静電気学会誌，46, 1（2022）2-7

J. Inst. Electrostat. Jpn.

論

文

ナノ秒パルス放電方式オゾナイザにおけるオゾン生成特性の空間依存性
角 直哉 ，青栁 翼 ，龍 輝優 ，浪平 隆男
＊

＊＊

＊

，王 斗艶

＊＊＊, 1＊＊＊（2021年9月21日受付；2021年11月27日受理）

Spatial Dependence of Ozone Generation Characteristics in Nanosecond Pulsed
Discharge Method Ozonizer
＊

＊＊

＊

Naoya SUMI , Tsubasa AOYAGI , Terumasa RYU ,＊＊＊, 1＊＊＊
Takao NAMIHIRA
and Douyan WANG
（Received September 21, 2021; Accepted November 27, 2021）
Ozone characteristics such as strong oxidation power and no-residual toxicity makes it highly expected as a next generationoxidant. Ozone has been used in industrial wastewater treatments, oxidation of NOx, wafer cleaning, and so on. Nanosecond（ ns ）pulsed discharge-based ozonizer which has been developed recent years has achieved the higher ozone generation yieldthan the other discharge methods. However, this method still cannot clear an issue that the maximum ozone concentration
3
3
saturates at approximately 40g/m . The ozone concentration required for water purification application is more than 100g/m .
Therefore, improvement of ns pulsed discharge method is necessary. It is assumed that the main causes of ozone concentration
saturation are ozone thermal decomposition due to gas temperature rise and electron impact decomposition of ozone. In thisstudy, we investigated the spatiotemporal change in ozone concentration due to discharge under the condition of less than 700
J/L where spatially uniform thermal decomposition of ozone doesnʼt occur. The result shows that primary streamers are moresuitable for ozone generation than secondary streamers in terms of ozone concentration improvement. Thus, ns pulsed
discharge consisting only of primary streamers is considered suitable for ozone generation.

1．はじめにため熱損失が小さく，冷却機構が不要という特徴を有してオゾンはフッ素に次ぐ酸化力を持ち，殺菌や脱臭，脱色，漂白等の優れた効果を発揮するいる．このパルス放電の中でもナノ秒オーダーの非常に短．また酸素へ自い電圧持続時間及び電圧の立ち上がり・立ち下がり時間

然分解し残留毒性を持たないことから，従来の塩素に代を特徴とするナノ秒パルス電源が開発された ．このナわる次世代の酸化剤として期待される物質である．このノ秒パルス放電は電圧印加時間の極端な短さ故に 1 次ス

ような特徴を持つオゾンは，上下水道処理 ，NOx 除去 ，トリーマが主体の放電形態となり，熱損失の大きな 2 次

半導体洗浄 と多岐にわたって利用されている．オゾン

ストリーマの進展を抑制できるの主な生成方法として最も知られているのは誘電体バリ

パルス放電によるオゾン生成はその他の放電法と比較しア放電を用いた非熱平衡プラズマの利用

6, 7）て高いエネルギー効率を誇ることが実証されている ．

その製造・運転コストが高価であること

1, 2）

3）

4）

5）

であるが，

11）

．それにより，ナノ秒

9, 10）

12）や誘電体バリ

しかし，ナノ秒パルス放電方式オゾナイザにおいてはア放電に伴う大きな熱損失に起因したオゾンの熱分解促進

オゾン濃度がおよそ 40 g/m で頭打ちとなってしまうことや冷却コストの増大など欠点も多い ．一方で，パルスパが課題となっている．その原因としては，放電発生熱によワーを用いたストリーマ放電によるオゾン生成も注目を浴るオゾンの熱分解，及び低エネルギー電子によるオゾン

