高度粒子線科学技術特論レポート(1)

問題

• 問題1
  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2
  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。

• 問題3
  プラズマ計測法の内、 電子温度、イオン温度、中性粒子温度を決定する方法を各1つ 選び、各方法の原理特徴や適用範囲を要約せよ。

注意

なお、提出するファイル名は BJG22001_abst1.pdfの様に自分の学籍番号(例ではBJG22001 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。 授業支援システムでは提出物の差替えは想定されていないので、 提出前に自己チェックできるように時間に余裕を持って提出すること。

レポートの内容、提出法等の質問があれば、メールではなく、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。 個人や友人間での判断は、先に記載した様に、減点対象になる場合がある。

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、 不正行為として、両方とも0点と 評価するので注意すること。