(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-29
(45)【発行日】2022-09-06
(54)【発明の名称】プラズマ装置
(51)【国際特許分類】
B01J 19/08 20060101AFI20220830BHJP
H05H 1/46 20060101ALN20220830BHJP
C22B 5/12 20060101ALN20220830BHJP
C22B 26/22 20060101ALN20220830BHJP
【ＦＩ】
B01J19/08 E
H05H1/46 B
C22B5/12
C22B26/22
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2018132724
(22)【出願日】2018-07-12
(65)【公開番号】P2020006353
(43)【公開日】2020-01-16
【審査請求日】2021-05-11
(73)【特許権者】
【識別番号】390029012
【氏名又は名称】株式会社エスイー
(74)【代理人】
【識別番号】100144048
【弁理士】
【氏名又は名称】坂本 智弘
(74)【代理人】
【識別番号】100186679
【弁理士】
【氏名又は名称】矢田 歩
(74)【代理人】
【識別番号】100214226
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 博文
(72)【発明者】
【氏名】滝沢 力
(72)【発明者】
【氏名】坂本 雄一
【審査官】佐々木 典子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２７２１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８４５５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１１８６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／１０２０７０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ １０／００－１２／０２、
１４／００－１９／３２
Ｈ０５Ｈ １／００－ １／５４
Ｃ２２Ｂ １／００－６１／００
Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６
Ｈ０１Ｌ ２１／３０２、２１／４６１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
気体状態の原料をプラズマで処理することができるプラズマ装置であって、気体状態の前記原料を前記プラズマで処理する反応室と、
気化させて前記反応室に供給する前記原料を貯蔵する原料貯蔵部と、
前記反応室から前記原料貯蔵部に侵入するプラズマ中の電子を抑制する電子侵入抑制手段と、を備え、
前記電子侵入抑制手段は、
前記反応室の気体状態の前記原料を受け入れる受入口に設けられた導電性の円筒部材と、
前記円筒部材に一方側から他方側に向けて電流を流す第１の電源と、
前記円筒部材の中央に前記円筒部材と離間して配置された導電性の電極部と、
前記円筒部材と前記電極部の間に電圧を印加する第２の電源と、を備え、
前記電子侵入抑制手段は、前記電子が前記受入口から前記原料貯蔵部に向かうのを抑制するローレンツ力を形成することを特徴とするプラズマ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプラズマ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、大気圧以下の減圧下で、無水ハロゲン化マグネシウムを還元ガス雰囲気中でプラズマに晒すとともに、無水ハロゲン化マグネシウムを活性種によって発熱反応を起こさせることにより、無水ハロゲン化マグネシウムを還元させて、金属マグネシウムを得ること、を特徴とする金属マグネシウムの製造方法が開示されている。
【0003】
具体的には、誘電体材料の窓を通じてマイクロ波を容器内に供給し、マイクロ波表面波水素プラズマを生成し、そのマイクロ波表面波水素プラズマで無水ハロゲン化マグネシウムを還元させて、金属マグネシウムを生成している。
【0004】
そして、特許文献１には、無水ハロゲン化マグネシウムをプラズマ雰囲気下で昇華開始温度まで加熱することでプラズマによる反応を促進させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１６－２１６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、原料とプラズマとの反応を制御するためには、原料の供給量を制御できることが好ましく、そのために反応室外に固体の原料を貯蔵する原料貯蔵部を設け、原料貯蔵部の加熱を制御することで反応室に供給する気体状態の原料の供給量を制御することが考えられる。
【0007】
そこで、このような構成を設けるようにしたところ、原料貯蔵部に貯蔵されていた粉状の原料が反応室内に噴出する問題が発生した。
【0008】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、原料が反応室内に噴出することを抑制できるプラズマ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明のプラズマ装置は、気体状態の原料をプラズマで処理することができるプラズマ装置であって、気体状態の前記原料を前記プラズマで処理する反応室と、気化させて前記反応室に供給する前記原料を貯蔵する原料貯蔵部と、前記反応室から前記原料貯蔵部に侵入するプラズマ中の電子を抑制する電子侵入抑制手段と、を備える。
（１）本発明のプラズマ装置は、気体状態の原料をプラズマで処理することができるプラズマ装置であって、気体状態の前記原料を前記プラズマで処理する反応室と、気化させて前記反応室に供給する前記原料を貯蔵する原料貯蔵部と、前記反応室から前記原料貯蔵部に侵入するプラズマ中の電子を抑制する電子侵入抑制手段と、を備える。
【0010】
（２）上記（１）の構成において、前記電子侵入抑制手段は、前記反応室の気体状態の前記原料を受け入れる受入口上又は前記受入口から前記原料貯蔵部に至るまでの間に前記電子をトラップする磁力線を形成する磁石を備える。
【0011】
（３）上記（１）の構成において、前記電子侵入抑制手段は、前記反応室の気体状態の前記原料を受け入れる受入口に設けられた導電性の円筒部材と、前記円筒部材に一方側から他方側に向けて電流を流す第１の電源と、前記円筒部材の中央に前記円筒部材と離間して配置された導電性の電極部と、前記円筒部材と前記電極部の間に電圧を印加する第２の電源と、を備え、前記電子侵入抑制手段は、前記電子が前記受入口から前記原料貯蔵部に向かうのを抑制するローレンツ力を形成する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、原料が反応室内に噴出することを抑制できるプラズマ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】水素原子の分圧を変化させたときに、式２の右側に進む反応と左側に進む反応の境界を示したグラフである。
【図2】本発明に係る第１実施形態のプラズマ装置を説明するための断面図である。
【図3】ローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明するための図である。
【図4】本発明に係る第２実施形態の電子侵入抑制手段を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。
【0015】
以下、原料に無水塩化マグネシウムを用いて、反応室２内で気体状態の原料を水素プラズマ（具体的には、マイクロ波表面波水素プラズマ）で還元処理して水素化マグネシウムを含むマグネシウム生成物（以下、単に、水素化マグネシウムを含む生成物ともいう。）を得る場合を例にとって説明を行うこととする。
