レーザー照射実験用核偏極固体HD薄膜ターゲットの開発研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K14528
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中井 光男 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (70201663)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井頭 麻子 明治学院大学, 法学部, 准教授 (20379275) ; 宇津呂 雄彦 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (50027421)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 慣性核融合 / 偏極核融合 / 強磁性錯体

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、強磁性錯体の内部磁場を利用し、従来困難であった高温でのHD偏極を目指す。将来の最終目的は、偏極された核融合燃料を大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの超高強度レーザーLFEXによって直接照射し、核融合反応生成中性子等の角度分布から偏極効果を検証することである。
本科研費申請時まで他研究グループより借用して使用していたNMR測定系統の内の一部の要素が申請時以降に使用できなくなったこと、及び今回の交付内定通知に係る交付予定額に基づき本申請研究を実施するためには、既に準備実験用に作成した薄膜用サファイア・カートリッジを用いることとし、NMR要素を購入整備することに研究経費の一部を振り向けることとした。
これにより、平成２８年度には、径約4mm、長さ約10mmの固体HDを含有するマイクロプローブのNMR実験を発展させるとともに、強磁性錯体によるHD吸着及び回収実験を極低温強磁場内において実施し、回収したHDをこのマイクロプローブ内に固化することを目的として実験系の準備を行った。前年度までに良好な水素(HD)吸着および回収特性の確認できているPrussian Blue Analogueを収納して、電磁石の磁場間隙に保持するため、錯体を挿入し、ガス導入できるセル及びそれを冷凍機に取り付けるための連結ロッドを作成した。また、当該年度の研究経費により、周波数発生装置等のNMR要素物品を購入し、NMR測定系の再構築を行った。現在、天然ゴムに温度センサー取り付けた模擬プローブを用い、常温並びに低温冷却時のNMR測定系の動作特性を確認し、次年度以降の実験に備えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

冷却時の振動による測定系への影響ならびにマイクロプローブ周りの断熱不良を解消するために予定以上に時間をとられることとなった。

Strategy for Future Research Activity

本研究では偏極水素同位体のレーザーによる直接照射を目的として、１）強磁性錯体中の内部強磁場を用いることによって比較的高温度(１０K程度）での偏極保持と、２）薄膜状の固体水素層の作成手法を開発する。レーザー照射可能な実験装置の設計に必要なターゲットセル・キャップの遠隔操作脱落装置の試作は、今回の交付内定通知に係る交付予定額内では実施困難であり、将来の課題としている。
偏極手法としては、共同研究者が実績を有するbrute forceを想定しているが、将来の実験装置では、光励起動的核偏極の手法の導入も今後検討していく。

Causes of Carryover

共同研究者の年度末の出張経費を確保していたが、実験等の都合により、次年度に実施することとなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

予定内容の出張を次年度に実施する。