Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本年度は前年度から引き続き放電チャンバーの製作と実験システムの構築を行い、実際に放電を発生させて各種計測を行った。前年度では放電チャンバーを冷却するために液体窒素を導入するところまで進めたが、それだけでは冷却効率が非常に悪かったのでチャンバーを二重構造にすることで断熱性を大幅に改善させた。さらに、液体窒素の導入経路を再考して冷却効率を改善し、また低温リークを防ぐためにフランジのシール材質を変更した。その結果、放電空間のガス温度を最大で140 K程度にまで下げることに成功した。次に、実際に放電チャンバー中でストリーマ放電を発生させ、様々な温度環境下における放電特性を計測した。雰囲気ガスとしては計測実績が豊富な乾燥空気を用いた。計測パラメータとしては放電電圧、電流波形である。チャンバー内の圧力を一定に保ったまま、ガス温度のみを下げていくと放電開始電圧が上昇し、放電が発生しにくくなった。これは低温にすることで圧力が一定の元でもガス密度が大きくなり、結果として換算電界強度が減少したためである。次に、低ガス温度化でガス圧力も下げ、ガス密度を室温と同じになるように調整したうえで放電エネルギーを計測し、大気圧室温環境下での結果との比較を行った。その結果、同じガス密度であっても低温低圧環境下の方が放電エネルギーが小さくなることが分かった。この結果は、低温環境下では放電の相似則が必ずしも成立しないことを示唆している。現在は、放電エネルギー以外のパラメータにおいて相似則が成り立つかどうかを調べるために、放電発光観測を行うための準備を進めている。

【研究分担者】
寺本慶之	国立研究開発法人産業技術総合研究所	エネルギー・環境領域	主任研究員	(Kakenデータベース)