びている．ストリーマ放電によるオゾン生成においては電の電子衝突分解が一般的に推測されるが未だ不明瞭であ

圧印加時間が短く中性ガスやイオンを比較的加熱しにくい

る．半導体の洗浄や上下水道の処理には，100～120 g/m

8, 9）

10）

3

3

のオゾン濃度が必要であるとされており，高濃度オゾン
キーワード：ナノ秒，パルス放電，オゾン，レーザー，時空間分布＊
熊本大学産業ナノマテリアル研究所（〒860-8555 熊本市中央区黒髪 2-39-1）
Institute of Industrial Nanomaterials, Kumamoto University,
2-39-1 Kurokami, Kumamoto 860-8555, Japan1namihira@cs.kumamoto-u.ac.jp
DOI：https://doi.org/10.34342/iesj.2022.46.1.2

28302685-1静電気学会誌46巻1号.indb2

生成を可能とするためにその上限を支配する飽和原因を究明し，抑制案を検討することが必要不可欠である．
そこで本稿では，ナノ秒パルス放電方式オゾナイザによる高濃度オゾン生成に向けた知見探索を目的に，時空間的に平衡した熱によるオゾン分解を排除した条件にてナノ秒パルス放電を発生させ，その際のオゾン濃度の時
空間推移をレーザー吸光計測実験にて把握した．また，

2022/01/25

15:32:06

ナノ秒パルス放電方式オゾナイザにおけるオゾン生成特性の空間依存性（角 直哉ら）

3

得られたオゾン生成特性の空間依存性の結果を 1 次・2は，濃度 50 g/m のオゾンを加熱空間に流入させた際のオ次ストリーマ放電形態の特徴を基に考察した．

ゾンの濃度変化を示す．加熱空間として円筒状容器を用い3ており，長さ 490 mm，管径 45 mm，容積 779 cm であり，
3

2．実験準備・方法

容器を管状電気炉により加熱して温度を調節した．なお，

2.1 事前実験

加熱空間へのガスの滞留時間は約 47 s である．また，容事前実験として，電極内の時空間的に平衡した熱によ

器出口におけるガス温度を光ファイバー温度計により測定

るオゾン分解を排除できる条件を明らかにする実験を行した．図 2 より，ガス温度が 40℃を超えると徐々にオゾンったので，ここではその結果を紹介する．

濃度が減少し，95℃に達するとオゾンが完全に熱分解され

図 1 には，ナノ秒パルス放電発生時の放電電極内ガス温ることを確認した．ここで図 1 から，電極内ガス温度が 40

度の注入エネルギー密度依存性を示す．放電電極として℃に達する注入エネルギー密度はおよそ 700 J/L である．

線対円筒型リアクタを用いており，長さ 500 mm，線電極

よって，これらの結果から，ナノ秒パルス放電によるオゾ

外径 1 mm，円筒電極内径 76 mm，容積 2,268 cm である．

ン生成時に，時空間的に平衡した状態におけるオゾンの熱

3

今回，リアクタ内への流入ガスは O（99.8％）を用いており，2

分解は 700 J/L 以上の注入エネルギー密度において生じる

流量はマスフローコントローラーにて 1 L/min に固定した．

ということが確認された．なお，40℃におけるオゾンの半

このとき，放電電極へのガスの滞留時間は約 136 s である．

減期は 796 分であり ，これら 2 つの事前実験におけるガまた，リアクタ出口付近のガス温度を光ファイバー温度計

ス滞留時間の差による影響は小さいと考えられる．

13）（ FL-2000, Anritsu Meter, Japan ）により測定した．なお，印以上の事前実験の結果より，時空間的に平衡した状態

加 1 パルス当たりの注入エネルギー密度は 35 mJ/L であっでのオゾン熱分解を排除できる条件として，700 J/L 未

た．図 1 より，放電電極への注入エネルギー密度の増加に満の注入エネルギー密度環境下におけるナノ秒パルス放伴い，ガス温度は比例して上昇し，注入エネルギー密度が電によるオゾン生成特性を調査し，更なる高濃度化に向1,100 J/L 程度にて約 55℃に達することを確認した．このとけた飽和要因の解明に努めた．