【0016】
しかし、この反応は一般的な反応式からでは説明できないため、それが実現できる理由について簡単に説明しておく。
通常、無水塩化マグネシウムと水素との反応を式で書くと、以下の式１のように表される。
ＭｇＣｌ２ ＋ Ｈ２ ⇔ ＭｇＨ２ ＋ Ｃｌ２・・・（１）
通常、無水塩化マグネシウムと水素との反応を式で書くと、以下の式１のように表される。
ＭｇＣｌ２ ＋ Ｈ２ ⇔ ＭｇＨ２ ＋ Ｃｌ２・・・（１）
【0017】
ここで、問題となるのは、反応中の環境（圧力・温度）をどのようにすれば、式１において右側が安定状態となり、右側への反応が進むかということになる。
【0018】
そして、どちらが安定であるかは、Ｇｉｂｂｓの自由エネルギーを考えることでわかるが、式１の場合、プラズマの反応を行うための反応室２内の圧力を高密度で電子温度が低いマイクロ波表面波水素プラズマを生成させるために１０Ｐａにしたとすると、右側に反応を進めるためには、反応室２内の温度を約１１５０℃以上とする必要がある。
【0019】
このような高温状態では、水素化マグネシウム自体が気体の状態になるため、固体として析出させるためには、反応室２内の温度を下げる必要があるが、約１１５０℃よりも低い温度領域では式１の左側への反応が優勢となるため、固体として析出する物質は、無水塩化マグネシウムになってしまい、水素化マグネシウムが析出しないことになる。
このため、一般的な反応式（式１参照）からでは、無水塩化マグネシウムと水素を反応させて水素化マグネシウムを得ることは困難である結論に至る。
このため、一般的な反応式（式１参照）からでは、無水塩化マグネシウムと水素を反応させて水素化マグネシウムを得ることは困難である結論に至る。
【0020】
しかしながら、マイクロ波表面波水素プラズマ中には、励起原子・分子、ラジカル（化学的に活性な原子・分子）、電子、イオン（正及び負）及び中性の原子や分子が存在し、そのような状態を考慮した反応式を考えることで、無水塩化マグネシウムにマイクロ波表面波水素プラズマを照射することで水素化マグネシウムを生成可能であることの説明ができる。
【0021】
例えば、一例として、以下の式２のように、水素原子が存在する反応式を仮定し、Ｇｉｂｂｓの自由エネルギーに基づいて、右側に進む反応と左側に進む反応の境界を示したのが図１である。
ＭｇＣｌ２ ＋ ２Ｈ ＋Ｈ２ ⇔ ＭｇＨ２ ＋ ２ＨＣｌ・・・（２）
ＭｇＣｌ２ ＋ ２Ｈ ＋Ｈ２ ⇔ ＭｇＨ２ ＋ ２ＨＣｌ・・・（２）
【0022】
図１は、反応室２（図２参照）の圧力が１０Ｐａとし、横軸に水素原子の分圧（ｍＰａ）を取り、縦軸に温度（℃）を取って、水素原子の分圧（ｍＰａ）を変えた場合に右側に進む反応と左側に進む反応の境界が何度（℃）のところになるのかを示したグラフである。
【0023】
図１を見るとわかるように、水素原子の分圧が同じ場合、温度を下げることでＭｇＨ２が生成されるようになり、同じ温度では、水素原子の分圧が大きくなるほどＭｇＨ２が生成されるようになっている。
【0024】
ここで、注目すべきは、１０ＰａでＭｇＨ２がＭｇとＨ２に分解し始める温度である１００℃より低い温度域であってもＭｇＨ２を生成する解が存在し、良好にＭｇＨ２を固体として析出させることが可能であることである。
【0025】
そこで、これから説明する第１実施形態のプラズマ装置１のように、実際に、水素原子等の存在が仮定できる高密度なマイクロ波表面波水素プラズマの存在する範囲内に、水素化マグネシウムを付着させる付着手段８０（図２参照）を設け、水素化マグネシウムを付着させる実験を行い、付着手段８０の表面８１（図２参照）に付着したマグネシウム生成物が、水滴を垂らすだけで激しく発泡して水素を発生するほどに水素化マグネシウムを含有していることを確認しており、以下、具体的に、そのようなプラズマ装置１について説明する。
【0026】
ただし、以下の実施形態のように付着手段８０を設けた形態のプラズマ装置１以外であっても、原料貯蔵部５１に貯蔵されていた粉状の原料が反応室２内に噴出する問題は、起こるものであり、本発明において、付着手段８０が必須であるわけではない。
【0027】
（第１実施形態）
図２は本発明に係る第１実施形態のプラズマ装置１を説明するための断面図である。
図２に示すように、プラズマ装置１は、気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）をプラズマで処理する反応室２を形成する筐体１０を備えており、本実施形態では、中央に開口部１１Ａを有する仕切部１１を筐体１０内に設けることで反応室２が第１空間Ｆと第２空間Ｓを有するようになっているが、この仕切部１１は省略してもよく、反応室２は１つの空間として形成されていてもよい。
図２は本発明に係る第１実施形態のプラズマ装置１を説明するための断面図である。
図２に示すように、プラズマ装置１は、気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）をプラズマで処理する反応室２を形成する筐体１０を備えており、本実施形態では、中央に開口部１１Ａを有する仕切部１１を筐体１０内に設けることで反応室２が第１空間Ｆと第２空間Ｓを有するようになっているが、この仕切部１１は省略してもよく、反応室２は１つの空間として形成されていてもよい。
【0028】
そして、プラズマ装置１は、反応室２内にマイクロ波を入射させる部分に設けられた誘電体材料（例えば、石英やセラミックス等）の窓Ｗと、マイクロ波表面波プラズマを生成させるために窓Ｗを介して反応室２内の第１空間Ｆに供給されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０（例えば、マグネトロン）と、マイクロ波発生手段２０で発生させたマイクロ波を窓Ｗのところまで導波させる導波管２１と、を備えている。
【0029】
なお、マイクロ波が窓Ｗを通じて反応室２内に供給されると、窓Ｗの反応室２内に露出した表面に表面波が形成され、この表面波のカットオフ角周波数で決まる密度以上の高密度プラズマ（高密度なマイクロ波表面波プラズマ）が生成される。
【0030】
そして、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）は、電子密度が高いので照射されたマイクロ波はマイクロ波表面波プラズマの表面で反射されて内部には入らないがマイクロ波表面波プラズマの表面に沿う形で伝搬される。
【0031】
本実施形態では、発生するマイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとしているが、この周波数に限定される必要はなく、例えば、通信目的以外で使用できるＩＳＭバンドの５ＧＨｚ、２４．１ＧＨｚ、９１５ＭＨｚ、４０．６ＭＨｚ、２７．１ＭＨｚ及び１３．５６ＭＨｚ等であってもよい。
【0032】
また、プラズマ装置１は、反応室２内の気体を排出し、反応室２内を減圧する減圧手段３０を備えている。
具体的には、減圧手段３０として、プラズマ装置１は、途中に開閉操作又は開閉制御により排気の有無を決める第１排気バルブ３１Ａが設けられた第１排気管３１を介して第１空間Ｆに接続された第１真空ポンプ３２と、途中に開閉操作又は開閉制御により排気の有無を決める第２排気バルブ３３Ａが設けられた第２排気管３３を介して第２空間Ｓに接続された第２真空ポンプ３４と、を備えている。
具体的には、減圧手段３０として、プラズマ装置１は、途中に開閉操作又は開閉制御により排気の有無を決める第１排気バルブ３１Ａが設けられた第１排気管３１を介して第１空間Ｆに接続された第１真空ポンプ３２と、途中に開閉操作又は開閉制御により排気の有無を決める第２排気バルブ３３Ａが設けられた第２排気管３３を介して第２空間Ｓに接続された第２真空ポンプ３４と、を備えている。
【0033】
