インフレーション探索に用いる低温駆動系のための低発熱モーターの開発

• Project/Area Number: 18K03677
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 魚住 聖 岡山大学, 自然科学研究科, 特別契約職員(助教) (00422189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 知岳 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (70625003)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 超低温モーター / 宇宙背景放射 / Bモード偏光測定 / LiteBIRD計画 / インフレーション理論 / 超低温用モーター開発 / 宇宙物理学

Outline of Annual Research Achievements

宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測を目指した４K環境での低温駆動低発熱ステッピングモーターの開発を行った。開発は２つのステップにわかれる。第一段階はジュール損失による発熱を低減するために高純度銅線を採用した。単線での銅線は存在するものの、被覆を含めた銅線はないため、独自に高純度銅線と被覆を準備し、コイル形状にした。コイル整形後にアニールすることで、コイル形状時の導線へのストレスをなくした。結果として4K環境では常温に対するResidual Resistance Ratio（RRR）を2000以上実現した。第二段階では、この製法を踏襲したコイルを搭載したステッピングモーターを試作した。液体窒素では期待通り高純度銅線の方がRRRが9程度であることを確認した。液体ヘリウム温度での試験は完了していないが、RRRが2000程度ある場合は、これに従いジュール損失も4K以下で1/2000になることが期待される。