きのガス温度上昇率は 3.1×10 K/（J/L ）であった．図 2 に-2

2.2 オゾン濃度変化観測システム
図 3 に本実験で用いたナノ秒パルス電源の概略図を示す．
本装置は，スパークギャップスイッチ（SGS），三重同軸ブルームライン線路，伝送線路により構成されている．詳細な構造及び動作については参考文献を参照願いたい ．ま14）た，図 4 にナノ秒パルス放電発生時の電圧・電流波形を示す．図 4 より，およそ 2 ns の電圧の立ち上がり及び立ち下がり時間，パルス幅は約 5 ns が得られていることが分かる．
図 5 に実験システム概略図を示す．放電電極は，直径 0.3mm のステンレスワイヤを中心電極とし，内径 76 mm，長さ
図 1 放電中ガス温度の注入エネルギー密度依存性
Fig.1 Dependence of gas temperature on injection energy density
during discharge.

1,000 mm の真鍮円筒を外部電極とした同軸円筒構造となっている．放電リアクタ長を 1,000 mm とした理由は，ナノ秒パルス放電を用いたオゾン生成研究にて多く使用されているためである．電極への導入ガスはオゾナイザ（ED-OGR4BW, エコデザイン株式会社）により生成したオゾン化ガス（オゾン濃度 20,40,60 g/m ）を用いており，電極内へ封3

図 2 オゾン濃度のガス温度依存性
Fig.2 Dependence of ozone concentration on gas temperature.

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図 3 ナノ秒パルス電源の構成
Fig.3 Schematic diagram of nanosecond pulse generator.

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静電気学会誌 第46巻 第 1 号（2022）

4

図 4 ナノ秒パルス放電の電圧・電流波形
Fig.4 Voltage and current waveforms of nanosecond pulsed discharge.

図 6 emICCD カメラとレーザー、放電のタイミングチャー
ト（ a ）10 Hz 同期，（ b ）1 放電同期
Fig.6 ICCD Camera + OPO Laser and Discharge time chart（ a ）10 Hz,（ b ）single discharge.

いるため，それ等の条件に合わせた最適波長を導出した．
この最適波長は，次の 2 つの条件を満たす必要がある．1
つ目は吸光光度法を適用するために，透過光が観測される
適度な吸光度であること，2 つ目は吸光度の感度が高い
Abs.<1 の範囲内であることである．今回，この 2 つの条件を満たす波長が 320 nm であったため，プローブレーザー

図 5 オゾン濃度観測システム
Fig.5 Ozone concentration observation system.

である OPO レーザーの設定波長は 320 nm とした．このレーザー光を電極軸方向へ入射し，その透過光（320 nm ）入した状態とした．封入方式としたのは，放電による時空間の 強 度を分 光 器（ IsoPlane320, Princeton Instruments ）付的オゾン濃度変化に対するガス流の影響を排除するためで

emICCD カメラ（ PI-MAX, Princeton Instruments ）を用いある．実験時には，中心電極へ正極性のパルス電圧を印加し，て計測した．また，レーザー光は電極への入射前にハーフ

その印加電圧は 40 kV，繰り返し周波数は 10 pps とした．

ミラー（ WSSQ-30C07-10-3, シグマ光機）によりサンプリ

放電によるオゾン濃度の変化は，レーザー吸光光度法

ングされており，このサンプル光（入射光）も透過光と同により計測する．オゾンは紫外線など特定波長の光を吸様に分光器付 emICCD カメラにて計測した．

収する性質がある．この性質を利用して電極への入射光

電極内のオゾン濃度観測位置は，中心電極から外部電と透過光の比からオゾン濃度を算出する方法がレーザー極へ向かう径方向に 4, 19, 34 mm 離れた地点とした．4