なお、高密度なマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）を安定して生成させるためには、反応室２内の圧力が低い方が有利であり、少なくとも反応室２内は１０分の１気圧以下がよく、１００分の１気圧以下がより好ましく、１０００分の１気圧以下が更に好ましく、本実施形態では、１００００分の１気圧程度である約１０Ｐａにしている。
【0034】
そして、気体の吸引力の弱い真空ポンプの場合、反応室２内の真空度を高めるのに時間がかかるため、そのような段取り時間を省略するために、第１真空ポンプ３２又は第２真空ポンプ３４のうちの少なくとも一方を気体の吸引力が高いメカニカルブースターポンプにしておくことが好ましい。
【0035】
なお、プラズマ装置１には、反応室２の第１空間Ｆ内の圧力を測定するための第１圧力計３２Ａと、反応室２の第２空間Ｓ内の圧力を測定するための第２圧力計３４Ａが設けられており、例えば、第１圧力計３２Ａが測定する圧力に基づいて、第１空間Ｆ内の圧力が所定の圧力（例えば、約１０Ｐａ）になるように、第１真空ポンプ３２及び第１排気バルブ３１Ａの動作を制御するようにしてもよい。
【0036】
例えば、第１真空ポンプ３２を動作（ＯＮ）させておいて、第１圧力計３２Ａが測定する圧力に基づいて、第１排気バルブ３１Ａの動作を制御（開閉制御）するようにしてもよく、逆に、第１排気バルブ３１Ａが開の状態となるように動作させておいて、第１真空ポンプ３２の動作を制御（ＯＮ、ＯＦＦ制御）するようにしてもよい。
【0037】
同様に、例えば、第２圧力計３４Ａが測定する圧力に基づいて、第２空間Ｓ内の圧力が所定の圧力（例えば、約１０Ｐａ）になるように、第２真空ポンプ３４及び第２排気バルブ３３Ａの動作を制御するようにしてもよい。
【0038】
例えば、第２真空ポンプ３４を動作（ＯＮ）させておいて、第２圧力計３４Ａが測定する圧力に基づいて、第２排気バルブ３３Ａの動作を制御（開閉制御）するようにしてもよく、逆に、第２排気バルブ３３Ａが開の状態となるように動作させておいて、第２真空ポンプ３４の動作を制御（ＯＮ、ＯＦＦ制御）するようにしてもよい。
【0039】
ただし、第１空間Ｆ及び第２空間Ｓ内の圧力を所定の圧力にするために、２つの真空ポンプ（第１真空ポンプ３２及び第２真空ポンプ３４）の双方を動作させる必要はない。
【0040】
例えば、前段取りとして、反応室２内の圧力を所定の圧力にするときだけ、２つの真空ポンプ（第１真空ポンプ３２及び第２真空ポンプ３４）を動作させ、反応室２内の圧力が所定の圧力になったところで、第１排気バルブ３１Ａを閉にして第１真空ポンプ３２の動作を停止し、その後は、第１圧力計３２Ａ又は第２圧力計３４Ａの測定する圧力に基づいて、反応室２内の圧力を所定の圧力に維持するように、第２真空ポンプ３４及び第２排気バルブ３３Ａの動作を制御するようにしてもよい。
【0041】
なお、反応室２内の圧力を所定の圧力に維持するときに使用される反応室２内の圧力の測定値としては、第１圧力計３２Ａ及び第２圧力計３４Ａの測定した圧力を平均したものを使用するようにしてもよい。
【0042】
また、プラズマ装置１は、還元雰囲気を形成する気体としての水素を反応室２内に供給するために、図示しない水素供給手段を備えている。
なお、本実施形態では、マイクロ波表面波プラズマ化する気体が水素であるため、水素供給手段と呼んでいるが、処理によっては、別の気体をマイクロ波表面波プラズマ化する場合もあるので、この水素供給手段は、マイクロ波表面波プラズマ化する気体の気体供給手段の具体的な一例にすぎない。
なお、本実施形態では、マイクロ波表面波プラズマ化する気体が水素であるため、水素供給手段と呼んでいるが、処理によっては、別の気体をマイクロ波表面波プラズマ化する場合もあるので、この水素供給手段は、マイクロ波表面波プラズマ化する気体の気体供給手段の具体的な一例にすぎない。
【0043】
例えば、水素供給手段は、水素の供給源となる図示しない水素貯蔵部（水素ボンベ又は水素貯蔵タンク）と、水素貯蔵部から反応室２に水素を供給する水素供給配管（本例では、第１供給管４１、及び、第２供給管４２）と、水素供給配管上に設けられ、反応室２内に供給するマイクロ波表面波プラズマ化する水素（気体）の供給量を制御するマスフローメータ等の供給量制御手段（本例では、第１供給量制御手段ＭＦＣ１及び第２供給量制御手段ＭＦＣ２）と、を備えている。
【0044】
なお、水素貯蔵部が水素ボンベである場合には、水素ボンベ中の水素の残量が減少したときに別の水素ボンベに取り換えることになるため、プラズマ装置１自身の備える水素供給手段が、反応室２側から水素貯蔵部に至るまでの間の水素貯蔵部に接続される、水素貯蔵部から反応室２に水素を供給する水素供給配管（本例では、第１供給管４１、及び、第２供給管４２）までの構成に留まり、水素貯蔵部を含まない場合がある。
つまり、上記説明において、水素貯蔵部を除く部分がプラズマ装置１の水素供給手段である場合がある。
つまり、上記説明において、水素貯蔵部を除く部分がプラズマ装置１の水素供給手段である場合がある。
【0045】
また、マイクロ波表面波プラズマ化する気体が水素以外のものの場合には、当然、水素貯蔵部の部分がその別の気体を貯蔵した貯蔵部となるので、水素貯蔵部は、マイクロ波表面波プラズマ化する気体を貯蔵する気体貯蔵部の具体的な一例にすぎない。
【0046】
さらに、マイクロ波表面波プラズマ化する気体が水素以外のものの場合には、水素供給配管は、マイクロ波表面波プラズマ化する気体を貯蔵する気体貯蔵部から反応室２に気体を供給する気体供給配管となるので、水素供給配管は、気体貯蔵部から反応室２に気体を供給する気体供給配管の具体的な一例にすぎない。
【0047】
話をもとに戻すと、具体的には、水素貯蔵部は、第１供給管４１を介して第１空間Ｆに水素が供給できるように接続されるとともに、第２供給管４２を介して第２空間Ｓに水素が供給できるように接続されている。
そして、第１供給管４１の水素貯蔵部側には、第１供給量制御手段ＭＦＣ１が設けられ、その下流側に開閉操作又は開閉制御により供給の有無を決める第１供給バルブ４１Ａが設けられている。
そして、第１供給管４１の水素貯蔵部側には、第１供給量制御手段ＭＦＣ１が設けられ、その下流側に開閉操作又は開閉制御により供給の有無を決める第１供給バルブ４１Ａが設けられている。
【0048】
同様に、第２供給管４２の水素貯蔵部側には、第２供給量制御手段ＭＦＣ２が設けられ、その下流側に開閉操作又は開閉制御により供給の有無を決める第２供給バルブ４２Ａが設けられている。
【0049】
さらに、プラズマ装置１は、原料となる無水塩化マグネシウムを気化させてマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）中に供給する原料供給手段５０を備えている。
【0050】
具体的には、原料供給手段５０は、原料となる粉体状の無水塩化マグネシウムを貯蔵する原料貯蔵部５１と、原料となる無水塩化マグネシウムをマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）中に供給するために、原料貯蔵部５１内の無水塩化マグネシウムを反応室２の第１空間Ｆ内に供給する直線状の原料供給管５２と、第１電源５３Ａからの電力の供給により発熱し原料供給管５２及び原料貯蔵部５１を加熱する第１加熱部５３と、第１加熱部５３の温度を測定する第１温度計５４と、を備えている。
【0051】
そして、第１温度計５４による温度の測定結果に基づいて、第１電源５３Ａから第１加熱部５３に供給される電力の供給量が制御され、原料供給管５２及び原料貯蔵部５１の温度を制御することで、反応室２の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）を受け入れる受入口１２から第１空間Ｆ内に供給される気体状態の原料の供給量が制御される。
【0052】
例えば、無水塩化マグネシウムは約７００℃程度の温度で気体状態となり、この温度より高くしていけば、気化する速度が速くなり、反応室２の第１空間Ｆ内に供給される気体状態の無水塩化マグネシウムの供給量を多くすることができる。
