擬火花放 電の放 電特性 お よび放 電機構

擬火花放 電の放 電特性 お よび放 電機構

矢古宇   ^一   裕 ^*。 細   川     靖料 。杉   ^田   慶一郎 ^***

Breakdown Characteristics of Pseudospark E)ischarge and lts WIechanism

Kazuhiro YAKOU・ ,Yasushi llosoKAWVA**and Keiichiro SuGITA***

Abstract

The characteristics of pseudospark discharge is deterHlined in air,nitrogen,argon,helium and also in hydrOgen gas by a rise of the breakdottrn v01tage、 、 ア ith faning gas pressure  lt shOws a behavior silnilar to the Paschen―

、  of a paranel plate systenュ but shifted to lo郡 ′ pressure side lntroducing the concept of  the ettective discharge path length L", the characteristics of pseudospark discharge is、 vell explained in various gases by the difference of recombination coemcient 2'as loSS term in the equation of continuity

′ 【￠yψ ο′ι Js: pseudospark discharge,discharge in gases,discharge mechanism

1.緒   言

擬火花放電 は ,対 向す る平行 平板電極 の中央 部 分 に円形 の久 を持 ち ,陰 極 背面 に空洞 を持 っ た空洞陰極形 の低気 圧放 電 で あ り

そ の放 電形 態 が所謂 グロー放電 の拡散放電 の性 質 を保 ちなが ら ,電 流 の立 ち上 り時 間が短 く ,大 電 流 を担 える点 で注 目を集 めて い る。 ^XO。 この特長 か ら ,寿 命 の長 い大電 流 スイ ッチや高密度パ ル ス電流 ビーム源 な どへの応用 も有望視 され てい る。

平行 平板 形 の低 気圧放 電 は ,そ の放電電圧特 性 が (気 圧 少×電極 間距離 冴 )少 プの関数 として

V形 のパ ッシェン (Paschen)ヵ ― ブ (図 1)を 示 す こ とが知 られてお り ,極 めて多 くの研究が な されて ,そ の放電機構 について も詳細 な報告 が ある● ^XO。

一 方 ,擬 火花放 電 に関 して は ,そ の電極形状 平成 11年 10月 15日 受理

*通 _{研電気工業株式会社}

*ネ

八戸工業高等専門学校・助教授

辛キホェネルギーエ学科・教授

か ら放電路 は ,平 行平板電極 (図 2)の 様 に電極 間隙 内 に限定 されず ,電 極 中央 の円形孔 を経 由 して電極背面 にまで及ぶ可能性 が あ り ,特 殊 な 放 電特性 にな る こ とが ,い くつ か の研 究 00で

示 され てい る。 しか し ,そ の放電機構 について は ,十 分 明 らか に され てい ない。

本研 究 で は

(I)特 性 の異 な る 5種 類 の 気 体 ,即 ^{ち 1.}

空気 (Air),2空 気 の主成分 である窒 素 (N2),3.希 ガ ス で あ る ア ル ゴ ン

(Ar),4希 ガ ス の単 原 子 分 子 のヘ リ ウム (He),5共 有 結合 の水 素 (H2)を 用 いて ,擬 火花放電電圧 を気圧 の関数

として測定 し

(H)実 効 放 電 路 長 Lと い う考 え を導入 し て ,こ れ らの気体 の平均 自由行 程 え

お よび幾 何 学 的電 極 間距 離 ′ との 関 係 を検 討 し

(III)計 算機 シ ミュ レー シ ョンの結果 と対 応 させ て

擬 火花放電 の特 サ 性お よび機構 について検討 した 結果 を報 告 す る。

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