| 研究課題/領域番号 |
17K14636
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
秋山 雅裕 岩手大学, 理工学部, 准教授 (50611430)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | バラスト / プラズマ / パルスパワー / 水中放電 / 沿面放電 |
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| 研究実績の概要 |
水が関与する放電プラズマ現象は、水中放電、沿面放電、泡の中での放電等多くの研究がなされ、水処理への応用もなされている。海水等、高い導電率を持つ水が関与する放電プラズマの研究は、バラスト水処理、温泉水処理等多くの応用があるにもかかわらず、その難しさからほとんど行われていない。
本研究目的は、バラスト水処理を目指して、海水が関与する大容量放電プラズマを生成し、期間内に下記を達成することである。0.09 m^2の海水表面での放電プラズマを用いた大腸菌の殺菌が予備実験で確認できたため、本研究では、1 m^2の実規模の容器を用いて大腸菌殺菌を行い、必要な電力量等を調べる。海水表面で生成された大容量放電プラズマを時間分解可能な分光器で調べて放電プラズマパラメータの計測、OH等の化学的活性種の計測、大腸菌の殺菌機構の解明を行う。FPGAを制御に用いて、100 m3/hのバラスト水処理の可能な実規模パルスパワー電源の開発を行う。
最近では、パルスパワー生成水中放電プラズマの球状進展、バブルの生成、バブルの崩壊時の衝撃波生成等、放電プラズマの一生を本申請者が報告した。さら
に、1ｍと長いパルスパワー生成沿面放電を生成し、進展先端では空気中放電であり、その後は水が蒸気となりその中の放電であることを見出すとともに、沿面放電進展過程、電子温度、プラズマ密度、回転温度、振動温度の時間変化を、明らかにした。
2019年度は、大腸菌と腸球菌に対して水中放電と沿面放電の放電を利用し、また、水での電力損失を考慮し、コンデンサ放電の水中放電についても実験を実施した。大腸菌と腸球菌は同様の処理方法で問題ないことが菌の減少率からわかり、コンデンサ放電方式はエネルギー損失が少なく効果は大きいと予想されたが、菌の減少率に大きな変化はなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
理由
水中放電と沿面放電を用いたバラスト水中の菌の処理を目的とし、その殺菌機構についての検討を行った。国際海事機関がバラスト水処理に定めた３つの菌のうち、大腸菌と腸球菌の２つの菌処理（海水同様の導電率中）で知見を得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
１メートル×１メートルの実規模の容器を用いて大腸菌殺菌を行い、必要な電力量等を調べ、生成された大容量放電プラズマを時間分解可能な分光器で調べて放
電プラズマパラメータの計測、OH等の化学的活性種の計測、大腸菌の殺菌機構の解明を行う。また、FPGAを制御に用いて、100 m^3/hのバラスト水処理の可能な
実規模パルスパワー電源の開発を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年度では30円が次年度使用額となった。コロナウイルスによる自粛の関係で予算の最終調整が厳しい状況であった。2020年度の使用計画として物品費への計上を予定している。
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