逆に、約７００℃に近づけば、気化する速度が遅くなり、反応室２の第１空間Ｆ内に供給される気体状態の無水塩化マグネシウムの供給量を少なくすることができる。
逆に、約７００℃に近づけば、気化する速度が遅くなり、反応室２の第１空間Ｆ内に供給される気体状態の無水塩化マグネシウムの供給量を少なくすることができる。
【0053】
また、プラズマ装置１は、反応室２内を加熱する加熱手段６０として、反応室２の第１空間Ｆ内に設けられ、第２電源６１Ａからの電力の供給により発熱し反応室２の第１空間Ｆ内を加熱する第２加熱部６１を備えている。
【0054】
なお、プラズマ装置１は、反応室２の第１空間Ｆ内の温度を測定する第２温度計６２を備えており、第２温度計６２による温度の測定結果が、設定される所定の温度となるように、第２電源６１Ａから第２加熱部６１に供給される電力の供給量が制御され、反応室２の第１空間Ｆ内の温度が所定の温度に保たれる。
【0055】
具体的には、この第２加熱部６１によって、第１空間Ｆ内の温度は気体として無水塩化マグネシウムが存在できる温度に保たれる。
【0056】
一方、第２加熱部６１の外側には、第２加熱部６１からの輻射熱で筐体１０が高温になるのを防止するために、輻射熱を反射するリフレクタ７０が設けられるとともに、筐体１０の外面上に水冷するための冷却管７１が設けられている。
【0057】
このように、プラズマ装置１が、第２加熱部６１によって、余分な場所が加熱されないように熱伝導を防止するリフレクタ７０のような断熱手段を備える場合、筐体１０が高温にならないため、筐体１０の各所に使用されているパッキン等の劣化を抑制できるだけでなく、保温効率が高くなるため、消費電力を低減することができる。
【0058】
また、リフレクタ７０には、上側の中央寄りの位置に、仕切部１１の開口部１１Ａを通じて、第１空間Ｆから第２空間Ｓに挿入される挿入管７２が設けられており、詳細については、後述するが、マイクロ波表面波水素プラズマ及びマグネシウムを含むガス等が挿入管７２から第２空間Ｓに放出されるようになっている。
【0059】
そして、図２に示すように、プラズマ装置１は、挿入管７２に対向する位置に水素化マグネシウムを含む生成物を付着させる付着手段８０を備えており、プラズマ装置１を停止させた後、付着手段８０を取り出せるように、付着手段８０は、筐体１０に対して着脱可能に取り付けられている。
【0060】
付着手段８０は、温調媒体（本例では、１００℃未満の温度に制御された水又は気体等）を供給する供給口ＩＮ（温調媒体供給口）と温調媒体を排出する排出口ＯＵＴ（温調媒体排出口）が設けられ、その温調媒体が反応室２の第２空間Ｓにリークしないようにした温調媒体収容部を有する容器構造になっている。
【0061】
なお、付着手段８０は、挿入管７２に対向する側の水素化マグネシウムを含む生成物を付着させる表面８１が、挿入管７２から放出される発光状態が目視で確認できる高密度のマイクロ波表面波プラズマ（マイクロ波表面波水素プラズマ）が直接接触する位置に配置されることで、少なくとも表面８１を生成するマイクロ波表面波プラズマの存在する範囲内に配置したものになっている。
このため、表面８１のところは、高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ（例えば、水素イオンや水素原子等）の存在が仮定できる特殊な環境下にある。
このため、表面８１のところは、高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ（例えば、水素イオンや水素原子等）の存在が仮定できる特殊な環境下にある。
【0062】
そして、プラズマ装置１は、付着手段８０の水素化マグネシウムを含む生成物を付着させる表面８１の表面温度を、水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲内に保つ温度制御手段（図示せず）を備えている。
【0063】
温度制御手段は、例えば、温調媒体（本例では、１００℃未満の温度に制御された水又は気体等）を供給口ＩＮから付着手段８０の温調媒体収容部内に供給し、排出口ＯＵＴから温調媒体を排出させるように温調媒体を循環させる循環装置（図示せず）と、排出口ＯＵＴから排出された温調媒体の温度を設定される温度に調節する温調装置（図示せず）と、を備えている。
具体的には、本実施形態では、循環装置（図示せず）はポンプ等であり、温調装置（図示せず）は熱交換機等である。
具体的には、本実施形態では、循環装置（図示せず）はポンプ等であり、温調装置（図示せず）は熱交換機等である。
【0064】
なお、温調媒体に外気をそのまま利用できる場合には、供給口ＩＮに外気を供給するためのポンプが接続され、排出口ＯＵＴが大気開放となるようにすればよく、この場合、温調装置は不要である。
【0065】
そして、高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ（例えば、水素イオンや水素原子等）の存在が仮定できる特殊な環境下であって、かつ、表面温度が水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲内に保たれた表面８１のところでは、先に説明した式（２）において、右側に進む反応が促進されるとともに、水素化マグネシウムが分解せずに存在できる状況を生み出すことができる。
【0066】
例えば、表面８１の表面温度が２００℃を超えると生成物中の水素化マグネシウムの割合が大幅に低下するため、水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲は２００℃以下の範囲であることが好ましく、１５０℃以下の範囲であることがより好ましく、１００℃以下の範囲であることが更に好ましい。
【0067】
実験では、表面温度が２００℃を超える状態で析出した水素化マグネシウムを含む生成物の場合、その水素化マグネシウムを含む生成物に水滴を垂らし、水素の分離に伴う発泡現象が非常に弱いことを確認している。
【0068】
一方、表面温度が１００℃以下の状態で析出した水素化マグネシウムを含む生成物の場合、水滴を垂らすと水素の分離に伴う激しい発泡現象が見られることを確認しており、発泡しているガスが水素であることについては、水素検知管で確認を行っている。
【0069】
なお、表面温度が１００℃を超える場合、水素化マグネシウムが水素と金属マグネシウムに分解する反応も起きるため、析出した水素化マグネシウムを含む生成物中の水素化マグネシウムの割合が減少することになることから、水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲は、水素化マグネシウムの分解反応を抑えるという観点で１００℃以下の範囲であることが最も好ましい。
【0070】
また、実験では、表面温度が約８０℃のときよりも、約７０℃の方が水素化マグネシウムを含む生成物の単位時間当たりの析出量が多く、約５０℃の方が更に単位時間当たりの析出量が多くなる結果を得ているので、水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲は、単位時間当たりの析出量の観点からは、更に低い温度範囲とすることが好ましい。
【0071】
つまり、水素化マグネシウムを含む生成物の析出に適した所定の温度範囲は、８０℃以下の範囲が好ましく、更に、７０℃以下の範囲であることが好ましく、５０℃以下の範囲であることがより好ましい。
【0072】
なお、生成物によっては、付着手段８０を冷却するのではなく、保温することも考えられるため、この場合、温調装置はヒータ等となる。
例えば、金属マグネシウムが固体の状態となる温度が４００℃以下の範囲であり、表面８１の温度を２５０℃以上４００℃以下にすると、水素化マグネシウムの含有量が大幅に減少する一方、金属マグネシウムの析出が可能であることから金属マグネシウムの割合が高い生成物が析出すると考えられ、このような場合には、ヒータ等で温調媒体の温度調節を行うことになると考えられる。
