHラジカルは減衰しながらも存続していることがわかった。定常状態では,ストリーマの分布とラジカルの分布はほぼ一致し,拡散の影響は極めて少ないことがわかった。OHラジカルの濃度は観測雰囲気に含まれる水分の量に依存し,処理ガスの成分として窒素酸化物(NO)をリアクタに導入するとOHラジカルは放電化学反応で消費されるため検出されるLIF信号は低下することがわかった。実験結果により,リアクタの最適化においては放電プラズマの領域との関係を考慮して設計する必要があると言える。また,パルスプラズマジェットにおいてはプラズマの発光領域外においてもOHラジカルが観測された。この知見は表面処理を行う上で,処理対象とプラズマとの位置関係を決める上で重要な指針を与えるものである。
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