レーザ誘起蛍光法による非熱平衡プラズマのラジカル計測

使用激光诱导荧光法对非热平衡等离子体进行自由基测量

• 批准号: 13750242
• 负责人: 小野 亮
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750242/
• 关键词: 非熱平衡プラズマ; パルスコロナ放電; OHラジカル; オゾン; レーザ誘起蛍光法; レーザ吸収法; トリクレン

大気中パルスコロナ放電下でOHラジカルとオゾンをその場計測で測定し、両者の生成量と放電後の挙動を調べた。OHラジカルやオゾンは、大気放電の酸化反応プロセスで重要な中間種であると考えられており、この実験により大気放電の酸化反応に関する知見を得ることができる。実験では25本の針電極と平板電極を用いた多針-平板電極を用い、15-30kVの正極性パルスを印加した。電流のパルス幅はおよそ100ns程度である。OHは波長可変KrFエキシマレーザ(248nm)を用いたレーザ誘起蛍光法(LIF)で測定し、オゾンは同じレーザを用いた吸収法により測定した。測定の結果、OHは放電終了後10μs程度一定の濃度を保ち、その後減衰することが分かった。LIFの測定値から、OHの絶対密度を求めることに成功した。減衰は窒素雰囲気ではOHの再結合反応によるもので、再結合反応定数は文献値とほぼ等しい8x10^<-12>cm^3/s程度であることを示した。酸素が雰囲気ガスに加わると、OHの減衰速度が速くなることを示した。オゾンの測定では、乾燥空気中ではオゾンは放電後30μs程度の時定数で生成されることを示した。このオゾンの生成時定数が、水蒸気を雰囲気ガスに加えると減少し、オゾンの生成量も減少することを示した。オゾンはOラジカルと酸素原子の反応で生成されると考えられている。水蒸気を加えるとオゾンの生成が減少するが、この原因が、水蒸気の添加によりOラジカルの減衰が加速され、その結果オゾンの生成量も減少することを示した。また二次元吸収法によりオゾンの二次元分布も計測し、オゾンが放電後拡散により広がっていく様子を観測した。

The measurement and measurement of the field measurement and measurement of the field under the discharge of the large-capacity hydrant and the amount of production and adjustment after the discharge are carried out. OHラジカルやオゾンは、大気 discharge acidification reaction ボプロセスでimportant intermediate species であるとtestられており、この実験により大気 discharge のacidification reaction に关する知见を得ることができる.実験では 25 needle electrodes and flat plate electrodes are used for multi-needle-flat electrodes, and 15-30kV positive polarity is used for Inka. The current amplitude is about 100ns. The wavelength of OH can be changed to KrF エキシマレーザ (248nm) and the いたレーザ can induce light The method (LIF) is used to measure し, and the オゾンは same as じレーザを is measured using the いた absorption method により. As a result of the measurement, the concentration of OH is maintained at a certain level for about 10 μs after the end of the discharge, and the attenuation after the discharge is determined. LIF's measurement value and OH's absolute density were determined successfully. Attenuated element atmosphere 尲気ではOHのrecombine reaction によるもので、recombine reaction deterministic document夤とほぼwaitしい8x10^<-12>cm^3/sThe degree of であることをshows した. Acid element が atmosphere 囲気 ガ ス に わ る と, OH の decay speed が speed く な る こ と を Show し た. The measured value of the オゾンのでは, the ではオゾンは discharged in a dry air, and the time-determined number of the generated されることをした after about 30 μs of discharge. The generation time of このオゾンの is fixed, the steamed を atmosphere 囲気ガスにadds and えると decreases, and the オゾンの generation amount decreases することをshows した. The オゾンはOラジカルと acid element のreflection で generates されると卡えられている. Steamed 気を加えるとオゾンのGenerationがReduceするが,このCauseが, Steamed 気のAddedによりThe Oラジジカルのattenuation and accelerationされ、そのRESULTSオゾンのThe amount of generation is reducedすることをshowした.またSecond element absorption methodによりオゾンの二dimensional distributionもmeasurementし、オゾンが拡 scatter after dischargeにより広がっていく様子を観measurementした.

项目成果

小野亮, 小田哲治: "二次元吸収法によるパルスコロナ放電下のオゾン濃度分布の測定"2003年静電気学会春期講演会論文集. 21-22 (2003)

Ryo Ono、Tetsuji Oda：“使用二维吸收法测量脉冲电晕放电下的臭氧浓度分布”2003 年静电学会春季会议记录 21-22 (2003)。

R.Ono, T.Oda: "Dynamics of Ozone and OH Radicals Generated by Pulsed Corona Discharge in Humid-Air Flow Reactor Measured by Laser Spectroscopy"Journal of Applied Physics. (to be published). (2003)

R.Ono、T.Oda：“通过激光光谱测量湿空气流反应器中脉冲电晕放电产生的臭氧和 OH 自由基的动力学”应用物理学杂志。

R. Ono, T. Oda: "Diagnosis of the discharge plasma by using the non-thermal plasma"Proc. 25^<th> Int. Conf. On Phenomena in Ionized Gases. 53-54 (2001)

R. Ono，T. Oda：“使用非热等离子体诊断放电等离子体”Proc。

R.Ono, T.Oda: "Dynamics and Density Estimation of Hydroxyl Radicals in a Pulsed Corona Discharge"Journal of Physics D : Applied Physics. 35. 2133-2138 (2002)

R.Ono、T.Oda：“脉冲电晕放电中羟基自由基的动力学和密度估计”物理学 D 杂志：应用物理学。

R. Ono, T. Oda: "Measurement of hydroxyl radicals in pulsed corona discharge"J. Electrostatics. (to be published).

R. Ono，T. Oda：“脉冲电晕放电中羟基自由基的测量”J。