| 研究課題/領域番号 |
19K14974
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| 研究機関 | 苫小牧工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
奥山 由 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (50761699)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 放電プラズマ / イオン移動度 / 反応速度係数 / クラスターイオン / 大気圧 |
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| 研究実績の概要 |
近年，大気圧プラズマの医療，環境，農業をはじめとした幅広い産業分野における応用研究が進んでいる。それらのためのスオーム研究によって得られる基礎データは，様々なデータベースにまとめられ，今日の放電プラズマ研究の基盤となっている。しかしながら，移動度測定をはじめとした多くのスオーム実験は低ガス圧力下で行われ，大気圧下における実験は少ないのが現状である。これは，高ガス圧力下においては極微量な不純物によるイオン・分子反応の複雑化および，解析のための大気圧を含む高ガス圧力下における反応速度データが不足していることが，大きな原因の1つであると考えている。
本研究では，大気圧下において，そのような不純物を出来るだけ少なくした超高純度ガス中において，不純物濃度およびイオン移動度測定を行い，得られた実験結果を再現するイオン・分子反応およびイオン移動度を基にしたシミュレーションの構築，それらをフィッティングすることによって，クラスターイオンに至るまでの反応速度係数をはじめとしたプラズマ基礎データについて検討していくことが目的である。具体的には，①実験によるデータ収集，②シミュレーションモデルの構築，③実験とシミュレーション結果のフィッティングによる基礎データの検討の3つを行っていく。
2019年度においては，①及び②について着手し，①については実験装置を構築し，測定を開始し始めたところであり，引き続き，2020年度中に大まかな実験データを収集する予定である。②については，簡単なシミュレーションモデルを構築し，これまでの実験結果と比較，検討している。引き続き，実際に使用している装置により近いシミュレーションモデルを構築していく。
2020, 2021年度においては，①，②に加え③のフィッティングによる基礎データの検討を行っていく予定である。
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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
2019年度においては，①実験によるデータ収集，②シミュレーションモデルの構築について着手する予定であったが，①については実験装置を構築し，大気圧下でのイオン移動度測定を行うことが出来た。②については，イオンドリフトの簡単なシミュレーションモデルを構築し，これまでの実験結果と比較し，反応速度係数の推定を検討している。しかしながら，シミュレーションモデルを実際に使用している装置に近いものを構築していく必要性が出てきたため，今後検討していく予定である。また，2020, 2021年度においては，①，②に加え③のフィッティングによる基礎データの検討を行っていく予定である。
このように，今年度実施予定の内容については，おおよそ予定通りであるため，「(2)おおむね順調に進展している。」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度中に，①実験によるデータ収集，②シミュレーションモデルの構築に着手できたため，2020年度においては，①及び②を引き続き行っていくが，これらに加えて，③フィッティングによる基礎データの検討を行っていく予定である。
①については，ガス種を変えながら，複数の混合ガス中で実験を行っていく予定である。②に関してはより，実験装置に近いシミュレーションモデルを構築していく予定である。また，2020年度において，実験が順調に進まない場合は，既に出ている実験結果に対してのフィッティングを重点的に進めていく予定である。
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