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2025-11-19 05:00:00
Newswise — 高エネルギーの宇宙放射線は細胞や DNA に損傷を与え、がんを引き起こします。また、特に惑星の表面から生成される二次中性子は、他の放射線よりも最大 20 倍有害である可能性があります。最も広く使用されている遮蔽材であるアルミニウムには、一定の厚さを下回ると追加の二次中性子が発生するという欠点があります。そこで、軽量で強度が高く、中性子遮蔽能力に優れた「窒化ホウ素ナノチューブ（BNNT）」が有望な代替品として浮上している。 BNNT は直径わずか約 5 ナノメートル（人間の髪の毛の約 1/20,000 の厚さ）の超微細な管状で、非常に軽くて丈夫で、優れた熱中性子吸収能力を備えています。しかし、製造技術の限界により、これまでは薄くて脆いシート状にしか製造されておらず、実用化には限界がありました。
国立研究開発法人機能性複合材料研究センターのチャン・セギュ博士率いる研究チーム 韓国科学技術研究院 韓国科学技術大学院大学(KAIST、オ・サンロク学長)と韓国科学技術大学院大学(KAIST、イ・グァンヒョン学長)生物化学工学科のチェ・シヨン教授率いる研究チームは、高密度BNNT保護シールドの開発を発表した。このシールドは、高密度に充填された BNNT によって作成され、堅牢で、熱を効率的に伝導し、宇宙放射線を効果的にブロックします。
研究チームは、石鹸に一般的に含まれる界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸）を利用することで、BNNTを凝集させることなく水中に安定に分散させる技術を開発した。これにより、研究チームは、ナノチューブ鎖が自然に一方向に整列した高濃度液晶内で BNNT を生成することができました。研究チームは、BNNT 液晶を使用して、高い配向性と密度の両方を備えた BNNT フィルムを製造しました。得られた BNNT フィルムは、従来の脆い BNNT シートと比較して、密度が 3 倍以上高く、中性子遮蔽性能が約 3.7 倍向上しました。さらに、柔軟でありながら強度があるため、さまざまな構造システムへの適用に適しています。
NASA と共同で実施したシミュレーションでは、BNNT フィルムが同じ質量厚さのアルミニウムよりも約 15% 高い放射線遮蔽効率を示したことが示されました。つまり、宇宙放射線遮蔽材としての優位性が間接的に証明されたことになる。 BNNT フィルムを適切な厚さに塗布すると、国際宇宙ステーション (ISS) の安全レベルに匹敵する放射線防護を月面飛行士に提供できます。この成果により、ミッション期間が最大2倍延長される可能性があり、将来の長期宇宙探査や月や火星の基地建設を実現する重要な技術となる可能性がある。将来的には、BNNT フィルムは、軽量宇宙船のシールド構造、月や火星の基地の防護壁、高性能宇宙服の材料に利用される可能性があります。これらの応用は、「新しい宇宙」時代における有人宇宙活動の安全性と技術競争力の強化に大きく貢献することが期待されています。
KISTのJang Se Gyu博士は、「この成果は、宇宙放射線シールドとしてのBNNTの実用化を妨げていた製造および加工の限界を克服する画期的な成果である。特にBNNTの密度と配列を最大化することで中性子遮蔽性能を大幅に向上させたことは重要である。その機械的強度と優れた熱伝導性により、BNNTは宇宙用途だけでなく、航空宇宙、防衛、原子力分野でも使用できる汎用性の高い次世代材料としての強い可能性を秘めている」と述べた。電力設備やその他の先端産業も同様です。」
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胸 1966年に韓国初の政府資金研究機関として設立されました。 KIST は現在、最先端の革新的な研究を通じて国家的および社会的課題を解決し、成長エンジンを確保することに努めています。詳細については、KIST の Web サイトをご覧ください。 https://www.kist.re.kr/eng/index.do
この研究は科学情報通信部（ペ・ギョンフン長官）、産業通商資源部（キム・ジュングァン長官）、防衛調達計画庁（ソク・ジョンゴン長官）の支援を受けた。この研究は、KISTの制度的プログラムである原子力研究開発プロジェクト(RS-2025-02315930)、未来公共安全チャレンジ技術開発プロジェクト(RS-2023-00238902)、ITECH研究開発プログラム(2410000736)、および国防技術研究所コア技術研究開発プロジェクト(KRIT-CT-21-014)の一環として実施された。研究成果は国際ジャーナル「Advanced Functional Materials」の最新号（IF 19.0、JCR上位4.5％）に掲載された。
#ナノチューブで宇宙放射線の脅威をブロック #窒化ホウ素ナノチューブ宇宙放射線シールドを開発