例えば、金属マグネシウムが固体の状態となる温度が４００℃以下の範囲であり、表面８１の温度を２５０℃以上４００℃以下にすると、水素化マグネシウムの含有量が大幅に減少する一方、金属マグネシウムの析出が可能であることから金属マグネシウムの割合が高い生成物が析出すると考えられ、このような場合には、ヒータ等で温調媒体の温度調節を行うことになると考えられる。
【0073】
また、プラズマ装置１は、途中にリークバルブ９１が設けられた大気開放管９０を備えており、大気開放管９０の図示しない一端はプラズマ装置１が設置される建屋の外で大気開放状態になっている。
【0074】
この大気開放管９０は、反応室２の圧力が異常な圧力になった場合に、緊急措置として反応室２を大気開放状態にするためのものであり、通常時には、リークバルブ９１は閉の状態とされ、反応室２内に大気が混入することがないようになっている。
【0075】
ところで、無水塩化マグネシウムを還元し、水素化マグネシウムを含む生成物を効率よく生成するためには、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の密度が高い方が好ましい。
【0076】
そのための１つの方法は、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）を生成させるために、反応室２内に供給されるマイクロ波のマイクロ波電力（マイクロ波強度）を高くすることである。
【0077】
しかしながら、この方法は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０に供給する電力量を増加させることを意味し、平均的に使用される電力量が大幅に増加することになる。
【0078】
そこで、本実施形態では、マイクロ波発生手段２０が、パルス的なマイクロ波を発生させるものとして、マイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値を高めつつ、平均的なマイクロ波電力（マイクロ波強度）を下げるようにしている。
【0079】
ただし、パルス的なマイクロ波とは、周期的なマイクロ波電力（マイクロ波強度）の強弱を伴うものを意味し、必ずしも、周期的にマイクロ波電力（マイクロ波強度）がゼロになるものに限定されるものではない。
【0080】
具体的には、マイクロ波発生手段２０は、パルス的なマイクロ波のマイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値が現れる周期が１５０マイクロ秒以下（望ましくは、１００マイクロ秒以下、更に望ましくは５０マイクロ秒以下）であるマイクロ波を発生させ、プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が大幅に減衰する前に、反応室２内にピーク値のマイクロ波電力を有するマイクロ波を供給することで、ほぼそのマイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値に対応する密度のマイクロ波表面波プラズマを維持しつつ、マイクロ波発生手段２０で使用される平均電力を抑制するようにしている。
【0081】
このようにすれば、マイクロ波発生手段２０が、マイクロ波電力（マイクロ波強度）をほぼ一定にしたパルス的なマイクロ波でないマイクロ波を発生させる場合に、プラズマ密度が１０１２／ｃｍ３以上１０１４／ｃｍ３以下であったとすれば、平均的なマイクロ波電力を同様にしても、マイクロ波発生手段２０が、パルス的なマイクロ波を発生させる場合、マイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値を高くできるため、更に、高いプラズマ密度（例えば、１０１５／ｃｍ３以上の高いプラズマ密度）を得ることができ、平均的なマイクロ波電力を同様にしても一桁以上高いプラズマ密度を得ることができる。
【0082】
したがって、マイクロ波発生手段２０が、パルス的なマイクロ波を発生するものとすることで、マイクロ波発生手段２０で使用される電力量（平均電力）の上昇を抑制しつつ、高密度なマイクロ波表面波プラズマを生成できる。
また、マイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値が高くなると、マイクロ波表面波プラズマを点火させやすくなるという効果もある。
また、マイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値が高くなると、マイクロ波表面波プラズマを点火させやすくなるという効果もある。
【0083】
なお、マイクロ波表面波プラズマは、他のプラズマ（例えば、高周波プラズマや直流放電プラズマ等）と比較すれば、電子温度が低く（例えば、１ｅＶ程度）、他のプラズマのように、高い電子温度（例えば、１０ｅＶ以上）とするためにエネルギーが消費されるプラズマと異なり、エネルギーロスが少ないという利点がある。
また、マイクロ波表面波プラズマは、プラズマ中のイオンや分子の温度が熱プラズマと呼ばれるものに比べ大幅に低い（ほぼ常温）という特徴もある。
さらに、マイクロ波表面波プラズマは、上記のような高密度なプラズマを均一に、例えば、０．５ｍ２以上の大面積の範囲に生成することができる。
また、マイクロ波表面波プラズマは、プラズマ中のイオンや分子の温度が熱プラズマと呼ばれるものに比べ大幅に低い（ほぼ常温）という特徴もある。
さらに、マイクロ波表面波プラズマは、上記のような高密度なプラズマを均一に、例えば、０．５ｍ２以上の大面積の範囲に生成することができる。
【0084】
次に、反応室２内に気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）を供給し、プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）で還元する処理を行い、原料と異なる生成物（本例では、水素化マグネシウムを含む生成物）を得る処理（製造方法）について説明を行いながら、さらに、プラズマ装置１の説明を行う。
ただし、原料は無水ハロゲン化マグネシウムや金属マグネシウム等であってもよい。
ただし、原料は無水ハロゲン化マグネシウムや金属マグネシウム等であってもよい。
【0085】
まず、前段取りとして、減圧手段３０（第１真空ポンプ３２及び第２真空ポンプ３４）を駆動させ、反応室２内の圧力が所定の圧力（例えば、約１０Ｐａ）になるように減圧を行う手順を実施する。
【0086】
そして、反応室２内の圧力が所定の圧力（例えば、約１０Ｐａ）になったところで、マイクロ波発生手段２０によるパルス的なマイクロ波の反応室２内への供給、及び、水素供給手段による水素の反応室２内への供給を行う手順を開始し、例えば、図示しないのぞき窓からマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の生成（発光）を確認する。
なお、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が生成しているかは、発光スペクトル強度を測定する測定器で確認するようにしてもよい。
なお、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が生成しているかは、発光スペクトル強度を測定する測定器で確認するようにしてもよい。
【0087】
このときには、反応室２内に供給するマイクロ波表面波プラズマ化する気体（本例では、水素）の供給量を制御する供給量制御手段（第１供給量制御手段ＭＦＣ１及び第２供給量制御手段ＭＦＣ２）によって、気体（本例では、水素）の供給量が制御された状態で反応室２内に気体（本例では、水素）が供給される。
【0088】
そして、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の生成（発光）を確認したら、次に、反応室２内を加熱する加熱手段６０を駆動させ、反応室２の第１空間Ｆ内の温度を所定の温度（例えば、約７００℃）に上昇させる手順を実施する。
