高速点火基礎実験(FIREX)用極低密度プラスチックフォームの材料決定と球殻化

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360414
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 長井 圭治 Osaka University, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (30280803)
• Keywords: レーザー核融合 / FIREX計画 / エアロゲル / 有機材料 / 極低密度

Research Abstract

レーザー核融合用低密度材料は、単に低密度なだけでなく、10ミクロン程度の薄膜化とそれに比べて数桁低い空隙構造が求められてきた。また、光学的計測のために、可視域で透明であることも求められ、そのために空隙構造が数百ミクロン以下であることも必要である。FIREX-I計画のために、厚み20ミクロン、直径500ミクロン、空隙構造200nm、密度100mg/ccの材料が新規に開発されたが、FIREX-IIでは10mg/ccの密度とさらなる空隙構造の微細化が求められている。
昨年度は、空隙構造のサイズを支配する因子を、プラスチックの分子と合成時に用いる溶媒分子の相互作用の観点から議論し、空隙構造の支配因子に関して一つの見通しを立てることができた。本年度は、そのカプセル化を研究し、これまではFIREX-I用の材料に添加剤として使用していたフロログルシノールカルボン酸・ホルムアルデヒド重合体をカプセルの母材として用いてカプセル化することに成功した。FIREX-I計画の進行に伴い、いくつかのターゲットデザインが変更されたが、それらに関しても製造技術を開発した。そのうち本研究に直接関わる要素として、臭素を含んだアプレータカプセル、カプセル外表面の平滑化があげられる。いずれの課題についても今年度に大きな成果を上げることができた。一方で、低密度化に関しても、新規材料の探索を続けている。

Research Products

• [Journal Article] Smooth Membrane Formation on Resorcinol - Formaldehyde Aerogel Ball Using an Alkylamine (2009)
  • Author(s): Fuyumi Ito, Naotake Nakamura, Keiji Nagai*, Mitsuo Nakai, Takayoshi Norimatsu
  • Journal Title: Fusion Sci. Technol. 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thin shell aerogel fabrication for FIREX-I targets using high viscosity (phloroglucinol carboxylic acid)/formaldehyde solution (2008)
  • Author(s): HAN YANG, KEIJI NAGAI, MITSUO NAKAI, AND TAKAYOSHI NORIMATSU
  • Journal Title: Laser Particl. Beams 26 (3) Pages: 449-453
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rayleigh-Taylor instability growth on low-density foam target (2008)
  • Author(s): T. Watari, M. Nakai, H. Azechi, T. Sakaiya, H. Shiraga, K. Shigemori, S. Fujioka, K. Otani, K. Nagai, A. Sunahara, H. Nagatomo, K. Mima
  • Journal Title: Phys. Plasmas 15 (9) Pages: 092109-1-092109-6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Low density aerogel capsule for FIREX(Fast Ignition Realization EXperiments) project-control of nanostructure- (2008)
  • Author(s): Keiji NAGAI, Takayoshi NORIMATSU, Mitsuo NAKAI, Hang YANG, Kentaro YAMANAKA, Takeshi FUJIMURA, Liqin GE, Nobukatsu NEMOTO, Tomonori SHIMOYAMA, Akifumi IWAMOTO, Toshiyuki MITO, Hiroyuki SHIRAGA, Hiroshi AZECHI, Kunioki MIMA
  • Organizer: 2nd European Target Fabrication Workshop
  • Place of Presentation: Oxford, UK
  • Year and Date: 20081027-20081028
• [Presentation] Overview of the low-density materials for capsule fabrication (2008)
  • Author(s): Keiji Nagai
  • Organizer: 2^<nd> Japan-China bilateral workshop on Target Materials
  • Place of Presentation: Suita, Osaka, Japan
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Low-density materials and their capsule fabrication for laser plasma production (2008)
  • Author(s): Keiji Nagai
  • Organizer: 3rd Symposium on Integrated Integrated Molecular/Materials Molecular/Materials Engineering (ISIMME2008)
  • Place of Presentation: Xian, China
  • Year and Date: 2008-11-05
• [Presentation] Encapsulation of low density plastic foam materials for the fast ignition realization experiment (FIREX) -control of microstructure and density- (2008)
  • Author(s): Keiji Nagai, H. Yang, A. Iwamoto, M. Nakai, H. Homma, H. Shiraga, H. Azechi, K. A. Tanaka, R. Kodama, T. Norimatsu, K. Mima
  • Organizer: 22^<nd> IAEA Fusion Energy Conference
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 2008-10-17
• [Presentation] Low density aerogel capsule for FIREX(Fast Ignition Realization EXperiments) project-control of nanostructure- (2008)
  • Author(s): Keiji NAGAI, Takayoshi NORIMATSU, Mitsuo NAKAI, Hang YANG, Kentaro YAMANAKA, Takeshi FUJIMURA, Liqin GE, Nobukatsu NEMOTO, Tomonori SHIMOYAMA, Akifumi IWAMOTO, Toshiyuki MITO, Hiroyuki SHIRAGA, Hiroshi AZECHI, Kunioki MIMA
  • Organizer: 15th Target Fabrication Specialists Meeting
  • Place of Presentation: Tahoe, California, USA
  • Year and Date: 2008-05-13
• [Remarks]
  • URL: http://www.ile.osaka-u.ac.jp/