「真空中における放電制御のための高度計測・シミュレーション技術」調査専門委員会
第五回委員会議事録

開催日：平成１７年３月１８日 １３：３０－１５：００
会場：徳島大学 常三島キャンパス＜委員長＞山本（修）
松田＜委員＞大久保、金子、滝川、塩入、菅原、松井、柳父、森宮＜幹事＞齊藤、＜幹事補＞山納（記）（敬称省略）＜配布資料＞
VMS-5-1 第四回委員会議事録（案）VMS-5-2 研究紹介「電気光学効果を利用した真空沿面放電時における帯電分布測定に関する研究」
VMS-5-3

文献紹介

E.Schade(ABB), D.Shmelev(RAS Russia), I.Kleberg(ABB) “Numerical model-ing of the heat flux to the anode of high-current vacuum arcs” Proc. of ICEC 2002, pp.518-525
VMS-5-4 文献紹介 松田七美男：「入射頻度分布と通過確率」，真空，Vol.47, No.9, pp.690-695(2004)
VMS-5-5 文献紹介 松田七美男：「理想気体のモンテカルロシミュレーション」，J. Plasma and Fusion
Research, Vol.76, No.6, pp.568-574(2000)
VMS-5-6 文献紹介 Y.Saito, Y.Sato, T.Kudo “Outgassing measurement for stacked laminations foruse as an electromagnet core” J.Vac. Sci. Technol. A(22) pp.2206-2211(2004)
VMS-5-7 文献紹介 C.R.Li, L.J.Ding, J.Z.Lu “The Relation of Trap Distribution of Alumina with
Surface Flashover Performance in Vacuum” XXIth ISDEIV Proceedings Vol.1, pp.99-102(2004)
VMS-5-8 文献紹介 Guan-Jun Zhang, Xue Wan, Zhang Yan “The Correlation between Surface
Chemical Elements of Solid Insulating Materials and Their Flashover Characteristics in Vacuum”
XXth ISDEIV Proceedings, pp.626-629(2002)
VMS-5-9 電気学会A部門誌 記事提案用紙

特集論文テーマ「真空放電の応用と制御」＜議事＞
１．第四回委員会議事録（案）について（山本（修）委員長）VMS-5-1
第四回の議事録（案）が承認された。

２ ．研究紹介（埼玉大学 山納幹事補佐）「電気光学効果を利用した真空沿面放電時における帯電分布測定に関する研究」 VMS-5-2
概要：真空中の絶縁物上の帯電変化の様子を電気光学効果（ポッケルス効果）を利用することで測定した。
供試試料としては、BSO(Bi12SiO20)上にPETフィルムを配置したものである。測定の原理としては、帯電により発生する電界を、BSOのポッケルス効果により測定し、それから帯電電荷分布に変換している。実験では、真空中において針電極に商用周波の交流高電圧を負極性から印加した場合と正極性から印加した場合のPETフィルム上の帯電電荷密度の変化を測定した。その結果、負極性から電圧を印加した場合は、放電直前のPETフィルム上の帯電分布には負極性と正極性の帯電が観測され、特に正極性の帯電は、ある方向にのみ生じていることが明らかになった。放電後は負極性の帯電が生じた。また、正極性から電圧を印加した場合は、針電極の近傍に正極性の帯電が生じた。また、放電後の帯電によるバックディスチャー

ジによる帯電の変化も観測された。
[質疑]
質問： 負サイクルの針電極近傍の大きな負の帯電は針電極からの電子なのか？
回答： 放電後の負極性の帯電は、針電極からの電子であると思われる。しかし、放電直前には、正・負両極性の帯電が存在している。この負極性の帯電は、電子によるものと思われる。
質問： 針電極による電界は、BSOで検出されないのか？
回答： この電極配置では電界の不平等性が高いため、針電極の電界は検出されない。
質問： この報告における放電の定義は？
回答： 電流パルスが観測されたときを沿面放電（フラッシオーバ）と定義している。
質問： 放電経路は観測しているのか？
回答： 現在のところ観測できていない。目視では、絶縁体上に放電痕は残っていない。
質問： 針電極ではなく、円筒電極を用いれば真空沿面放電のモデルとの対応がつくのではないか？
回答： 今後の課題である。
コメント： 針電極を少し絶縁体から離してみたり、二つの針電極を用いたりすれば色々とわかってくると思われる。
PETフィルムの代わりにアルミナを用いることは可能か？

