Research Abstract |
平成19年度は,磁気ノズル付プラズマ風洞の開発とその気流診断,及び水素プラズマの並進-回転非平衡診断手法の開発に取り組んだ. 磁気ノズル付プラズマ風洞を前年度の設計に基づき開発し,磁場印加によってプラズマ流が圧縮され,絞られることを確認した.作動ガスは水素を用いた.磁気ノズルによって絞られたプラズマ気流に対して発光分光診断を行い,回転・振動・電子励起温度,電子温度を測定した.その結果,回転温度は下流に従って減少し,その一部が運動エネルギーに変換されていることが示唆された.一方,振動・電子温度は軸方向,半径方向両方に対してほぼ一様であり,電子励起温度は下流に向かってやや上昇した.また,磁気ノズル効果によって気流が固体壁から遠ざけられるため,強い磁場をかければかけるほどプラズマの熱エネルギー損失が低減されることが定量的に明らかになった. 並進温度をバルマー系列H_β線のプロファイルフィッティングから,回転温度を水素分子のFulcher-α帯線強度フィッティングから求め,水素プラズマの並進-回転非平衡性診断手法を開発した.特に並進温度の測定に関して,H_β線の広がりを引き起こす各要因の寄与を評価したところ,本実験状況では,装置広がり,ドップラー広がり,スピン-軌道相互作用による広がりを考慮したH_β線のプロファイルフィッティングによって並進温度を求めることが可能であることを明らかにした,この手法の検証実験を行ったところ,得られた実験結果は,並進-回転緩和時間と流れの特性時間の関係から予想される結果と一致し,本研究で開発した手法が妥当であることが示された.
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