吸光光度法である．吸光度を Abs.，入射光強度を I0，mm 地点は中心電極近傍，19 mm 地点は外部電極と中心15）透過光強度を I とおくと，吸光度は次の式（1）で表せる ．

電極の中間，34 mm 地点は外部電極近傍におけるオゾン

ここでランベルト・ベールの法則より吸光度はオゾン濃生成様相を確認するためである．ここで OPO レーザー

度 C と測定光路長 d に比例するので，式（2）で表すことはパルスレーザーであるため，OPO レーザーと emICCDができる

カメラを時間同期する必要があり，ディレイジェネレー

15）．ε はモル吸光係数であり，その値は 3,000

15）

L/mol・cm である ．よってオゾン濃度は式
（1）
（
，2）より

ター（ DG645,STANFORD RESEARCH SYSTEMS ）を用式（3）のように表すことができる．

いて駆動周波数 10 Hz にて同期させた．なお，OPO レ

15）

（1）
（2）
（3）

ーザーとナノ秒パルス放電も同様に同期しており，ナノ秒パルス放電後 1 μs にてレーザーが入射されるように設定した．これらのタイミングチャートを図 6 に示す．

2.3 予備実験
本研究ではナノ秒パルス放電によるオゾン濃度変化を実験において，プローブレーザーには Nd:YAG レーザ

紫外レーザーにより観測することを目的としているたー（ SureliteEx, Continuum ）と光パラメトリック発生器

め，予備実験にて放電以外の影響によるオゾン濃度変化（ Horizon OPO, Continuum ）で構成された OPO レーザーの有無を確認した．

を用いている．オゾンは波長 200～800 nm の広範囲にわた

図 7 には，リアクタ内に 60 g/m のオゾンを封入し，り吸光特性を持っており，特に波長 220～300 nm のハートレーザーを 20 分間照射した際の各観測位置におけるオ

レー帯に強い吸収特性を持っている ．本実験では 20, 40,

ゾン濃度の時間推移を示す．図 7 より，時間経過に従っ

60 g/m と高いオゾン濃度及び 1,000 mm と長い光路長を用て全ての観測位置においてオゾン濃度の減少が確認され

16）328302685-1静電気学会誌46巻1号.indb

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ナノ秒パルス放電方式オゾナイザにおけるオゾン生成特性の空間依存性（角 直哉ら）

5

図 7 60 g/m 封入時のオゾン濃度時間推移
Fig.7 Dependence of ozone concentration on laser shot counts（603．
g/m enclosed ）3

た．このオゾン濃度減少の原因としては，式（4）に示す紫外光によるオゾン分解反応が考えられ ，その分解量16）は各観測位置においてレーザー1 ショット当たり 0.5 ×
10 ～1.8×10 g/m である．
-4

-4

3

（4）
また，観測位置によって初期濃度が異なっているが，これはオゾンの分子量が酸素より大きく，その質量差によりオゾンが電極下方へ沈降したことが一因だと推測される．なお，放電の発生熱による電極内空間の屈折率変化がないことも同時に確認している．

3．実験結果及び考察
3.1 放電によるオゾン濃度変化
同軸円筒電極内におけるナノ秒パルス放電によるオゾン濃度変化は，放電 300 回ごとの移動平均をとり，初期濃度からの差分を確認した．図 8 に，初期濃度（ a ）20，
（ b ）40，（ c ）60 g/m のオゾン化ガス封入時におけるナノ3秒パルス放電連続印加時の各観測位置でのオゾン濃度変化量を示す．なお，図 8 は 2.3 節にて述べたレーザー光
によるオゾン分解量を既に差し引いている．図 8（ a, 20g/m ）より，全ての観測位置においてオゾン濃度は放電
3回数の増加とともに多少の変動はあるものの上昇している．図 8（ b, 40 g/m ）より，観測位置 4 mm 地点におい3てオゾン濃度は放電回数の増加に伴って減少し，19, 34mm 地点では増加した．図 8（ c, 60 g/m ）より，全ての
3

