Gas-species-independent plasma emission spectroscopy for next-generation electric propulsion

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本年度は，当初の計画通り，キセノンにヘリウムを混入させた場合の実験データの解析を終え，有用な輝線対の選定と適切な電子温度／プラズマ密度の推定に成功した．先行研究の通り，一重項を輝線対として使用すると輻射捕獲の効果が大きくなりプラズマパラメータの推定精度が大きく悪化すること，また適切な輝線対（三重項同士）を選択することによって，輻射捕獲の効果を制限し，不確かさの範囲でプローブ計測と一致する結果が得られることがわかった．この結果は，キセノンがその推進剤ガスとして主要に用いられる電気推進の低圧低温プラズマにおいて，背景にヘリウムを供給することによるプラズマ診断が可能になったことを表している．また，電子エネルギー分布関数を計測した結果，ヘリウムの混入が電子のエネルギー分布関数に与える影響は極めて小さく，ヘリウムがキセノンプラズマにおける「診断ガス」として適していることが示された．