衝撃電解重畳法によるフロン分解の大体積化および選択的分解反応促進に関する基礎研究

冲击电解叠加法增大氟碳分解体积并选择性促进分解反应的基础研究

• 批准号: 10750201
• 负责人: 菅原 広剛
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750201/
• 关键词: フロン分解; 非平衡プラズマ; 衝撃電界; 電子衝突断面積; プロパゲータ法; 電子エネルギー分布; エネルギー効率; 選択性

RF(13.56MHz)非平衡放電プラズマに衝撃電界を重畳することによりプラズマ中の電子を短時間のうちに揃って加速し、単一エネルギー的な電子群を生成してフロン12の分解反応の選択性、効率の向上とバルク領域での大体積分解反応の促進を図る技法を流体コードを用いて計算機解析した。衝撃電界を印加するとプラズマシースの厚さが変化してこれを吸収してしまうため、衝撃電界がバルク領域に到達する時間は限られるが、誘電緩和時間の見積りや数値解析の結果、数ns程度の間は衝撃電界を維持でき、電子エネルギーをフロン12解離のしきい値(中性解離7.2eV、解離性電離12.2eV以上)まで高めることができた。フロン12は高エネルギー領域で中性解離・解離性電離、低エネルギー領域で解離性付着の衝突断面面積を持ち、これらは共に分解反応に寄与する。しかし低エネルギー領域での電子付着が大きいと放電維持が困難になることから、解離性電離を選択的に促進し分解処理と放電維持を同時に図るのが効果的である。バルク領域へ到達する衝撃電界の大きさは衝撃電界の立ち上がり時間に対して敏感に変化し、衝撃電界の立ち上がりが急峻な程バルクに到達する電界も大きいことが確認された。強度500V/cm、印加時間5nsの衝撃電界について立ち上がり時間を2nsから0.25nsに縮めると、分解処理量は35%程度増加した。この程度の立ち上がり時間は数kV規模の高電圧パルス発生装置で実現しているが、実際の回路では容量と抵抗を小さくしてプラズマ中に大きな変位電流が流れるようにする必要がある。衝撃電界を逆極性で印加しても同程度の電子加速効果が得られたことから考えると、衝撃電界印加は任意の方向で構わないものと思われる。したがって衝撃電界印加のための電極をRF放電駆動用電極とは別に設けて回路定数設定の自由度を高めることも可能と考えられる。

RF discharge (13.56 MHz) non-equilibrium プ ラ ズ マ に blunt shock electrical industry を heavy 畳 す る こ と に よ り プ ラ ズ マ electron を の during short time の う ち に Jian っ て accelerate し, 単 エ ネ ル ギ ー な electronics group of を generate し て フ ロ ン 12 の decomposition against 応 の の sentaku, sharper rate upward と バ ル ク field で の mass decomposition against 応 の promote を 図 る を The fluid コ コ ドを ドを is analyzed by the コ て computer for た た. Blunt shock electrical industry を Inca す る と プ ラ ズ マ シ ー ス の thick さ が variations change し て こ れ を suction 収 し て し ま う た め, strong shock electrical industry が バ ル ク field に reach す は る time limit ら れ る が, induced electric time の see product り や the numerical analytical の results, several ns の は blunt shock electrical boundary between を maintain で き, electronic エ ネ ル ギ ー を フ ロ ン 12 dissociation の し き い nt ( Neutral dissociation 7.2eV, dissociative ionization 12.2eV and above)まで high める とがで とがで た た. High フ ロ ン 12 は エ ネ ル ギ で ー field, neutral dissociation dissociation ionization, low エ ネ ル ギ ー field from で solutions to pay the の conflict area of を hold ち, こ れ ら は に decomposing the total 応 に send す る. し か し low エ ネ ル ギ ー field で の electronic pay for with the big が き い と discharge difficulty maintaining が に な る こ と か ら sex ionization and dissociation を sentaku に promote 処 し decomposition principle maintain を と discharge at the same time に 図 る の が unseen fruit で あ る. Arrive バ ル ク field へ す る blunt shock electrical industry の big き さ は blunt shock on electricity industry の made ち が り time に し seaborne て sensitive に - し, blunt shock on electricity industry の made ち が り が urgent topped な cheng バ ル ク に reach す る electricity industry も big き い こ と が confirm さ れ た. Intensity of 500 v / 5 cm, Inca time ns の blunt shock electrical industry に つ い て stand on ち が り time を 2 ns か ら 0.25 ns に shrinkage め る と, decomposition 処 は 35% level raised and し た. Extent こ の is の made ち が り time は number scale の high kV electricity 圧 パ ル ス 発 raw device で be presently し て い る が, be interstate の loop で と は capacity to resist を small さ く し て プ ラ ズ マ に big き な - an electric current to flow が れ る よ う に す る necessary が あ る. Blunt shock electrical industry を reverse polarity で Inca し て も with degree の electron acceleration fruit comes unseen が ら れ た こ と か ら exam え る と, strong shock electrical industry Inca は arbitrary direction の で constitutive わ な い も の と think わ れ る. し た が っ て blunt shock electrical industry Inca の た め の 駆 を RF discharge electrode using electrode と は don't に set け て loop destiny setting の high degrees of freedom を め る こ と も possible と え ら れ る.

项目成果

下田託郎: "RFプラズマへの衝撃電界重畳の効果"平成11年電気学会放電研究会. ED-99-56 (1999)

Takuro Shimoda：“叠加冲击电场对射频等离子体的影响”1999 日本电气工程师学会放电研究组 ED-99-56 (1999)。

深谷昌史: "ボルツマン方程式解析によるCCl_2F_2の電子衝突断面積の推定" 平成10年電気学会放電研究会. ED-98-213 (1998)

Masashi Fukaya：“通过玻尔兹曼方程分析估算 CCl_2F_2 的电子碰撞截面”1998 日本电气工程师学会放电研究组 ED-98-213 (1998)。

深谷昌史: "CCl_2F_2電子衝突断面積の推定(II)" 平成10年度電気関係学会北海道支部連合大会. No.214 (1998)

Masashi Fukaya：“CCl_2F_2电子碰撞截面的估计（II）”1998北海道电气协会分会第214号（1998）。

H.Sugawara: "A calculation technique for transverse evolution of electron swarms in gases" Ext.Abst.4Th Int.Conf.on Reactive Plasmas and 16th Symp.on Plasma Processing(応用物理学会). 21-22 (1998)

H.Sukawara：“气体中电子群横向演化的计算技术”Ext.Abst.4Th Int.Conf.on Reactive Plasmas and 16th Symp.on Plasma Process（日本应用物理学会）21-22（1998）。

高橋義和: "空気中におけるコロナ放電のモデリング(I)" 平成11年電気学会全国大会. No.62 (1999)

Yoshikazu Takahashi：“空气中电晕放电的建模（I）”1999 年日本电气工程师学会全国会议第 62 号（1999 年）。