高度制御高電圧バーストパルスを用いた水面上パルス放電による気液界面現象の解明

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液面放電の進展を、高速フレーミングICCDカメラを2台用いることで、同一の放電現象における、進展の様子を観測した。底面に接地電極を設置した円筒容器に溶液をいれ、液面上部に設置したタングステン線電極にパルス電圧を印加することによって液面放電を発生させた。容器内はアルゴンガスを注入し置換をおこなった。溶液には硝酸カリウム溶液を用い、硝酸カリウム濃度を変化することによって導電率を調整した。パルス電源には、MOS-FETとコンデンサによって構成した回路を用いた。パルス電源は2回路用い、その出力端を、ダイオードで結合することによって、数us~数msの間隔で連続的に2回のパルス電圧の発生を可能とした。パルス幅は、200 ns一定とした。1回目のパルス電圧によって発生する液面放電を一定の遅延時間とともに、連続的撮影したところ、放電先端では、複数のストリーマー放電が形成された後、そのいずれかのチャネルのみが残り、電流が継続して流れ、リーダー放電のような形態となることがわかった。1回目と2回目の放電をそれぞれ一つずつのICCDカメラを用いて観測したところ、パルス休止期間が20μs程度以下の場合では、1回目と2回目の放電はそれぞれ同一の放電経路をたどり放電する一方で、それ以上のパルス休止期間では1回目と2回目の放電では放電経路に相関がみられなかった。また、2回目のパルス電圧で発生した放電の方が、1回目の放電と比較し、進展長ならびに発光量は大きく、より電離が生じていることがわかった。さらに、20 μs以下では2回目の放電の進展速度が著しく加速されることがわかった。