JAXA 宇宙科学研究所 地上プラズマ実験装置での使用事例

地上プラズマ実験では、装置内に作られる非常に小さなプラズマに、細いX線ビームを正確に合わせる必要があります。プラズマやX線ビームはミクロン単位の領域であるため、装置の位置や角度のわずかなずれが実験条件に影響します。

また、高いエネルギーのX線を用いる実験では、安全上の理由から、装置の近くで作業者が手動調整を行うことができません。そのため、防護室内に設置された装置を、制御室側から遠隔で微調整できる仕組みが必要でした。

主な課題は以下の通りです。

・数百kg規模の研究装置を安定して支えること
・ミクロン単位で位置と角度を微調整できること
・高エネルギー実験時に、装置から離れた場所から操作できること
・既存の研究装置に対して、後付けで電動化・制御化できること

この課題に対する解決策として、イグスのスライドテーブル、カップリング、モーター、制御システムを組み合わせた5軸の位置調整機構が採用されました。

装置下部のレベリング機構とスライド機構を組み合わせることで、高さ、水平、傾き、位置を調整できる構成としています。これにより、装置全体を支えながら、プラズマとX線ビームの位置合わせに必要な微調整を行うことができます。

また、モーターと制御システムを組み合わせることで、制御室から装置を遠隔操作できるようになりました。従来は装置の近くで手動調整していた作業を、実験環境に合わせて電動化・遠隔操作化することで、高エネルギーX線を用いる実験にも対応しやすい構成となっています。

研究担当者からは、スムーズに動くこと、精密に微調整できること、安定して扱いやすいことが評価されています。