超臨界二酸化炭素中におけるサブナノ秒パルス放電プラズマの生成と環境応用

本研究課題では, パルスパワー技術を用いてパルス放電プラズマを超臨界二酸化炭素中に生成して, 未開拓領域である超臨界流体中の放電現象を解明し, 最終的には放電プラズマによって反応性が付加された超臨界流体を用いて新しい応用分野を開拓することを目的とする. 以下に, 本年度に得られた研究成果を示す.1. 超臨界二酸化炭素中のプラズマ及び衝撃波の計測超臨界二酸化炭素中に負極性放電を生成し, その時に流れる電流を精度よく計測する事で, 放電内部の状態が高圧ガスに近くなっていることを示唆するデータを得た. また, 負極性放電由来の球状衝撃波を高速度カメラによって連続撮影することに成功し, 衝撃波発生時の特性と衝撃波進展特性を明らかにした。2. 超臨界二酸化炭素中パルス放電を用いたレアアースリサイクル研究計画を前倒しして, 超臨界二酸化炭素中にレアアースを添加し, ナノ秒パルス放電を曝露する実験を行った。非熱平衡プラズマよりも熱平衡プラズマの方が反応性が高く応用の可能性があることを明らかにした.本年度は, 応用の際に必要となる超臨界二酸化炭素中のパルス放電と衝撃波のパラメータについて調査し, その機構や特性を明らかにした. また, レアアースリサイクルへの応用可能性を探る予備実験を行い, 熱平衡プラズマの有用性を示した.

本研究課題では, パルスパワー技術を用いてパルス放電プラズマを超臨界二酸化炭素中に生成して, 未開拓領域である超臨界流体中の放電現象を解明し, 最終的には放電プラズマによって反応性が付加された超臨界流体を用いて新しい応用分野を開拓することを目的とする. 以下に, 本年度に得られた研究成果を示す.1. 超臨界二酸化炭素中のプラズマ及び衝撃波の計測超臨界二酸化炭素中に負極性放電を生成し, その時に流れる電流を精度よく計測する事で, 放電内部の状態が高圧ガスに近くなっていることを示唆するデータを得た. また, 負極性放電由来の球状衝撃波を高速度カメラによって連続撮影することに成功し, 衝撃波発生時の特性と衝撃波進展特性を明らかにした。2. 超臨界二酸化炭素中パルス放電を用いたレアアースリサイクル研究計画を前倒しして, 超臨界二酸化炭素中にレアアースを添加し, ナノ秒パルス放電を曝露する実験を行った。非熱平衡プラズマよりも熱平衡プラズマの方が反応性が高く応用の可能性があることを明らかにした.本年度は, 応用の際に必要となる超臨界二酸化炭素中のパルス放電と衝撃波のパラメータについて調査し, その機構や特性を明らかにした. また, レアアースリサイクルへの応用可能性を探る予備実験を行い, 熱平衡プラズマの有用性を示した.