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HeIの急冷却によって起こるHeI-HeIIラムダ相転移の研究

Research Project

Project/Area Number 09875247
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

村上 正秀  筑波大学, 構造工学系, 教授 (40111588)

Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 1998: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords超流動 / λ-相転移 / 相界面 / 量子化渦 / 超流動ヘリウム / ラムダ相転移 / 相界面伝播 / 光学的可視化 / 超流動崩壊 / 第2種相転移
Research Abstract

本実験は,ラムダ点温度よりもわずかに高い温度の飽和HeI相(常流動液体ヘリウム)を急激な蒸気減圧により冷却し,ラムダ相転移によりHeII相(超流動液体ヘリウム)に変換し,その際の両相間の界面が自由表面から下方へ伝播して行く現象を実験的に調べ,ラムダ相転移に関する研究をするものである.具体的には,光学的可視化法と超伝導温度計による温度計測を相補的に用い,以下のテーマに関して調べた.
1. 相界面の現出条件(臨界冷却熱流束),および界面層の動的安定性
臨界冷却熱流束の存在が確認され,その大きさも以下に述べる理論の枠内で予測できる事が分かった.また,可視化実験により,界面層の移動は動的に安定であると結論された.
2. 界面層の伝播速度の冷却熱流束あるいは自由界面からの距離に対する依存関係が明らかにされた.また,強過ぎる減圧によっては,沸騰が起こり,安定した界面が現れないことも分がった.
3. 相界面近傍の温度構造
温度自体は連続であるが,やその空間微係数は両相における伝熱メカニズムの違いがら不連続性を有する事が分かった.また冷却によっても, HeII相に量子化渦が発生し,これにより微小ではあるが温度勾配を生じさせていることが分かった.従って,HeII相の温度は,海面の移動に伴い徐々に降下してゆくことが明らかになった.
4. 以上の知見を基に,界面現出の支配メカニズムや界面伝播速度の決定機構のモデル化,およびその数値解析を行い,実験と良好な一致を見た.

Report

(2 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All Other

All Publications (3 results)

  • [Publications] M.Murakami and K.Kamiya: "Dynamical behavior of HeI-HeII interface layer caused by forced heat flow" Fiz.Nizk.Temp(J.of Low Temperature physics). 24. 112-115 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] 神谷宏治.村上正秀: "液体ヘリウムλ点近傍での冷却によるHeI-HeII相界面の現出とその伝播現象" 低温工学. 32-6. 5-10 (1997)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] 神谷宏治、村上正秀: "液体ヘリウムγ点近傍での冷却によるHeI-HeII相界面の現出とその伝播現象" 低温工学. 36-2. 257-262 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

URL: 

Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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