観測位置においてオゾン濃度は放電回数の増加に伴って減少した．なお，表 1 には，図 8 の各条件におけるオゾ
ン濃度変化を直線近似した際の傾き，即ち，1 回のナノ秒パルス放電によるオゾンの生成・分解特性をまとめたものを示す．表 1 より，外部電極近傍及び低オゾン濃度時に傾きは正となり，その傾きが大きいことが分かる．

28302685-1静電気学会誌46巻1号.indb5

図 8 放電によるオゾン濃度変化3（ a ）20,（ b ）40,（ c ）60 g/m 封入
Fig.8 Dependence of ozone concentration on discharge shot under
different initial concentration conditions.
3（ a ）20,（ b ）40,（ c ）60 g/m enclosed.
表 1 各条件における 1 ショットごとのオゾン濃度変化量
Table 1 Change of ozone concentration per 1shot.
オゾン濃度変化量［×10（g/m ）/shot］
-4

初期濃度
測定位置
4 mm
19 mm
34 mm

3

20 g/m40 g/m60 g/m

0.983
1.23
1.95

-2.84
0.623
1.04

-4.97
-3.15
-1.87

3

3

3

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静電気学会誌 第46巻 第 1 号（2022）

6

一方で，中心電極近傍及び高濃度オゾン時に傾きは負となり，その傾きが大きいことが分かる．これは初期オゾン濃度が高く，中心電極に近いほどナノ秒パルス放電によりオゾンが分解されていることを示している．

3.2 オゾン濃度変化に対する考察
3.1 の結果を踏まえて考察する．この電極内におけるナノ秒パルス放電時に起こる化学反応は式
（5）
～
（8）が考
えられる ．
17）

（5）
（6）
（7）
（8）
式
（5）
（
，6）は酸素分子への電子衝突による酸素原子の生図 9 測定位置ごとのオゾン生成特性
Fig.9 Ozone generation characteristics for each measurement
position.

成反応及び酸素原子と酸素分子，その他分子（この場合体を表すため，［ e ］1,［ e ］2，［O］，［ M ］及び［ O2］はは，酸素が主と考えられる．
）の三体衝突反応によるオ

それぞれオゾン濃度に依存しないパラメータとみなせ

ゾンの生成反応である．本実験において，式（7）に示する．よって，第 1 項はオゾン生成を示す定数項，第 2 項

酸素原子の再結合反応も考えられるため，放電空間におはオゾンの分解を示す［ O3］に依存する変動項となる．

ける酸素原子密度は式（9）のように表される．ここで，図 9 に表 1 の各観測位置をパラメータとした放電 1 回

初期濃度としてオゾンを 60 g/m 封入した際においても当たりのオゾン濃度変化量のオゾン濃度依存性を示す．

リアクタ内のガス組成は O（97％）/O3（3％）であり，式2

こ こ で 横 軸 は［ O3］, 縦 軸 は ［d O3］/dShot であ る． 図 9（8）により生じる O 原子は式（5）により生じる O 原子ににおいて各観測位置とも線形性があり，その近似式は観比べて十分小さいため，今回の実験条件においては無視

測位置 4, 19, 34 mm でそれぞれ式
（11）
（
，12）
（
，13）
となる．

3

できると考える．また，k1 は式（5）の反応速度定数，k2

（11）

は式
（7）の反応速度定数，τ は放電パルスの持続時間を
表し，
［ O2］
，
［ M ］はそれぞれ酸素分子，第三体の密度

（12）

を表し，
［ e ］1 は式（5）の反応を主に引き起こす 6～8 eV（13）のエネルギー を持った電子の密度を表す．
18）

（9）

式
（11）
～
（13）より，図 9 の Y 切片（［ O3］= 0）は，酸素
原料下における各観測位置でのオゾン生成・分解特性を式（6）の反応速度は式（9）の酸素原子密度に比例すること

