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技術力と可能性

次世代エネルギーシステムの一躍を担う『レーザー用YAGセラミックス』 神島化学は、クリーンなエネルギー創出を目指し、実用化に向け
JAXAを中心に研究開発を推進している「宇宙太陽光利用システム」や、
大阪大学や世界中の研究機関で研究開発を推進している「慣性核融合発電システム」において
『大型結晶(世界初)のレーザー用YAGセラミックス』を提供しています。

宇宙太陽光利用システム (SSPS:Space Solar Power Systems)

「宇宙太陽光利用システム」は地上と違い、天候や季節、昼夜関係なく太陽光が照りつけますので、年平均5〜10倍の太陽光を受けることができるため、高効率な太陽光エネルギー利用が実現できます。

宇宙からの太陽光を神島化学の『レーザー用YAGセラミックス』がレーザー発振媒体となり、地球上の施設へ直接レーザーに変えてエネルギーを送るという夢のようなシステムです。

地上での排熱量は、今までの発電所より少なくなり、さらに、温室効果ガスを殆ど排出しない極めてクリーンで環境にやさしい、まさに次世代エネルギーシステムで、神島化学では実用化に向けてJAXAのニーズに取り組んでいます。


宇宙と地上での太陽光利用可能エネルギーの比較 宇宙利用エネルギーシステム

※JAXA(ジャクサ):Japan Aerospace eXploration Agency = 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構

慣性核融合発電システム

「慣性核融合発電システム」は、現在問題となっている電力不足や大気汚染、放射能汚染などの、既存の発電システムが抱える問題点を一気に解決できる可能性を秘めています。

重水素などから構成される燃料に、直接レーザーを照射させて核融合を引き起こさせ、そのエネルギーを利用する夢の発電システムです。

言い換えれば、地上に太陽を擬似的に発生させて、そのエネルギーを利用してしまおうという、まるでSFの世界のような技術です。


ビームライン写真 ターゲットチャンバー写真
【写真】大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター 左:ビームライン 右:ターゲットチャンバー

この「慣性核融合発電システム」のキーパーツでもある、神島化学の『レーザー用YAGセラミックス』は同システムのレーザー発振媒体として検討されています。

これも、YAG単結晶では不可能とされていた大型化が、神島化学のYAGセラミックスにより可能になった事で、大出力レーザーが実現可能となり核融合に利用されるようになりました。

核融合発電は、既存の発電システムとは比べものにならない発電量を誇りさらに、温室効果ガスや放射線を殆ど排出しない極めてクリーンで環境にやさしいまさに次世代エネルギーシステムです。

上記の写真は大阪大学が保有する大出力ガラスレーザーの激光XII号ですが、この次世代機にYAGセラミックスが検討されています。
神島化学では2030〜2040年の実用化に向けて、大阪大学やRutherford Appleton Laboratoryを中心に世界中の研究機関による様々なニーズに取り組んでいます。

YAGセラミックス写真 【写真】大出力レーザー用大型YAGセラミックス
中心:Nd:YAG 外側:Sm:YAG
サイズ:□120×10mm

ハンドヘルドレーザーシステム

「ハンドヘルドレーザーシステム」は、高出力なパルスレーザーをいつでもどこでも簡単に使えるようにすることで、レーザー応用技術を革新し、製造現場・インフラ保守・メディカル・航空宇宙等の様々な分野へ展開されようとしています。


これまでの、高出力レーザー装置は非常に巨大という常識を覆す、小型で高出力を実現し、産業界への展開が期待されています。

このシステムにおいても、当社のマイクロチップ用接合セラミックスを検討して頂いており、今後あらゆる分野に展開されていく可能性を秘めており、様々なニーズに取り組んでいます。

マイクロチップ用接合セラミックス マイクロチップ用接合セラミックス

軟X線分光検出器用蓄冷材 GLF(X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H))

蓄冷材 GLF(GdLiF4)は、断熱消磁冷凍機において約0.5K(-272.5℃)という極低温を作り出すことが可能な磁気作業物質です。 この特性を利用して、X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H)に搭載された軟X線分光検出器(SXS)の冷凍機に搭載されました。


ビームライン写真 ターゲットチャンバー写真
蓄冷材 GLF(GdLiF4) 冷却システム

「ひとみ」は、宇宙からやってくる極微量なX線を精度よく検出することにより、宇宙にある元素とその速度を測定し、宇宙の成り立ちを調べることを目的としています。「ひとみ」は今回、新規に開発された高感度測定機を用いて世界で初めて宇宙に広がるX線の高精度観測に成功しました。

その測定機である「軟X線分光検出器(SXS)」の極低温冷凍機に当社製品『GLF(GdLiF4)』が重要機能材料として使用されております。

YAGセラミックス写真 X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H)

写真:JAXAおよびNASA提供