Study on reactions and composition in low-temperature and weak-ionized water plasma for small electric propulsion

小型电力推进低温弱离子水等离子体反应及成分研究

• 批准号: 20K22385
• 负责人: 中川 悠一
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-09-11 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K22385/
• 关键词: 水プラズマ; 低圧弱電離; プラズマ; イオンスラスタ; 電気推進; 小型衛星

本研究の目的は、低圧・弱電離水プラズマの反応機構と組成の解明であった。本年度は特に電子エネルギー分布関数の測定に焦点を当てて研究を実施した。シングルプローブ測定のための測定系の整備を行い、1W級のECRプラズマ源におけるシングルプローブ測定を実施した。測定系のグランド周りの問題を解決し、絶縁処置をしたオシロスコープとバイポーラ電源を用いて、I-Vカーブが取得できることを確認した。特に従来の研究では流入電流量が大きく難しかった小型ECR源で、電流を少なくすることにより測定が実現したことは大きな成果である。ただし、磁場に対して巻き付いている電子の振る舞いが影響する挿入方法になっていることは残存する課題であり、補修面の磁場に対して垂直な成分の影響は精査する必要がある。I-Vカーブを基にエネルギー分布の推定を実施していくことで、ボルツマン分布からの解離度については、予想することができる。一方、本研究の主眼である平行磁場型ECR源については、設計解析の過程で現状のECR源との差異が大きいことが確認され、再設計が必要となった。特にアンテナに依存する電場の形状をよく検討する必要がある。代表研究者の離職に伴い、本研究課題は2020年度をもって終了となった。プローブ測定のメソッドや四重極質量分析器による水プラズマ測定は、研究室所属の学生とともに実施し、メソッドが共有されているため、今後は学生を中心に実施されていく計画である。

The purpose of this study is to explain the composition of the low-pressure, weakly ionized water reaction mechanism. This year's focus is on the determination of the distribution number of special electronics and electronics.シングルプローブmeasurement system maintenance and 1W level measurement system ECR プラズマsource におけるシングルプローブdetermination を実士した. Measurement system's solution to the problem and the absolute solution to the problemとバイポーラPower supply いて, I-V カーブが obtained できることをconfirmation した. The special purpose of the research is that the amount of incoming current is large and it is difficult to use a small ECR source. The current is small and the results are large and the results are high.ただし、Magnetic field に対して巻きpay いているElectronic vibration る Dance いが influence するInsertion method になっているこIt is necessary to carefully check the influence of the magnetic field on the repair surface and the vertical component of the repair surface. I-V カーブをbased にエネルギー distribution の inference を実士していくことで, The distribution of ボルツマンからのdissociation degree については, I think することができる. On the one hand, the main focus of this study is the parallel magnetic field type ECR source, the process of design analysis, the current status of the ECR source, the difference is large, and the need for redesign is necessary. The shape of the special electric field depends on the shape of the electric field and the necessary shape of the electric field. The representative researcher's resignation is from the company, and this research topic has been completed in 2020.プローブmeasurement のメソッドやQuadruple polar mass analyzer による水プラズマmeasurement は, student affiliated with the laboratory のとともに実士し, メソッドが全されているため, and the future student をcenter に実时されていく plan である.