衝撃波中における酸素原子、OHラジカルなど活性化学種の反応に関する研究

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反応性気体中の衝撃波現象の解析、モデリングには高温における酸化などの化学反応のメカニズムおよび個々の素反応の速度定数に関する情報が不可欠である。本研究では、2000K以上の高温の酸化反応において重要である酸素原子、OHラジカルまたは励起酸素分子などの活性種を含む素反応の速度定数の値を正確に決定することを目的した。実験には入射型および反射型の2本の衝撃波管を用い、測定には、1)検出感度の高い原子共鳴吸収法を用い、O、H、N原子などの濃度変化を測定すると共に、2)cw COレ-ザ-を吸収光源としてNO、CO等のの高感度検出を行った。更に、励起状態の化学種の反応、緩和についての知見を得るため、新たに、<真空ポンプ>___ー、<バラトロン圧力計>___ー等を用いたマイクロ波放電流通装置を組み立て、マルチチャンネル分光システムを用いた紫外可視発光の分光、アンチスト-クスラマン分光法(CARS)による測定を行った。1)高温反応として、先ず衝撃波管を用い、水素とNO系の反応の実験を行った。これらの実験結果と今日までに提案されている反応機構、素反応速度定数を用いたシミュレ-ションとの比較を行った。その結果、計算値は、反応物であるNOの消費速度に関しては実測値より速く、生成物であるN、O原子の生成速度は実測値よりおそくなった。高温における水素の再結合速度、あるいはH原子とNOの反応速度等の見直しの必要が分かってきて、現在検討中である。2)励起種の反応としては、N_2、O_2、NO、H_2O等のマイクロ波放電流通法の実験を行い、紫外可視発光のスペクトル測定、CARS法による結果が得られつつある。今後、マイクロ波放電流通系を衝撃波管に接続し、衝撃波中の高温における励起酸素分子の反応等についても、可視赤外発光測定を行い、その反応性を検討する予定である。