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2022 年度 実績報告書

大気圧イオンスオーム実験によるプラズマ基礎データ決定の挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K14974
研究機関苫小牧工業高等専門学校

研究代表者

奥山 由  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (50761699)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード大気圧プラズマ / イオン移動度 / クラスターイオン / イオン・分子反応 / 反応速度係数 / スオーム実験
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実験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。
本研究では,大気圧下において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①実験によるデータ収集のための実験装置構築が完了し,②については簡単なシミュレーショシミュレーションを中心に研究を進めた結果,これまでの実験結果とシミュレーション結果を比較することによって,移動度と反応速度係数の推定が可能であることを示唆する結果が得られた。
2021年度においては,2020年度に実施が難しかった①実験によるデータ収集に着手したが,年度後半に実験装置の故障もあったため,実験データが十分に取得できたとは言えず,追実験が必要な状況であった。
2022年度に追実験を行い,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詳細な検討を行うことが出来た。最終的に当初に目的としていたプラズマ基礎データの検討は十分に達成できた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Effects of a small amount of H2O on negative ion mobility and ion‐molecule reactions in O2 at atmospheric pressure2023

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Yui、Yasuzawa Yuka、Sugawara Hirotake
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 216 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1002/eej.23413

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気圧O2中の微量H2Oによるイオン移動度及びイオン・分子反応への影響2022

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Yui、Yasuzawa Yuka、Sugawara Hirotake
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      巻: 142 ページ: 397~405

    • DOI

      10.1541/ieejfms.142.397

    • 査読あり
  • [学会発表] 大気圧下におけるイオン移動度と反応速度係数の測定技術2023

    • 著者名/発表者名
      奥山 由
    • 学会等名
      第39回プラズマ新領域研究会「プラズマ諸特性理解の新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧イオン移動度測定とシミュレーションフィッティングによるイオン・ 分子反応の反応速度定数の推定2023

    • 著者名/発表者名
      奥山 由
    • 学会等名
      静電気学会 静電気・高電圧・放電・プラズマ若手研究委員会/ 応用物理学会 プラズマ若手チャプター 合同研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 短いドリフト長における負イオン移動度の検討2022

    • 著者名/発表者名
      仲川 真生, 奥山 由, 菅原 広剛
    • 学会等名
      令和4年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • [学会発表] 大気圧イオン移動度測定における短ドリフト長でのイオン・分子反応の影響2022

    • 著者名/発表者名
      奥山由,仲川真生,菅原広剛
    • 学会等名
      令和5年電気学会全国大会
  • [学会発表] 大気圧イオン移動度測定によるクラスターイオンの検討2022

    • 著者名/発表者名
      奥山 由
    • 学会等名
      2022年度静電気学会東北・関西・九州支部合同研究会,第482回生存圏シンポジウム(プラズマ・ナノバブル研究会)
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Negative Ion Mobility and Ion-Molecule Reactions in Atmospheric O2 with a Small Amount of H2O Based on Ion Mobility Measurement2022

    • 著者名/発表者名
      Yui Okuyama, Hirotake Sugawara
    • 学会等名
      75th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧O2中の微量H2Oによるイオン種の変化がイオン移動度に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      奥山由, 安沢友花, 菅原広剛
    • 学会等名
      大気圧O2中の微量H2Oによるイオン種の変化がイオン移動度に与える影響

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公開日: 2023-12-25  

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