【0089】
このようにマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が生成した後に、反応室２内を加熱する加熱手段６０を駆動させるようにすると、仮に、反応室２の内壁面に以前の処理時に付着した金属マグネシウム等が存在したとしても、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の生成を阻害することがない。
【0090】
具体的に説明すると、金属マグネシウムは、マイクロ波を反射するため、気化した金属マグネシウムが反応室２内に多く存在すると、窓Ｗから供給されるマイクロ波が金属マグネシウムで反射され、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の初めの点火（生成開始）を阻害する場合がある。
【0091】
一方、初めの点火（生成開始）が阻害されず、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が生成した後であれば、反応室２の内壁面に付着していた金属マグネシウムが気化してもマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）に影響がでることがない。
【0092】
したがって、上述のように、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の生成（発光）を確認してから加熱手段６０を駆動させるのが好ましい。
【0093】
ただし、反応室２内を約７００℃に保っていれば、反応室２の内壁面の温度は、基本的には金属マグネシウムの気化温度以上に保たれるので、反応室２の内壁面に金属マグネシウムが析出することを抑制できる。
【0094】
このため、処理の終了時に原料の無水塩化マグネシウムの供給を停止した後、反応室２内に金属マグネシウムが浮遊していない状態になってから加熱手段６０の駆動を停止するように心がければ、反応室２の内壁面に金属マグネシウムが付着するのを防止できるので、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の生成前に加熱手段６０を駆動させても問題はなく、マイクロ波表面波プラズマの生成後に加熱手段６０を駆動させるのは、念のための措置である。
【0095】
そして、加熱手段６０による第１空間Ｆ内の加熱を開始するのに合わせて、図示しない温度制御手段によって付着手段８０に設定された温度に調節された温調媒体の供給を開始させ、付着手段８０の表面８１の表面温度を水素化マグネシウムの析出する表面温度（本例では、１００℃未満の温度範囲内の温度）に保つ手順を実施する。
【0096】
その後、原料供給手段５０によって、原料である無水塩化マグネシウムの供給を開始し、反応室２内で原料である無水塩化マグネシウムをマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）で処理する手順を開始するとともに、水素化マグネシウムを含む生成物を析出する表面温度（本例では、１００℃未満の温度範囲内の温度）とした表面８１をマイクロ波表面波プラズマが存在する範囲内に配置した付着手段８０の表面８１に水素化マグネシウムを含む生成物を付着させる手順を開始する。
【0097】
つまり、付着手段８０の表面８１に向けて、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）とともにマグネシウムを含むガス（プラズマ中であるため、マグネシウム原子、塩化マグネシウム、水素化マグネシウム等の存在する複合ガス）が吹き付けられると、表面８１付近では、急激に温度が低下し、図１に示したように、水素化マグネシウムの析出に有利な方向に反応が進み、水素化マグネシウムを含む生成物が付着手段８０の表面８１に付着（析出）する。
【0098】
ただし、付着手段８０の表面８１に、必ずしも、水素化マグネシウムのみが析出するものではなく、当然に、水素化マグネシウムの割合が１００％に近いことが好ましいものの、析出する物質の中には、原料である無水塩化マグネシウム等も含まれる場合がある。
このため、原料と異なる生成物とは、原料と異なる物質を含む生成物と解されるべきものである。
このため、原料と異なる生成物とは、原料と異なる物質を含む生成物と解されるべきものである。
【0099】
そして、所定の時間、プラズマ装置１を駆動させた後、プラズマ装置１の駆動を停止して、反応室２内の圧力を大気圧に戻すとともに、付着手段８０が取り出せる温度（例えば、水素化マグネシウムが空気中の水分と激しく反応しない程度の温度）になった後、付着手段８０を取り外して、付着手段８０の表面８１に付着している水素化マグネシウムを含む生成物を回収する手順を行う。
【0100】
このプラズマ装置１の駆動を停止して付着手段８０を取り外すまでの間は、反応室２内に、露点の低い気体（例えば、露点を低くした空気、窒素、及び、希ガス（ヘリウムやアルゴン等）といった気体）を供給してパージするようにしている。
【0101】
なお、その表面８１が高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ（例えば、高密度な水素イオンや水素原子等）の存在が仮定できる特殊な環境下にあるため、付着手段８０の表面８１に無水塩化マグネシウムが析出した場合でも還元反応が進み、水素化マグネシウムに変化していくと推察される実験結果もある。
【0102】
したがって、反応室２内に原料である無水塩化マグネシウムの供給を停止した後に、付着手段８０の表面８１を冷却し続けて、表面８１に付着した水素化マグネシウムを含む生成物の温度が所定の温度以下（本例では、１００℃未満の温度範囲内の温度）とした状態でマイクロ波表面波プラズマ（マイクロ波表面波水素プラズマ）の照射を持続させることで、生成物中の水素化マグネシウムの割合を高めるようにしてもよい。
【0103】
そして、本実施形態のプラズマ装置１によれば、原料と異なる生成物（本例では水素化マグネシウムを含む生成物）を付着させる付着手段８０が、表面８１をマイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）の存在する範囲内に配置するように設けられ、その付着手段８０の原料と異なる生成物を付着させる表面８１の温度を、原料と異なる生成物の析出に適した所定の温度範囲内（本例では、１００℃未満の温度範囲）に保つ温度制御手段で適切な温度にしているので、通常では得られない生成物（本例では、水素化マグネシウムを含む生成物）を得ることができる。
【0104】
ところで、加熱手段６０による第１空間Ｆ内の加熱を行わないで観察を行うと、受入口１２の周辺に原料（本例では、無水塩化マグネシウム）が噴出しているのが散見されることがあり、原因を究明した結果、原料貯蔵部５１内の粉体状の原料がプラズマ中の電子によってチャージされ、静電反発によって噴出していることが明らかとなった。
【0105】
【0106】
具体的には、電子侵入抑制手段１３は、反応室２の気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）を受け入れる受入口１２から原料貯蔵部５１に至るまでの間に電子をトラップする磁力線を形成する、Ｓ極とＮ極を対向させるように設けられた一対の磁石を備えている。
【0107】
なお、本実施形態では、電子侵入抑制手段１３が一対の永久磁石を備えるものとしており、永久磁石はキュリー点以上の温度になると磁力を失うため、原料を気体状態にするのに必要な温度以上のキュリー点を有する永久磁石を用いているが、このような心配がないように、一対の永久磁石を一対の電磁石に代えてもよい。
【0108】
また、一対の永久磁石又は電磁石のうちの一方を複数の永久磁石又は電磁石を並べたものとし、一対の永久磁石又は電磁石のうちの他方を複数の永久磁石又は電磁石を並べたものとしてもよい。
【0109】
