電子線照射ポリイミド中に蓄積する電荷の挙動観測

摘要

宇宙機は機内の温度を一定に保つために、熱制御材として積層したポリイミドなどの絶縁材料フイルム（MLI：Multilayer Insulation）で覆われている。これらの絶縁材料は、宇宙空間ではプラズマや宇宙線に曝されて帯電し、放電事故を引き起こしたり、また宇宙機自体の電位を変動させたりするため、宇宙機の設計にはこれら絶縁材料の電気的特性が重要な要因となる。しかし、現在欧州や日本で検討されている宇宙機設計のガイドラインでは、IEC規格で測定された絶縁材料の導電率を用いて、帯電による電位変動をシミュレーションした結果をもとに設計が行われており、電子線などの高エネルギー粒子照射による実際の電気的特性などは特に考慮されておらず、実際の状況と異なる現象が発生する場合が憂慮される。また、最近では宇宙機を多機能化するために、宇宙機の大型化、大電力化が図られており、従来使用していた数10V程度から、100Vを越える電圧による運用が主流となりつつあり、このような基礎設計の変化にともなう絶縁材料評価の見直しが検討されている。このような背景の下、われわれは、宇宙機用絶縁材料、特にMLIの材料として最も多く使用されているポリイミドフイルムの電子線照射下における電荷蓄積挙動を測定することにより、新たな宇宙機用絶縁材料の電気的特性評価方法を構築することを提案している。今回は、ポリイミドフィルムに電子線を照射した際に見られる電荷蓄積挙動について報告する。