高磁場環境下での放電プラズマの基礎的特性の研究-新機能性物質創製を目指して-

高磁场环境下放电等离子体基本特性研究-旨在创造新型功能材料-

• 批准号: 12780358
• 负责人: 杤久保 文嘉
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780358/
• 关键词: 放電プラズマ; E×B場; マグネトロン放電; 高磁界環境; 粒子シミュレーション; モンテカルロシミュレーション; 電子スウォーム; イオンスウォーム

本研究は,超高磁場環境下で放電プラズマを生成し,その特性を調査することを目的としている。昨年度に得られた,超高磁場が存在する直交電磁界中での電子・イオン輸送特性を考慮した上で,平成13年度は超伝導磁石内に設置する放電容器の試作,並びに,超高磁場環境下での放電プラズマ生成と基礎特性の計測を行った。具体的な課題とその成果は以下の通りである。1.同軸円筒型放電容器内での放電特性の計測超伝導磁石内に配置が可能な同軸円筒型放電容器を設計・試作した。また,この放電容器を用い,実際に超高磁場環境下において直流グロー放電を発生させ,ガス圧力と磁場強度をパラメータとした電流・電圧特性などの放電特性の計測を行った。第一に,磁場の印加は無磁場では放電しない低圧下においても安定した放電を実現した。第二に,同じ電流値で比較した時,印加磁場強度の増加に伴って一端は印加電圧が下がるが,超高磁場に近づくにつれて印加電圧が上昇した。これは,磁場のトラップによってプラズマ密度が上昇していること,シース電圧が上昇していることを示す。また,磁場強度の上昇に伴う放電状態の変化は目視によっても確認された。現在,電子のエネルギー状態を調査するための光学計測を準備中である。なお,大気圧中でも同実験を行う予定であったが,装置の制約により,まだ実現できていない。2.PIC-MCS法による高磁場中低気圧放電プラズマの解析実験と同条件下で,PIC-MCS法による高磁場中低気圧放電プラズマの解析を試みた。0.5T以下の印加磁場環境においては,解析結果を得,定性的には実験結果と一致している。

This study は, high magnetic field environment で discharge プ ラ ズ マ を generated し, そ の features を survey す る こ と を purpose と し て い る. Annual に yesterday to ら れ た, high magnetic field exist が す る orthogonal electromagnetic field in で の electronic · イ オ ン transportation を consider し た で, pp.47-53 13 year は super 伝 permeability stone す に set inside る capacitor の attempt, and び に, high magnetic field environment で の discharge プ ラ ズ マ generated と based feature の measuring line を っ た. The specific な topic とそ な achievements とそ the following is a general である である. 1. The で <s:1> discharge characteristic <e:1> meter inside the coaxial cylindrical discharge capacitor is used to measure the over-伝. The に configuration が inside the magnetic flux is possible to な the design of the coaxial cylindrical discharge capacitor を and the trial production of the た. Put capacitor を use い ま た, こ の, be interstate に ultra high magnetic field environment に お い て dc グ ロ ー discharge を 発 raw さ せ, ガ ス pressure と magnetic field strength を パ ラ メ ー タ と し た current, electricity 圧 characteristic な ど の discharge characteristic の measuring line を っ た. First, に, magnetic field, <s:1> Inca, <s:1> non-magnetic field, で, <s:1> discharge, <s:1> な, <s:1> low voltage, にお, て, <s:1>, stable, た, た discharge を, actual occurrence of た. Second に, compared to じ current numerical で し た, Inca の raised に requirement by magnetic field strength with っ て end は Inca electric 圧 が under が る が, high magnetic field に nearly づ く に つ れ て Inca electric 圧 が rise し た. こ れ は, magnetic の ト ラ ッ プ に よ っ て プ ラ ズ マ density が rise し て い る こ と, シ ー ス electric 圧 が rise し て い る こ と を す. Youdaoplaceholder0, the magnetic field intensity <s:1> increases に accompanied by う, the discharge state <s:1> changes また, visual によって によって confirms された. Now, the electronic <s:1> エネ ギ ギ を を state investigation するため するため optical measurement を is in preparation である. In な お, big 気 圧 で も with be 験 を line う designated で あ っ た が, device の restrict に よ り, ま だ be presently で き て い な い. 2. PIC - MCS method に よ る high magnetic field low 気 圧 discharge プ ラ ズ マ の resolution be 験 と で, under the condition of with PIC - MCS method に よ る high magnetic field low 気 圧 discharge プ ラ ズ マ の parsing を try み た. The magnetic field environment of the Inca below 0.5T is にお にお て て て, the analytical results are を, and the qualitative に experimental results are と consistent with て て る る.

项目成果

杤久保文嘉: "高磁界中の同軸型直流グローの基礎特性"平成14年電気学会全国大会講演論文集. 1(印刷中). (2002)

Fumiyoshi Kankubo：“高磁场中同轴直流辉光的基本特性”日本电气工程师协会 2002 年全国会议记录 1（出版中）。

小林裕也,杤久保文嘉 他: "超高磁界が存在するE×B場での荷電粒子の輸送特性"平成13年電気学会全国大会講演論文集. 1. (2001)

Yuya Kobayashi、Fumiyoshi Kankubo 等：“超高磁场中 E×B 场中带电粒子的传输特性”日本电气工程师学会 2001 年全国会议论文集 1。（2001 年） ）