示す値と考えられ，全ての観測位置にて正となり，そのを表している．式（8）はオゾン分子への電子衝突による値は 34 mm，19 mm，4 mm の順で大きい．これは外部電

オゾンの分解反応を示している．また，本実験は注入エ

極近傍ほど酸素原料下でのオゾン生成に適した空間であネルギー密度 700 J/L 以下で実施しており，電極内の平ることを示している．この要因として外部電極まで進展

均ガス温度は 40℃以下と見積もられるため，その熱にする 1 次ストリーマがオゾン生成に寄与する酸素分子のよるオゾンの熱分解はないものと考えられる．この条件

解離反応に必要な 6～8eV 程度の高エネルギー電子をよ下における放電 1 回当たりのオゾン濃度変化は ［d O3］/

り多く生成できること ，及び 1 次ストリーマは進展に伴

dShot と表され，式（10）のように示される．ここで，k3 は式

い放電電流が増加し ，外部電極に近づくほどストリー（6）の反応速度に依存し，k4 は式（8）の反応速度に依存し，マ内の高エネルギー電子数が増大することが考えられる．

［ O2］
，
［ O3］
，
［ M ］はそれぞれ酸素分子，オゾン分子 , 第

式
（11）
～
（13）の傾きはオゾン濃度に対するオゾン分解

三体の密度を表している．
［ e ］2 は式（8）の反応を引き起こ特性の変化を示している．これはオゾンが高濃度になる

す 1～2 eV のエネルギーを持った電子の密度である ．

につれて各観測位置におけるオゾン生成能力が低下して

18）

（10）

18）

12）

いることを示している．その値は 4 mm にて最大となり，
19 mm と 34 mm はほぼ同様となった．これから中心電

こ こ で，［ e ］1 及 び［ e ］2 は 放 電 ご と に 一 定 供 給 さ れ，

極近傍はその他の位置に比べオゾン存在時のオゾン生成

O2，M はそれぞれ電極内の主ガスと反応における第三能力が低い，即ち，オゾンの電子衝突分解が発生してい28302685-1静電気学会誌46巻1号.indb

62022/01/25

15:32:09

ナノ秒パルス放電方式オゾナイザにおけるオゾン生成特性の空間依存性（角 直哉ら）
ることを示している．この要因として 2 次ストリーマが大きく関係していると考えられる．2 次ストリーマは低エネルギー電子を多く有し，1～2 eV 程度のエネルギーを持った電子が関与するオゾンの電子衝突分解反応を促進する． 加 え て，O2 の 振 動 - 並 進（ V-T: vibraton-to-18）translation ）緩和により，中心電極近傍が局所的に高温となりオゾンの熱分解を促進する ．本実験条件ではオゾ
18）ン分解に寄与する 2 次ストリーマが電極中心から 5 mm 程度まで進展することが確認されており ，今回の観測位
19）

置条件では 4 mm のみがその影響を受けることとなった．
次に，各観測位置における X 切片（ ［d O3］/dShot=0）について考える．X 切片はオゾンに関する反応が生成から分解へ転ずるオゾン濃度と考えられ，各観測位置における生成オゾン濃度の最大値と捉えることができる．これは，観測位置 4 mm, 19 mm, 34 mm でそれぞれ 19.7 g/m ,3