さらに、電子侵入抑制手段１３は、受入口１２から原料貯蔵部５１にプラズマ中の電子が侵入するのを防止できればよいため、反応室２の気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）を受け入れる受入口１２上（反応室２の内側）に設けられていてもよい。
【0110】
そして、上記のように、電子侵入抑制手段１３を設け、磁力線によって電子がトラップされるため、電子の原料貯蔵部５１内への侵入が抑制されるので、原料貯蔵部５１内の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）がチャージされず、静電反発が起きない結果、原料貯蔵部５１内の粉体状の原料が反応室２内に噴出することを抑制できる。
【0111】
したがって、気体状態になった原料（本例では、無水塩化マグネシウム）だけが反応室２内に供給されることになり、原料の供給量の制御性を高めることが可能である。
【0112】
（第２実施形態）
次に第２実施形態のプラズマ装置１について説明する。
第１実施形態では、電子侵入抑制手段１３を一対の磁石ＭＧで構成する場合について説明したが、ローレンツ力を利用する電子侵入抑制手段１３Ａであってもよく、以下、第２実施形態の電子侵入抑制手段１３Ａとしてローレンツ力を利用するものとして構成した場合について説明する。
次に第２実施形態のプラズマ装置１について説明する。
第１実施形態では、電子侵入抑制手段１３を一対の磁石ＭＧで構成する場合について説明したが、ローレンツ力を利用する電子侵入抑制手段１３Ａであってもよく、以下、第２実施形態の電子侵入抑制手段１３Ａとしてローレンツ力を利用するものとして構成した場合について説明する。
【0113】
なお、電子侵入抑制手段１３Ａ以外の点は、第２実施形態も第１実施形態と同様であるため、主に以下では、電子侵入抑制手段１３Ａについて説明を行い、第１実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
【0114】
図３はローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明するための図であり、図４は第２実施形態の電子侵入抑制手段１３Ａを説明するための図であり、図３を参照してローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明した後に、図４を参照して電子侵入抑制手段１３についての説明を行う。
なお、図３では左側にローレンツ力を発生させるための構成の概略図を示し、右側にその構成で発生するローレンツ力の状態を示している。
なお、図３では左側にローレンツ力を発生させるための構成の概略図を示し、右側にその構成で発生するローレンツ力の状態を示している。
【0115】
図３に示すように、左右一対の磁石をＳ極とＮ極が向かい合うように配置する。
図３の配置の場合、左右一対の磁石間の向かい合う極を見ると、左側にＳ極が位置（左側に左側の磁石のＳ極が位置）し、右側にＮ極が位置（右側に右側の磁石のＮ極が位置）しているため、磁界の方向（磁束密度）は右から左に向かう方向となる。
図３の配置の場合、左右一対の磁石間の向かい合う極を見ると、左側にＳ極が位置（左側に左側の磁石のＳ極が位置）し、右側にＮ極が位置（右側に右側の磁石のＮ極が位置）しているため、磁界の方向（磁束密度）は右から左に向かう方向となる。
【0116】
一方、この磁界の方向（磁束密度）と直交する方向に一対の電極を配置し、電圧を印加することで、一方を陽極（＋極）とし、他方を陰極（－極）とする。
【0117】
図３では、手前側（下側）が陽極（＋極）とされ、奥側（上側）が陰極（－極）とされており、プラズマ中（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ中）では電流Ｉが流れる状態にあるため、図３に示すように、手前側（下側）から奥側（上側）に向かって電流Ｉが流れることになる。
【0118】
そして、上記の状態を図示すれば、図３の右側に示すようになり、図３の右側に示す磁界の向きに左手の人差し指を合わせ、電流Ｉの流れに左手の中指を合わせるようにすれば、左手の親指が上側を向き、フレミングの左手の法則から力（ローレンツ力）が上向きに発生する構成になっていることが理解できる。
【0119】
ただし、フレミングの左手の法則は、電荷が正である場合に働く力（ローレンツ力）を示すものになっており、電荷が負である場合に働く力（ローレンツ力）は逆方向になる。
【0120】
したがって、図３の構成の場合、正の電荷を有するもの（例えば、プラズマ中の水素イオンのような陽イオン）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0121】
なお、図３の構成において、向かい合うＳ極とＮ極を逆転、つまり、左側にＮ極が位置し、右側にＳ極が位置するようにすれば、磁界の方向（磁束密度）が逆転することになるので、ローレンツ力の関係も逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0122】
同様に、図３の構成において、一対の電極の配置を逆転、つまり、手前側（下側）を陰極（－極）とし、奥側（上側）を陽極（＋極）とすれば、電流Ｉの向きが逆転するので、ローレンツ力の関係も逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0123】
このような原理を利用して、電子侵入抑制手段１３Ａは実現され、以下、具体的に、図４を参照しながら電子侵入抑制手段１３Ａの構成について説明する。
【0124】
図４の左側に示すように、電子侵入抑制手段１３Ａは、導電性の材料で形成された円筒部材ＣＭと、導電性の材料で形成され、円筒部材ＣＭの中央に配置される電極部としての棒状部材ＳＭと、を備えている。
なお、電極部としての棒状部材ＳＭは、円筒部材ＣＭと短絡しないように、円筒部材ＣＭの中央に円筒部材ＣＭと離間して配置されている。
なお、電極部としての棒状部材ＳＭは、円筒部材ＣＭと短絡しないように、円筒部材ＣＭの中央に円筒部材ＣＭと離間して配置されている。
【0125】
図２を参照して説明すると、一対の磁石ＭＧが省略される代わりに、電子侵入抑制手段１３Ａの円筒部材ＣＭ（図２の右側の拡大図の点線枠参照）は、一対の磁石ＭＧの間の位置に配置されており、気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）は、円筒部材ＣＭ内を通って反応室２内に供給されることになる。
【0126】
本実施形態では、円筒部材ＣＭはステンレス（ＳＵＳ）で形成され、棒状部材ＳＭはタングステン等の高温に耐えられるものを用いるようにしている。
ただし、棒状部材ＳＭの断面積が大きく、あまり発熱しない場合には、円筒部材ＣＭと同様にステンレス（ＳＵＳ）等を用いるようにしてもよく、形状についても本実施形態では、棒状部材ＳＭの断面形状が直径５ｍｍから１０ｍｍ程度の円形の円柱形状にしているが、棒状部材ＳＭは断面形状が六角形等の多角形であってもよく、星型等であってもよい。
また、円筒部材ＣＭの内径は、大きい方が、圧損がでないため、例えば、５．０ｃｍ以上であることが好ましい。
ただし、棒状部材ＳＭの断面積が大きく、あまり発熱しない場合には、円筒部材ＣＭと同様にステンレス（ＳＵＳ）等を用いるようにしてもよく、形状についても本実施形態では、棒状部材ＳＭの断面形状が直径５ｍｍから１０ｍｍ程度の円形の円柱形状にしているが、棒状部材ＳＭは断面形状が六角形等の多角形であってもよく、星型等であってもよい。
また、円筒部材ＣＭの内径は、大きい方が、圧損がでないため、例えば、５．０ｃｍ以上であることが好ましい。
【0127】
また、電子侵入抑制手段１３Ａは、図４に示すように、円筒部材ＣＭに電流Ｉを流すための第１の電源と、円筒部材ＣＭと棒状部材ＳＭを一対の電極として機能させるための電圧を印加する第２の電源と、を備えている。
例えば、第１電源は、０．５Ｖから１.０Ｖ程度で円筒部材ＣＭに３０Ａから３００Ａの電流Ｉが流れるようにしている。
