微粒子を含むプラズマの生成とその静電的特性の解明

含有细颗粒的等离子体的产生及其静电特性的阐明

• 批准号: 05780353
• 负责人: 大野 哲靖
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nagoya 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780353/
• 关键词: 微粒子; プラズマ; 空間電位

微粒子を含むプラズマは、(1)微粒子が非常に大きな電荷を持つことが可能であること、(2)重力を考慮する必要があること、(3)微粒子の分解及び蒸発過程が存在することなど、これまでのプラズマ物理にない興味ある問題を提起する。本研究では微粒子プラズマを生成する方法として、振動子(例えばスピーカー)を用いて微粒子に運動量を与え、プラズマ中に投入する方法を開発した。本方法は、(1)微粒子の材質に依存しない、(2)周波数及び出力を調整することにより投入される微粒子の粒径を制御できるなどの特徴を有していた。これまでの実験において、真空(プラズマ)中でも本手法が有効であることが確認されている。図は振動子としてスピーカーを、微粒子としては平均粒径0.1mumのカーボンブラックを用いた実験結果を示している。横軸はスピーカーへの発振器出力であり、縦軸はプラズマパラメータの変化を示している。微粒子の導入に伴って、電子密度の減少と空間電位の上昇が観測されている。電子密度の減少は、導入された微粒子が負に帯電することに起因すると考えられ、微粒子プラズマが生成されていることを示唆している。更に、微粒子に働く力の微粒子粒径依存性の解析により、微粒子のプラズマ中での挙動は強くプラズマ中での空間電位分布に影響されることがわかった。このため、プラズマ生成部に改良を加え、空間電位の径方向分布をいわゆるHilI型に制御し、負に帯電した微粒子を効率的に閉じこめる実験を行った。

Microparticles include: (1) Microparticles are very large, charge is possible,(2) Gravity is necessary,(3) Decomposition and evaporation processes of microparticles exist, and the physics of microparticles is interesting. In this study, we developed a method for the generation of micro-particles and the application of micro-particles in motion and vibration. The method comprises the following steps of: (1) material dependence of the micro-particles;(2) adjusting the frequency and the output; and (3) controlling the particle size and the characteristics of the micro-particles. This method is available in vacuum. The particle size of the particle is 0.1 mum. The horizontal axis of the vibration generator is shown in the figure below. The introduction of particles is accompanied by the decrease of electron density and the increase of space potential. The decrease in electron density is caused by the introduction of micro-particles into the atmosphere. In addition, the analysis of particle size dependence of micro-particle force, the influence of micro-particle force on spatial potential distribution, and the influence of micro-particle force on spatial potential distribution. In addition, the radial distribution of spatial potential is improved.