37.3 g/m , 45.2 g/m となっており，中心電極より最も離れ33た位置が最大となっている．よって，ナノ秒パルス放電によるオゾン生成において，今回の実験条件下では，外部電極近傍の空間が最も高濃度のオゾンを生成できる空間であることが明らかとなった．なお，本空間にて生成できる
最大オゾン濃度は，45 g/m 程度に留まっており，この値
37ーで駆動した誘電体バリア放電型オゾナイザのオゾン生成特性．電気学会論文 A ，133（2013）471
2） 田中正明，民田太一郎：両電極冷却円筒オゾナイザのガス温度．電気学会論文誌 A，125（2005）823
3） 安武重雄：水処理プロセスへのオゾン処理適用例．水質
汚濁研究，13（1990）806
4） 佐野和慶，吉岡芳夫：オゾン注入法による NO 除去性能の 酸 素 注 入 と HC 添 加 効 果． 電 気 学 会 論 文 誌 A，123（2003）1030
5） 去来川辰彦，大見忠弘：半導体分野へのオゾン添加超純水の適用．神鋼パンテック技報，37（1993）30
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generation of dielectric barrier discharge in a cylinder-cylinder
reactor and a wire-wire reactor. Journal of Electrostatics, 66（2008）421
7） S. Pekárek: Non-Thermal Plasma Ozone Generation. Acta
Polytechnica, 43（2003）47
8） 石岡久道，虎口信，西井秀明，山部長兵衛：マイクロギャップ無声放電による高濃度オゾン生成．電気学会論文誌 A，122（2002）378
9） 澁田

哲，王

斗艶，浪平隆男，秋山秀典：ナノ秒パル

ス放電方式オゾン発生におけるマルチワイヤ電極の特性．静電気学会誌，34（2013）2

はナノ秒パルス放電方式オゾン生成における飽和オゾン

10）野崎智洋：誘電体バリア放電におけるエネルギー分配機構

濃度と合致しているため，この考察は妥当であると言える．

とヒートマネジメント．J.Plasma and Fusion Res，85（2009）46
11） 龍輝優，山口仁志，王斗艶，浪平隆男：窒素及び酸

素ガス組成比がナノ秒パルス放電の挙動に与える影響．

4．まとめ
本稿では，ナノ秒パルス放電方式オゾナイザの更なる高濃度化に向けた知見探索を目的として，光学的手法を用いた同軸円筒型リアクタにおけるナノ秒パルス放電によるオゾン濃度の時空間変化の調査を行った．

静電気学会誌，43（2019）37
12）浪平隆男，王都艶，松本宇生，岡田翔，秋山秀則：ナノ秒パルス放電プラズマの特性とその応用展開．電気学会論文誌 A，129（2009）713）J.D. McClurkin, D.E. Maier and K.E. Ileleji: Half-life time of

その結果，電極内において，1 次・2 次の両ストリー

ozone as a function of air movement and conditions in a sealed

マが発生する空間のオゾン生成能力は，1 次ストリーマ

container. Journal of Stored Products Research, 55（2013）41のみ発生する空間に比べて低いことが確認された．また，今回の放電条件における最大オゾン濃度が 45 g/m 程度
3であることも一緒に確認された．本結果より，2 次スト
リーマの発生を抑制 ，即ち 1 次ストリーマのみで構成
20）

されるナノ秒パルス放電の実現や更なる高電圧印加などによる 1 次ストリーマ中電子の高エネルギー化などが生成オゾンの高濃度化へ向けた対策になると考えられる．

スパワー電源装置の開発．電気設備学会誌，29（2009）956
15）水野忠雄：オゾンとは，こんな物質である．化学と教育，
59（2011）68
16）鷲田伸明：光化学と分光計測第 10 講大気光化学．分光研究，40（1991）17）八木重典，田中正明，田畑則一：無声放電によるオゾン発生に与える NOx の影響．電気学会論文 A，97（1977）609
18）小野 亮：活性種のレーザー計測による大気圧ストリーマ
放電の反応機構解明．J.Plasma Fusion Res，87（2011）302

謝辞
本研究の一部は JSPS 科研費 19H05611 の助成を受けたものです．

19）龍輝優，王斗艶，浪平隆男：同軸円筒電極内ナノ秒

パルス放電の挙動特性．電気学会論文 A，139（2019）445
20）E. J. M van Heesch, G. J. J Winands and A. J. M Pemen:
Evaluation of pulsed streamer corona experiments to determine

参考文献

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2022/01/25

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