ナノ秒パルスプラズマによる高効率な化学活性場の生成

纳秒脉冲等离子体产生高效化学活性场

• 批准号: 16686018
• 负责人: 浪平 隆男
• 金额: $ 13.31万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16686018/
• 关键词: ナノ秒; パルスプラズマ; 化学活性種; ラジカル; ストリーマ放電; ストリーマ

平成18年度は、平成16年度及び平成17年度にゲート付ICCDカメラ並びに高時間分解ストリークカメラを用いて観測したサブマイクロ秒(sub-μs)パルスストリーマ放電及びナノ秒(ns)パルスストリーマ放電に関する考察を深めるとともに、制御性に優れた化学活性場の生成可能性追求のために、サブナノ秒(sub-ns)パルス電源の開発をおこなった。以下にその詳細を示す。サブマイクロ秒及びナノ秒パルスストリーマ放電の形成へ用いたサブマイクロ秒及びナノ秒パルス電源は、それぞれ5kV/ns及び50kV/nsと一桁異なる電圧立ち上がりを有しており、今年度の考察結果よりこの電圧立ち上がりの差異が化学活性種を高効率に生成するプライマリーストリーマヘッドの進展に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。典型的に、電圧立ち上がり5kV/nsのサブマイクロ秒パルス電圧により形成されるプライマリーストリーマヘッドは、電極間距離38mmを有する同軸円筒電極間における進展期間(30ns)において、電極への印加電圧が徐々に大きくなるため、その進展速度が徐々に増加する加速運動を示し、一方、電圧立ち上がり50kV/nsのナノ秒パルス電圧により形成されるプライマリーストリーマヘッドは、前述同様の電極間における進展期間(6ns)において、電極への印加電圧は一定であるため、その進展速度は等速運動を示した。結果として、電圧立ち上がり5kV/ns及び電圧最大値60kVを有するサブマイクロ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドの進展速度は、0.1-2.Omm/nsと大きな幅を有するのに対し、電圧立ち上がり50kV/ns及び電圧最大値67kVを有するナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドの進展速度は、6.Omm/nsと一定であった。通常、ストリーマヘッドの進展速度はストリーマヘッド内部に形成される電界の強度と比例関係にあることが知られており、また、ストリーマヘッド内部にて生成される高速電子の有するエネルギーはこの電界強度に依存する。そのため、等速運動をするナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッド内部には、加速運動をするサブマイクロ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドと比較して、より均一なエネルギー分布を有する高速電子郡が形成されていることが示唆される。非熱平衡プラズマによる排ガス処理やオゾン生成へ直接寄与する化学活性種(Nや0、 OH)は、窒素分子や酸素分子、水分子と高速電子との衝突により生成され、その窒素分子や酸素分子、水分子に対する高速電子の衝突断面積は高速電子のエネルギーに大きく依存するため、均一なエネルギーを有する高速電子郡を生成可能なナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドは、生成ラジカル種の制御が可能であると考えられる。また、今年度は、この考察の下、更なる高速電子の高エネルギー化を目指し、サブナノ秒パルス電源の開発もおこなった。

Heisei 18, Heisei 16, and Heisei 17 years of research on the possibility of production of chemical active fields and the pursuit of high time decomposition of ICCD and high time decomposition of ICCDサブナノ秒(sub-ns)パルス电源の开発をおこなった。Details are shown below. The power supply is 5kV/ns and 50kV/ns respectively, and the voltage difference is 1 kV/ns and 1 kV/ns respectively. This year's investigation results show that the difference between the two levels of electricity and the chemical activity of the species is high. Typical voltage rise is 5kV/ns, the electrode rise is 5kV/ns, the electrode rise is 5 kV/s, the electrode rise is 5 kV/The voltage rise is 50kV/ns, the voltage rise is 50 kV/ns. The results show that the voltage difference between 5kV/ns and the maximum voltage value of 60kV is between 0.1 mm/ns and 2.0 mm/ns, and the voltage difference between 50kV/ns and the maximum voltage value of 67kV is between 0.1 mm/ns and 2.0 mm/ns. 6. Omm/ns. In general, the speed of progress of electrons depends on the strength of the electric field formed in the interior. For example, if a person moves at a constant speed, he or she will be able to form a high-speed electronic device. Non-thermal equilibrium processes produce chemically active species (N, O, OH) that are directly dependent on the production of high-speed electrons and the collision of high-speed electrons with other molecules, such as acid molecules and water molecules. The high speed electronic equipment can be generated by the uniform production line. The high speed electronic equipment can be generated by the uniform production line. This year, under the investigation, more high-speed electronic high-speed development, high-speed electronic power supply development

项目成果

Observation of pulsed streamer discharges in atmospheric air using nano-second pulse generator

利用纳秒脉冲发生器观测大气中的脉冲流光放电

• 发表时间: 2006
• 期刊: 15^<th> IEEE International Pulsed Power Conference (In press)
• 作者: D.Wang;S.Yoshida;M.Jikuya;T.Namihira;S.Katsuki;H.Akiyama
• 通讯作者: H.Akiyama

Temperature of and NO generation in pulsed arc discharge plasma

脉冲电弧放电等离子体中的温度和NO生成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plasma Science and Technology (In print)
• 作者: T.Namihira;S.Sakai;M.Matsuda;D.Wang;T.Kiyan;S.Katsuki;H.Akiyama;K.Okamoto;K.Toda
• 通讯作者: K.Toda

NO_x removal using pulsed streamer discharges

使用脉冲流光放电去除 NO_x

• 发表时间: 2004
• 期刊: 12th Asian Conference on Electrical Discharge
• 作者: D.Wang;T.Namihira;H.Akiyama
• 通讯作者: H.Akiyama

Generation of nitric oxide by pulsed arc discharge

通过脉冲电弧放电产生一氧化氮

• 发表时间: 2006
• 期刊: 10^<th> International Symposium on High Pressure, Low Temperature Plasma Chemistry
• 作者: S.Sakai;T.Namihira;D.Wang;T.Kiyan;H.Akiyama;K.Okamoto;N.Teshima;K.Toda
• 通讯作者: K.Toda

Industrial Applications of Pulsed Power

脉冲功率的工业应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials Vol.125,No.9
• 作者: R.Tanabe;S.Hata;A.Shimokohbe;Hidenori Akiyama
• 通讯作者: Hidenori Akiyama