新素材と新レプリカ法による軽量高角度分解能反射鏡の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K13464
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松本 浩典 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (90311365)
• 研究分担者: 粟木 久光 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (30252414)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: X線光学系 / X線天文学

研究実績の概要

まずフロートグラスの平板を用いた、ポリイミドミラー製作法に取り組んだ。スパッタによりプラチナと炭素の多層膜を成膜したフロートガラスを準備する。このフロートガラスの多層膜面にエポキシを塗布し、ポリイミドシートを密着させる。さらにポリイミドシートの反対側にエポキシを塗布し、フロートガラスを密着させる。全体をバッグに入れて真空引きし、大気圧で圧着しながらエポキシを硬化させる。最後に、多層膜面とフロートガラス面を離形することで、フロートガラスにミラー付ポリイミドシートのついたサンプルが出来上がる。これをサンプルAとする。同様の工程をたどるが、多層膜のついたフロートグラスにポリイミドシートをはりつけたあと、圧着の後に一度剥がして多層膜付ポリイミドシートを作り、これをあらためてフロートグラスにはりつけてサンプルを作った。これをサンプルBとする。サンプルAもサンプルBでも、どちらもX線を反射する反射鏡として機能することを、X線照射によって確認した。このように、ポリイミドシートを使用したX線反射面の作成に成功した。次にそれぞれのサンプルの表面形状を測定したところ、サンプルBはサンプルAに比べて、波長2-50mm程度のうねりが卓越する事が明らかになった。圧着時の荷重を色々変えることにより、このうねりは圧着時の圧力に依存することを明らかにしたが、完全に除去するまでには至らなかった。次に、CFRPによるWolter型基板を使った、ポリイミドシートを使った反射面製作に取り組んだ。上記と同じ方法でポリイミドシートに多層膜ミラー面を形成し、これをCFRPにはりつけるという手法をとった。これはフロートグラスのサンプルBと同じ作り方である。その結果、CFRP Wolter-I型の反射鏡基板の作成に成功し、X線照射実験により、X線反射像がとれることも確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Peculiar lapse of periodic eclipsing event at low-mass X-ray binary GRS 1747-312 during Suzaku observation in 2009 (2016)
  • 著者名/発表者名: Saji. S., Mori, H., Matsumoto, H., Dotani, T., Iwai, M., Maeda, Y., Mitsuishi, I., Ozaki, M., Tawara, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1093/pasj/psw011
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of an x-ray telescope using the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H., Iwase, T., Maejima, M., Awaki, H., Kunieda, H., Ishida, N., Sugita, S., Miyazawa, T., Shima, N., Mitsuishi, I., Tawara, Y.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9603 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1117/12.2190762
• [雑誌論文] Development of an x-ray telescope with a large effective area for the iron K line band (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H., Tachibana, S., Yoshikawa, S., Tamura, K., Mori, H., Yamashita, K., Mitsuishi, I., Tawara, Y., Kunieda, H.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9603 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1117/12.2190591
• [雑誌論文] Studies of the moisture absorption of thin carbon fiber reinforced plastic substrates for x-ray mirrors (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., Awaki, H., Kurihara, D., Yoshioka, K., Nomura, M., Ogi, K., Tomita, Y., Mita, T., Kunieda, H., Matsumoto, H., Miyazawa, T., Mitsuishi, I., Iwase, T., Maejima, M., Shima, N., Ishikawa, T., Hamada, T., Ishida, N., Akiyama, H., Kishimoto, K., Utsunomiya, S., Kamiya, T.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.1.3.034003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal stress test of the depth-graded platinum/carbon reflectors (2015)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Ichihara, K., Kan, H., Shionome, Y., Sato, T., Sato, T., Hayashi, T., Ishida, M., Namba, Y., Takahashi, H., Miyazawa, T., Ishibashi, K., Sakai, M., Sugita, S., Haba, Y., Matsumoto, H., Mori, H.,
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.1.3.034001
  • 査読あり
• [学会発表] 炭素繊維強化プラスチックを用いた次世代 X線望遠鏡の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島 直究 ,前島 将人 ,松本 浩典 ,三石 郁之 ,宮澤 拓也, 粟木 久光 ,杉田 聡司 ,吉岡 賢哉
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 炭素繊維強化プラスチック製X線反射鏡の鏡面形成法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前島 将人、島 直究、松本 浩典、三石 郁之、宮澤 拓也、粟木 久光、杉田 聡司、吉岡 賢哉
  • 学会等名: 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [学会発表] Athena and Future plans of X-ray astronomy in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H.
  • 学会等名: Exploring the Hot and Energetic Universe: The first Scientific Conference dedicated to the Athena X-ray Observatory
  • 発表場所: ESAC/ESTEC, Spain
  • 年月日: 2015-09-08 – 2015-09-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of an x-ray telescope using the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H.
  • 学会等名: SPIE, Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy VII
  • 発表場所: San Diego, California, United States
  • 年月日: 2015-08-09 – 2015-08-09
  • 国際学会
• [学会発表] Development of an x-ray telescope with a large effective area for the iron K line band (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H.
  • 学会等名: SPIE, Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy VII
  • 発表場所: San Diego, California, United States
  • 年月日: 2015-08-09 – 2015-08-09
  • 国際学会
• [学会発表] Development of an X-ray Telescope with a Large Effective Area for the Iron K Line Band (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H.
  • 学会等名: IAU General Assembly
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, United States
  • 年月日: 2015-08-05 – 2015-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Future of High-Energy Astrophysics in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, H.
  • 学会等名: HEAD meeting, American Astronomical Society
  • 発表場所: Chicago, United States
  • 年月日: 2015-06-30 – 2015-06-30
  • 国際学会 / 招待講演