慣性核融合用大型プラスチック燃料容器の開発

用于惯性聚变的大型塑料燃料容器的开发

• 批准号: 08780488
• 负责人: 中野 人志
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780488/
• 关键词: プラスチック; 燃料容器; 慣性核融合

本研究は、炉クラスの慣性核融合実験に必要な直径5mm以上の大型プラスチック燃料容器の制作技術開発を目的とした。従来までに開発済の複合エマルション法を大型燃料容器製作の基本とした。大型燃料容器製作のためには、先ず、大型のエマルションを生成する必要がある。エマルション大型化の実現は水と油の界面ポテンシャルを減じることが課題であり、従来までは大きな困難を伴った。生体高分子であるゼラチンをエマルションの水相(W相)として用い、低温下におけるゼラチンのゲル化によって界面ポテンシャルの影響を防いだ。その結果、最大10mmまでの大型エマルション生成に成功した。ゼラチンゲルを保った状態での複合エマルション法により、大型シェルを製作した。燃料容器材料としては、耐放射線性の比較的高いポリスチレン(PS)を採用した。PSをエマルションの油相(O相)に溶融し、W/O/Wエマルションとした後、減圧によってO相溶媒を除去した。O相の最適濃度は10wt%であった。シェル内部に残留したゼラチンゲルを除去するために、系全体を昇温し、ゼラチンをゾル化した。純水中で撹拌しながら内部のゼラチンゾルを純水に置換し、空気中乾燥を経て、大型燃料容器を得た。製作した燃料容器の最大直径は6.2mmであった。この大きさは、慣性核融合においてペレット利得100を想定したシミュレーションの要求を十分に満たしている。電子顕微鏡および原子間力顕微鏡による燃料容器表面、断面の観測からは、従来のPS燃料容器で得られた結果と遜色ない、表面粗さ10nm以下(rms)が得られた。また、容器の厚さはO相の濃度可変によって容易に制御可能なことが判明した。以上、大型プラスチック燃料容器製作技術を開発した。

The purpose of this study is to develop the manufacturing technology of large fuel containers with diameters of more than 5mm, which is necessary for the inertial nuclear fusion of the furnace. The basic method of manufacturing large-scale fuel containers Large fuel containers are necessary for production The problem of large-scale development is that the interface between water and oil is difficult to reduce. The influence of water phase (W phase) on biological polymer is discussed. The result is that the maximum size of 10mm is successfully generated. A large number of large and complex projects are planned to be completed. Fuel container materials and radiation resistance of the comparison of high concentration of polymer (PS) is adopted. PS oil phase (O phase) dissolution, W/O/W oil phase, pressure reduction, O phase solvent removal The optimum concentration of O phase is 10wt %. All of them are in the same place. Purified water is stirred internally, purified water is replaced, air is dried, and large fuel containers are obtained. The maximum diameter of the fuel container is 6.2mm. This is the first time that we've had a chance to meet the requirements of nuclear fusion. Electron micromirrors and atomic force micromirrors were used to measure the surface and cross-section of PS fuel containers. The results showed that the surface roughness was less than 10nm (rms). The concentration of O phase in the container can be easily controlled by changing the thickness of the container. The above, large-scale fuel container manufacturing technology has been developed

项目成果

Uichi Kubo and Hitoshi Nakano: "Fabrication of Large-Sized Polystyrene Shells" Journal of Vacuum Science and Technology A. 14・3. 1025-1027 (1996)

久保宇一和中野仁：“大型聚苯乙烯壳的制造”真空科学技术杂志A.14・3（1996）。