２ 誘電体バリア放電，外気，及び室内のHO・濃度

　２．１ 誘電体バリア放電のHO・濃度

大気放電によって発生するHO・は，次式に示すように励起水分子の開裂の他，酸素分子が酸素原子に解離した後，水分子と反応して生じる．ただし，水分子と反応する酸素原子は主に一重項酸素O(¹D)である．

H2O → H + HO・ (48)

O2 → O + O(¹D) (49)

H2O + O(¹D) → 2HO・ (50)

図4に誘電体バリア放電(Dielectric barrier discharge:DBD)とコロナ放電によって生じるHO・生成量と酸素濃度の関係を示す/28/．電極は1本の針電極と直径40[mm]の平板電極で，電極間隔はコロナ放電で16[mm]，DBDで5[mm]あり，DBDでは平板電極上に厚さ2[mm]のガラス板を置き，針電極とガラス板の間隔は3[mm]である．印加電圧は35[kV]，周波数は5-10[Hz]である．大気組成ではDBDの方がコロナ放電よりHO・を発生しやすい．小野らは，H2O(2.4%)/N2組成のDBDで放電後10[μs] 後の，針電極下2×2.5×3[mm³]の測定領域内におけるHO・平均濃度を，実験値とシミュレーションから5-7×10¹⁴[1/cm³]と求めている/28/．

図5はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の170×74×21[mm³]の反応器で長手方向に25本の針電極を設置し，流量2[L/min]，印加電圧20-30[kV]，周波数5[kHz]でコロナ放電させ，電極下のHO・平均濃度の時間変化を測定したものである/29/．小野らはH2O(2.4%)/N2の組成で放電後10[μs]のHO・平均濃度を3×10¹⁵[1/cm³]と求めている/29/．

水分子と酸素分子の解離エネルギーはどちらも5.12[eV]であり，シャープはプラズマクラスターを発生させる際，これに合わせて放電エネルギーを制御するとしている/5/．また，プラズマクラスター発生装置はDBD装置そのものであり，プラズマクラスター発生装置からは，上記同様のHO・が発生している/5/．

　２．２ 外気のHO・濃度

　大気中には，昼間，太陽光によって発生したHO・が10⁶[1/cm³]オーダーで存在する/30/．夜間でも森林ではテルペン，都市部では大気汚染物質の影響により，HO・が存在する/30/．

　図6は森林地帯の，図7と図8は都市部での地上HO・濃度の測定値例である/30/．なお，0.04[ppt]は1×10⁶[1/cm³]に相当する．

　昼間(11:00〜15:00の平均)のHO・濃度は，森林地帯で3-6×10⁶[1/cm³]，海岸でおよそ1.5-2.5×10⁶[1/cm³]，都市部でおよそ2-6×10⁶[1/cm³]である．

２．３　室内のＨＯ・濃度

　室内には，木材，塗料，カーペット，家具等から発生するＶＯＣ（揮発性有機化合物）が存在する．室外からの流入やコピー機等によって発生したオゾンはＶＯＣと反応してHO・が発生する．

　アルカンはオゾンと反応して，HO・を発生するが，ｄリモネン，αテルピネン，2メチル2ブタン，αピネン等の１３種類のアルカンが室内の平均的条件で存在し，オゾンが0.02[ppm] の時，定常状態で1.7×10⁵ [1/cm³]のHO・が存在すると予測される/31/．

また，平均的な換気率の商業ビルで，実際に室内で起こりうる濃度のｄリモネンとオゾンを発生させた所，HO・濃度は１週間平均で7×10⁵ [1/cm³]であった/32/．

オゾンが0.02[ppm]程度存在すると，室内にはHO・が10⁵[1/cm³]オーダーで存在すると考えられる．

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〔 緒言・目次 〕

１ 熱力学的考察 〔 図1-3，表１-15，式(1)-(47) 〕

２ 誘電体バリア放電，外気，及び室内のHO・濃度 〔 図4-8，式(48)-(50) 〕

３ HO・と両極性イオンのエアロゾル粒子及び平板への衝突量 〔 図9-11，表16，式(51)-(67) 〕

４ ＤＢＤで発生する活性酸素濃度の数値計算シミュレーション〔 図12-22，表17-20，式(68)-(79) 〕

５ プラズマクラスター発生装置の活性種 〔 式(80)-(87) 〕

６ プラズマクラスター発生装置の人体への影響

７ プラズマクラスターの終焉

８ プラズマクラスター発生装置の生活空間での有効性〔 図23-31 〕

【参照文献】