静電気力を利用した月レゴリス土壌の分級・選鉱システム

利用静电力的月球风化层土壤分类和选矿系统

• 批准号: 22K14423
• 负责人: 安達 眞聡
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14423/
• 关键词: 月土壌粒子; 選鉱; 分級; 月面探査; 静電気応用; 月レゴリス

本研究の目的は，長期月面探査を実現するために不可欠な月土壌粒子の資源活用を行うために，不均一な月土壌粒子を粒径毎に分ける分級と成分毎に分ける選鉱に着目し，静電気力を利用した技術を開発すると共に静電場中における粒子の動特性を明らかにすることである．静電気力を利用した分級・選鉱技術は，機械的駆動部や液体・気体が不要であり，制御が簡単で小型化が可能である等と宇宙環境との相性が良いことから，将来の惑星探査技術の１つとして注目されている．これは粒径・成分によって外力のバランスや粒子の移動量に差が生じることを利用して分別する技術であるが，分級・選鉱システム中の月土壌粒子の帯電特性やそれが粒子ダイナミクスに及ぼす影響について詳細な理解が得られていなかった．本研究ではそれらを明らかにすると共に分級・選鉱の性能を向上させることを目的としている．本年度は，特に選鉱技術に着目して研究を実施した．まず，粒子を振動搬送しながら帯電させる機構と静電場によって粒子を分別する機構を開発した．それを使用して月土壌粒子の主成分を持つ単一粒子を混合した試料と月の模擬砂について選鉱試験を行った．混合粒子について，帯電量と重量の比である比帯電量の違いを利用して選鉱が実施できることを確認した．一方，月の模擬砂についても同様の試験を実施したところ明確な選鉱性能を確認することが出来なかった．しかし，1粒子内に特定の成分濃度が高い小粒径の月土壌粒子に着目したところ，比帯電量の違いを利用した選鉱に成功した．このように月土壌粒子の選鉱を実現する上で粒径を小さくする摩鉱や小粒径粒子の分級などの前処理が重要であることを明らかにした．

は の purpose, this study long-term moon probe を be presently す る た め に not owe な の 壌 particles on soil resources use line を う た め に, uneven soil な month を 壌 particle size in their に points け る grading と ingredients in their に points け る choose 鉱 に mesh し, Electrostatic force 気 を using し た technology を open 発 す る と に electrostatic field in total に お け る particle の dynamic characteristic を Ming ら か に す る こ と で あ る. Electrostatic force 気 を using し た grading, choose は 鉱 technology, mechanical 駆 move department や, liquid が 気 body, don't で あ り, suppression が Jane 単 で miniaturization が may で あ る と universe environments such as と が の photograph sex good い こ と か ら, 1 star の and confused in the future exploration technology の つ と し て attention さ れ て い る. こ れ は particle size, composition に よ っ て force の バ ラ ン ス や particles move の quantity に born poor が じ る こ と を using し て respectively す る technology で あ る が, classification, choose 鉱 シ ス テ ム 壌 の month soil particle の 帯 electrical characteristics や そ れ が particle ダ イ ナ ミ ク ス に and ぼ す influence に つ い て detailed な understand が too ら れ て い な か っ た. This study で は そ れ ら を Ming ら か に す る と に total classification, choose 鉱 の performance を upward さ せ る こ と を purpose と し て い る. This year, 鉱, に has specially selected 鉱 technology に to conduct て て research on を implementation た. ま ず, particle vibration を moved to send し な が ら 帯 electric さ せ る institutions と electrostatic field に よ っ て particle を respectively す る institutions を open 発 し た. 壌 そ れ を use し て in soil particle の principal component を hold つ 単 a mixed particle を し た sample の と month simulate sand に つ い て choose 鉱 test line を っ た. Hybrid particles に つ い て, 帯 electricity の と weight than で あ る than 帯 electricity の violations い を using し て choose 鉱 が be applied で き る こ と を confirm し た. One party, the month の simulate sand に つ い て も with others の test を be applied し た と こ ろ clear な を 鉱 performance confirmed す る こ と が out な か っ た. し か し, 1 high particle concentration が に の specific elements in い に 壌 の month soil particles with small particle size mesh し た と こ ろ, than 帯 electricity の violations い を using し た choose 鉱 に successful し た. こ の よ う に 壌 on soil particles の choose 鉱 を be presently す る で を particle size small さ く す る mo 鉱 の や small size particles grading な ど の 処 before Richard が important で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

静電気力を利用した月レゴリスの選鉱

利用静电力对月球风化层进行选矿

• 发表时间: 2023
• 作者: K. Yamaguchi;X. Gu;T. Inamori;Ji Hyn Park;M. Taguchi;吉田隆一，波多野直也，安達眞聡
• 通讯作者: 吉田隆一，波多野直也，安達眞聡