質問：

回答： 基本的には可能である。帯電による電界が検出できるほど、BSOに電界がかかるかどうかが問題である。
質問： 空間分解能をあげる方法は？
回答： カメラ（CCD）の画素数で決まっている。それ以外には、画像処理での平均化処理が分解能を下げている。よって、空間分解能を挙げるには、カメラの画素数を上げること、平均化処理をしなくて良い程度にノイズを抑えることが挙げられる。
質問： 放電後の帯電密度はどれくらいか？
回答：

100～200µC/m2程度である。

コメント：一般的には、数10µC/m2程度であると考えられ、少し多い感じがする。
質問： 現在のレイアウト（電極－絶縁物配置）以外の実験は考えているか？
回答： 今後の課題である。

３．今後の活動スケジュールと調査項目、調査方法、分担について（山本委員長）
調査活動の一年目は新委員の研究紹介と文献調査を行ってきたこと、今後は本格的に調査活動に重点をおきたいことが委員長から述べられた。調査項目とその方法および分担については、幹事団で協議して次回の委員会において案を提出する予定である。

４．新委員の推薦について（山本委員長）
委員長から新委員の候補として産業技術総合研究所の長尾昌善氏が推薦され、これが了承された。

５．調査報告・文献紹介（松井委員）VMS-5-3
概要：単一流体MHD近似により真空インタラプタのプラズマ密度・圧力・速度・イオン温度・流束を求め、さらに電極表面温度・溶融深さを求めた。音速から亜音速域ではプラズマ密度、温度はカソードからアノードに向かって増加している。アーク電流が増加すると亜音速条件が唯一の解となっている。本論文

では、具体的なシミュレーション方法については記述されていない。

コメント：IEEE2003,2004に異方性を入れた論文が出ている。
コメント：一般的にプラズマの時定数が1µsなので、本論文での1ms後ならばプラズマは定常状態であると考えて良い。
質問：このシミュレーションに必要なパラメータは？
回答：磁場と電流が必要である。電流が小さい場合は蒸発した物質が全て移動でき、電流が大きい場合は、Z軸方向へ移動ができなくなり、圧力に分布ができていると解釈している。
６. 技術報告書 第1001号「高エネルギー密度化に関わる真空中の放電制御技術」の発行について（山本委員長）2005年1月に前委員会の技術報告書が発行されたことを受けて、その技術報告書の講習会を実施について議論された。講習会の開催に関して特に反対意見は無かったが、実施については検討していくこととなった。

７．電気学会活動、国際会議予定など （山本委員長）
以下の関係学会の開催情報が紹介された。
・ 9th Spacecraft Charging Technology Conference(開催日05/4/4～8，筑波)(http://www.ista.jaxa.jp/info/event/9thSCTC.html )・ A部門大会（2005年8月22,23日、日大。申し込み締め切りは5月13日）
・ISH2005（2005年8月25日－29日北京。原稿締め切りは4月30日(http://ish2005.tsinghua.edu.cn/ )・放電研究会（テーマ：真空放電，放電新応用，放電一般，H17,6月会告提出，H17,8月会告掲載，9月申し込み〆切，10,11月開催案内掲載，11月初旬原稿〆切，12月研究会，関西地域）
・ A部門特集号（2005年8月原稿〆切，2006年8月発行予定、英語論文歓迎）・ ICPADM2006（2006年6月26-30日、Bali。Abs.締め切り2005年11月1日。
http://www.melsa.net.id/~icpadm06）
・GD2006（2006年9月第一週、北京、準備中）
・ISDEIV2006（2006年9月、松江、Abs.締め切り11月末， (http://isdeiv.eee.u-ryukyu.ac.jp 準備中)
８．次回の委員会について（山本委員長）
次回の委員会は５月下旬に行う予定。予定開催場所：東京