また、第２の電源は、２０Ｖから８０Ｖ程度の電圧を印加するものとしている。
例えば、第１電源は、０．５Ｖから１.０Ｖ程度で円筒部材ＣＭに３０Ａから３００Ａの電流Ｉが流れるようにしている。
また、第２の電源は、２０Ｖから８０Ｖ程度の電圧を印加するものとしている。
【0128】
図４で示す構成では、第１の電源が、円筒部材ＣＭの一方側（例えば、図４の上側）から他方側（例えば、図４の下側）に向けて電流Ｉを流すように設けられ、第２の電源が円筒部材ＣＭを陰極（－極）とし、棒状部材ＳＭを陽極（＋極）とするように、円筒部材ＣＭと棒状部材ＳＭの間に電圧を印加するように設けられている。
【0129】
図４の右側の図は、左側の図を上側から見た模式図になっており、上述のようにすると、まず、円筒部材ＣＭの一方側（例えば、図４の上側）から他方側（例えば、図４の下側）に向けて流れる電流Ｉによって、図４の右側に点線で示すように、円筒部材ＣＭの内部空間に反時計回りの磁界が形成される。
【0130】
なお、物理のテキスト等においては、円筒部材ＣＭの一方側から他方側に電流Ｉを流しても、円筒部材ＣＭの内部空間には磁界が形成されないという説明になっているが、例えば、気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）の流れを阻害しない程度に内径の大きな円筒部材ＣＭ（例えば、内径が３.０ｃｍ以上）の場合、棒状部材ＳＭが位置するような中心には磁界が形成されないものの、それ以外のところでは磁界が形成されていることをガウスメーターで確認している。
ただし、中心ほど磁界が弱くなる傾向はある。
ただし、中心ほど磁界が弱くなる傾向はある。
【0131】
また、プラズマ中（本例では、マイクロ波表面波プラズマ中）は電流Ｉが流れる状態にあるため、図４の右側の図に示すように、棒状部材ＳＭから円筒部材ＣＭに向かって放射状に電流Ｉが流れる状態となる。
例えば、本実施形態では、１.０Ａ程度の電流Ｉが流れるようになっている。
例えば、本実施形態では、１.０Ａ程度の電流Ｉが流れるようになっている。
【0132】
そして、棒状部材ＳＭから円筒部材ＣＭに向かって放射状に流れる電流Ｉと反時計回りの磁界との接点においては、その接点で磁界に対して接線を引いて反時計回り方向に向きを取った磁界が発生していることになる。
【0133】
このため、図４に示す構成の場合、正の電荷を有するもの（本例では、プラズマ中の水素イオンのような陽イオン）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0134】
なお、円筒部材ＣＭ中を流れる電流Ｉの向きが逆になるように第１の電源を設ければ、時計回りの磁界が形成されるため、ローレンツ力の関係は逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0135】
同様に、円筒部材ＣＭを陽極（＋極）とし、棒状部材ＳＭを陰極（－極）とするように第２の電源を設ければ、棒状部材ＳＭと円筒部材ＣＭの間を流れる電流Ｉの向きが逆転するため、ローレンツ力の関係は逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。
【0136】
したがって、円筒部材ＣＭに対してどちら側に正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）に働く力（ローレンツ力）を発生させ、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）に働く力（ローレンツ力）を発生させるかは、第１の電源又は第２の電源の設け方によって選択される。
【0137】
そして、図２に示す電子侵入抑制手段１３Ａは、反応室２側に向かって負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）に働く力（ローレンツ力）を発生させるようにしている。
【0138】
このように、本実施形態では、電子侵入抑制手段１３Ａが、反応室２の気体状態の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）を受け入れる受入口１２に設けられた導電性の円筒部材ＣＭと、円筒部材ＣＭに一方側（一端側）から他方側（他端側）に向けて電流を流す第１の電源と、円筒部材ＣＭの中央に円筒部材ＣＭと離間して配置された導電性の電極部（図４の棒状部材ＳＭ）と、円筒部材ＣＭと電極部の間に電圧を印加する第２の電源と、を備え、電子侵入抑制手段１３Ａが、プラズマ中の電子が受入口１２から原料貯蔵部５１に向かうのを抑制するローレンツ力を形成するようになっている。
【0139】
したがって、第１実施形態と同様に、電子の原料貯蔵部５１内への侵入が抑制されるので、原料貯蔵部５１内の原料（本例では、無水塩化マグネシウム）がチャージされず、静電反発が起きない結果、原料貯蔵部５１内の粉体状の原料が反応室２内に噴出することを抑制できる。
【0140】
この結果、第１実施形態と同様に、気体状態になった原料（本例では、無水塩化マグネシウム）だけが反応室２内に供給されることになり、原料の供給量の制御性を高めることが可能である。
【0141】
以上、具体的な実施形態に基づいて、本発明について説明してきたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではない。
例えば、第２実施形態において、図３を参照した構成をそのまま反応室２内の受入口１２の近くに設けるようにした電子侵入抑制手段１３Ａとしてもよい。
例えば、第２実施形態において、図３を参照した構成をそのまま反応室２内の受入口１２の近くに設けるようにした電子侵入抑制手段１３Ａとしてもよい。
【0142】
このように、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0143】
１ プラズマ装置
２ 反応室
１０ 筐体
１１ 仕切部
１１Ａ 開口部
１２ 受入口
１３、１３Ａ 電子侵入抑制手段
２０ マイクロ波発生手段
２１ 導波管
３０ 減圧手段
３１ 第１排気管
３１Ａ 第１排気バルブ
３２ 第１真空ポンプ
３２Ａ 第１圧力計
３３ 第２排気管
３３Ａ 第２排気バルブ
３４ 第２真空ポンプ
３４Ａ 第２圧力計
４１ 第１供給管
４１Ａ 第１供給バルブ
４２ 第２供給管
４２Ａ 第２供給バルブ
５０ 原料供給手段
５１ 原料貯蔵部
５２ 原料供給管
５３ 第１加熱部
５３Ａ 第１電源
５４ 第１温度計
６０ 加熱手段
６１ 第２加熱部
６１Ａ 第２電源
６２ 第２温度計
７０ リフレクタ
７１ 冷却管
７２ 挿入管
８０ 付着手段
８１ 表面
９０ 大気開放管
９１ リークバルブ
ＣＭ 円筒部材
Ｆ 第１空間
ＩＮ 供給口
ＭＦＣ１ 第１供給量制御手段
ＭＦＣ２ 第２供給量制御手段
ＭＧ 磁石
ＯＵＴ 排出口
Ｓ 第２空間
ＳＭ 棒状部材
Ｗ 窓
２ 反応室
１０ 筐体
１１ 仕切部
１１Ａ 開口部
１２ 受入口
１３、１３Ａ 電子侵入抑制手段
２０ マイクロ波発生手段
２１ 導波管
３０ 減圧手段
３１ 第１排気管
３１Ａ 第１排気バルブ
３２ 第１真空ポンプ
３２Ａ 第１圧力計
３３ 第２排気管
３３Ａ 第２排気バルブ
３４ 第２真空ポンプ
３４Ａ 第２圧力計
４１ 第１供給管
４１Ａ 第１供給バルブ
４２ 第２供給管
４２Ａ 第２供給バルブ
５０ 原料供給手段
５１ 原料貯蔵部
５２ 原料供給管
５３ 第１加熱部
５３Ａ 第１電源
５４ 第１温度計
６０ 加熱手段
６１ 第２加熱部
６１Ａ 第２電源
６２ 第２温度計
７０ リフレクタ
７１ 冷却管
７２ 挿入管
８０ 付着手段
８１ 表面
９０ 大気開放管
９１ リークバルブ
ＣＭ 円筒部材
Ｆ 第１空間
ＩＮ 供給口
ＭＦＣ１ 第１供給量制御手段
ＭＦＣ２ 第２供給量制御手段
ＭＧ 磁石
ＯＵＴ 排出口
Ｓ 第２空間
ＳＭ 棒状部材
Ｗ 窓
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
