高度粒子線科学技術特論レポート(1)

問題

• 問題1
  参考資料(20世紀におけるプラズマ物理の歴史と将来展望)を熟読し、 図1(技術)と図2(物理)の中の各1つの項目(例えば、ネオン管やCMAダイヤグラム)を選んで、 図表、数式等を使って簡潔に説明せよ。

• 問題2
  温度T、圧力p=(n_n+ n_i+ n_e) κ T の熱平衡弱電離プラズマを考える。(κ はボルツマン定数。)
  (a) サハの式より、 電離度ζ = n_i/( n_n+ n_i)は
  ζ²/(1-ζ²) =(2πm_e/h²)^1.5 ((κ T)^2.5/p)Exp(-eV_I/κ T)
  で与えられる。ここで、eは素電荷、m_eは電子の質量、 hはプランク定数である。 以下の表の電離電圧V_Iのデータを用いて、 電離度を温度の関数としてグラフを作成し、 解答ファイルにペーストせよ。 ただし、圧力は10⁵, 1.0, 10^-3 の3通りとし、温度の最大値は1eVとせよ。
  

  element	Ionization potential[V]
  Cs	3.89
  Ar	15.76
  He	24.58

  
  (b) ζ > 0.1を強電離プラズマの条件とすると、セシウム強電離プラズマ を得るのに必要な温度は電離エネルギーのおよそ何分の1か?

• 問題3
  滅菌、除菌、殺菌の違いを明確に示せ。さらに、 プラズマおよび放射線を用いた滅菌処置について、その違いを論じよ。 また、プラズマが特に有効であると思われる対象、場面を指摘せよ。

注意

なお、提出メールの件名は「2200106001木2コマ(1)」添付するファイル名は 2200106001_abst1.pdfの様に自分の学籍番号(例では2200106001 としている)を入れておくこと。この指示を守らない場合は、減点対象とする。 回答内容に不備があれば、個別に再提出を求める場合がある。受付期間内に提出された メール＋添付ファイルの内、最新のものを評価の対象とする。

レポートの内容、提出法等の質問はメールやチャットではなく、授業支援システムの フォーラムに、学籍番号を明記し(氏名は不要)投稿せよ。 個人や友人間で判断した変更は、先に記載した様に、減点対象になる。

友人にヒントなどを教えてもらうことは構わないが、必ず自分で考えた 結果を提出すること。極端に類似の(丸写しの)レポートがあれば、両方とも0点と 評価するので注意すること。