コロナ放電の基礎研究

电晕放电的基础研究

• 批准号: 08J10498
• 负责人: 関本 奏子
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10498/
• 关键词: コロナ放電; 質量分析; 水酸化物イオンHO^-; 大気化学; 不平等電界; 負イオン; イオン分子反応

私は昨年度から引き続き,自作の大気圧コロナ放電デバイスと質量分析計を組み合わせ,一世紀もの間不明であった「負イオンの生成機構と発展挙動」の解明に取り組んできた.自然放電現象の1つ"セントエルモの火"として知られるコロナ放電は,現代の産業応用や微量化学分析の研究分野における基盤デバイスとなっている.しかし,コロナ放電の基礎過程および放電内での負イオンの生成機構は非常に複雑とされ,過去にそれらの詳細は明らかにされていなかった.今年度は,コロナ放電内の負イオン生成を支配する因子の特定を目的とし,研究を行った.具体的には,非対称のニードル-平板電極配置を使用し,平板電極に到達する負イオンの空間分布の計測,平板表面に形成した放電痕跡を利用した電界の視覚化,放電痕跡の表面分析,電極間に発生する電界分布の理論計算を行った.昨年度の対称電極配置で得られた実験・理論結果をふまえ,1)負コロナ放電内の負イオンの生成と発展は,ニードル先端から放出される電子の運動エネルギーに支配される,2)放電内で起こるイオン発展は電気力線に沿って進行する,3)1),2)の結果は任意の電極配置で成り立つことを証明した.負コロナ放電の物理的性質(電子の運動エネルギー)と化学的性質(イオン分子反応)の関係に着眼し関連性を見出したのは,本研究が初めてであった.さらに,電子の運動エネルギーを0～120eVの間で自在に変化させることのできる実験系を構築し,水酸化物イオンHO^-,窒素酸化物系イオンNO_x^-,炭酸系イオンCO_x^-をはじめとした様々な大気成分由来の負イオンY^-の生成に対して,各々の最適放電条件を見出すことに成功した.これにより,これまでほとんど報告例のなかった様々な負の大気イオン水クラスターY^-(H_2O)_n(Y=O_2^-,HCN^-,HO_x^-,NO_x^-,CO_x^-)のマススペクトルを取得し,各種負イオンの第一水和殻およびマジック数に関する新たな知見を得ることができた.

Private last year's からcitation き続き, self-made large 気尧コロナ discharge デバイスとquality analysis plan を合わせ, first century もの无码であった"Negative イオンのgenerating mechanism と発开挙动" の明に取り组んできた. Natural discharge phenomenon の1つ"セントエルモの火" として知られるコロなは, modern industrial microchemical analysis research field におけるbase plate デバイスとなっている. しかし, コロナ电The basic process of electricity, the discharge inside, the negative power, the generation mechanism, the very power, the past, the details, the details, and the details.った. This year's は, the negative イオン generated in the コロナ discharge has a specific purpose とし, the research を line った. The specific には, non-対It is called the use of flat plate electrode configuration, the measurement of the spatial distribution of flat plate electrodes, and the formation of discharge traces on the flat plate surface. Utilize the visualization of electric boundary, surface analysis of discharge traces, and theoretical calculation of electric boundary distribution between electrodes. Last year's symmetrical electrode configuration Set the られた実験・Theoretical result をふまえ, 1) Negative コロナ discharge within the のnegative イオンの generate と発Develop は, ニードル the tip から release されるThe movement of electrons is governed by the movement of electrons, 2) The movement of electrons is controlled by the movement of electrons, and the lines of force of electrons are developed along the lines of electric discharge, 3) 1), 2) The result is a proof of the success of any electrode configuration. The physical properties of negative discharge (the movement of electrons) and the chemical properties The relationship between mass (molecule reaction) and the relationship between the electrons and the movement of electrons.させることのできる実験System をConstructionし, Water Acidide イオンHO^-, Oxygen Acidide System イオンNO_x^-, carbonic acid system イオンCO_x^-をはじめとした様々な大気 ingredient originのnegativeイオンY^-のGenerationに対して, the optimal discharge conditions for each device are shown successfully.のなかった様々なnegativeの大気イオン水クラスターY^-(H_2O)_n(Y=O_2^-,HCN^-,HO_x^-,NO_x^-,CO_x^- ) のマススペクトルをGet し, all kinds of negative イオンのFirst water and shellおよびマジック数に关する新たな知见を得ることができた.

项目成果

Formation and decomposition of negative atmospheric ion water clusters O_2^-(H_2O)_n in atmospheric pressure corona discharge mass spectrometry

常压电晕放电质谱中大气负离子水簇O_2^-(H_2O)_n的形成与分解

• 发表时间: 2009
• 作者: 関本奏子;高山光男
• 通讯作者: 高山光男

Fundamental processes of corona discharge

电晕放电的基本过程

• 发表时间: 2009
• 作者: 関本奏子;高山光男
• 通讯作者: 高山光男

コロナ放電の基礎研究から大気環境への応用

电晕放电基础研究在大气环境中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 関本奏子;高山光男
• 通讯作者: 高山光男

Spatial distribution and identification of terminal negative ions in inhomogeneous electric field established by corona needle

电晕针建立的不均匀电场中末端负离子的空间分布与识别

• 发表时间: 2008
• 作者: Kanako Sekimoto;Mitsuo Takayama
• 通讯作者: Mitsuo Takayama

Dependence of negative ion formation on inhomogeneous electric field strength in atmospheric pressure negative corona discharge

大气压负电晕放电中负离子形成对不均匀电场强度的依赖性

• 发表时间: 2008
• 期刊: The European Physical Journal D 50
• 作者: Kanako Sekimoto;Mitsuo Takayama
• 通讯作者: Mitsuo Takayama