衝撃電解重畳法によるフロン分解の大体積化および選択的分解反応促進に関する基礎研究

冲击电解叠加法增大氟碳分解体积并选择性促进分解反应的基础研究

基本信息

批准号：
10750201
负责人：
菅原広剛
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido 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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

RF(13.56MHz)非平衡放電プラズマに衝撃電界を重畳することによりプラズマ中の電子を短時間のうちに揃って加速し、単一エネルギー的な電子群を生成してフロン12の分解反応の選択性、効率の向上とバルク領域での大体積分解反応の促進を図る技法を流体コードを用いて計算機解析した。衝撃電界を印加するとプラズマシースの厚さが変化してこれを吸収してしまうため、衝撃電界がバルク領域に到達する時間は限られるが、誘電緩和時間の見積りや数値解析の結果、数ns程度の間は衝撃電界を維持でき、電子エネルギーをフロン12解離のしきい値(中性解離7.2eV、解離性電離12.2eV以上)まで高めることができた。フロン12は高エネルギー領域で中性解離・解離性電離、低エネルギー領域で解離性付着の衝突断面面積を持ち、これらは共に分解反応に寄与する。しかし低エネルギー領域での電子付着が大きいと放電維持が困難になることから、解離性電離を選択的に促進し分解処理と放電維持を同時に図るのが効果的である。バルク領域へ到達する衝撃電界の大きさは衝撃電界の立ち上がり時間に対して敏感に変化し、衝撃電界の立ち上がりが急峻な程バルクに到達する電界も大きいことが確認された。強度500V/cm、印加時間5nsの衝撃電界について立ち上がり時間を2nsから0.25nsに縮めると、分解処理量は35%程度増加した。この程度の立ち上がり時間は数kV規模の高電圧パルス発生装置で実現しているが、実際の回路では容量と抵抗を小さくしてプラズマ中に大きな変位電流が流れるようにする必要がある。衝撃電界を逆極性で印加しても同程度の電子加速効果が得られたことから考えると、衝撃電界印加は任意の方向で構わないものと思われる。したがって衝撃電界印加のための電極をRF放電駆動用電極とは別に設けて回路定数設定の自由度を高めることも可能と考えられる。

A technique was used to analyze computers using fluid codes using a technique that uses impact electric fields to superimpose an impact on an RF (13.56MHz) non-equilibrium discharge plasma to accelerate the electrons in the plasma in a short time, generating monoenergetic electron groups, improving the selectivity and efficiency of the decomposition reaction of Freon 12, and to promote the volumetric decomposition reaction in the bulk 地区。当应用撞击场时，血浆鞘的厚度会发生变化并吸收它，因此，撞击场到达大块区域的时间受到限制，但是由于估计介电松弛时间和数值分析，可以维持几个NS的撞击场，并且可以将电子能量增加到12个含氟12个溶解率（中度12）。或更多）。 Freon 12具有高能区域中中性分离和分离电离的碰撞横截面区域，并且在低能区域中具有解离粘附，这两者都会导致分解反应。但是，如果电子粘附在低能区域很大，则很难保持放电，因此有效地促进解离电离并同时执行分解和排放维持。已经证实，到达散装区域的冲击电场的幅度敏感地变化了冲击电场的上升时间，并且撞击电场的上升越陡峭，到达大块的电场越大。对于强度为500 v/cm且应用时间为5 ns的撞击电场，当上升时间从2 ns减少到0.25 ns时，分解量增加了约35％。通过多个KV尺度的高压脉冲发生器实现了这一上升时间，但是在实际电路中，有必要降低电容和电阻，从而使大量位移电流流过等离子体。考虑到即使在相反的极性上应用冲击电场时，也获得了相同的电子加速度效应，因此据信可以在任何方向上应用撞击电场。因此，可以认为可以提供一个电极，用于施加与电极分开施加射频放电的电场，从而增加了设置电路常数的自由度。