水銀フリー温度標準の実現に向けた熱力学温度に基づく新規温度定点の開発と評価
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21K14543
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
河村 泰樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80803858)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 温度標準 / ITS-90 / 三重点 / 精密温度計測 / キセノン / 熱力学温度 / 水銀の代替 / 温度定点 / 熱力学温度測定 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、熱力学温度の最良近似となる実用温度目盛を水銀フリーで実現することを目的として、水銀フリー実用温度目盛の新規温度定点候補であるキセノンの三重点の高精度実現を行うとともに、その三重点の熱力学温度を音響気体温度計によって明らかにする。また、申請者がこれまでに開発してきた新規温度定点候補である二酸化炭素、六フッ化硫黄の三重点の熱力学温度も明らかにすることで、水銀フリーな次世代の温度標準の構築へと繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
キセノン試料中の不純物等がキセノンの三重点温度(約161.406 K)に与える影響を明らかにすべく、純度の異なる複数の高純度キセノン試料を用いて複数の三重点実現セルを作製した。実現セルをこれまで開発してきたキセノンの三重点実現装置に組み込み、キセノンの三重点を高精度に実現・評価した結果、試料中の不純物1 ppmあたり約0.04 mKキセノンの三重点温度が変化することを明らかにした。また、過去の報告から、キセノン中にキセノンに物性が近いクリプトンが混じっていると影響が生じると予想がなされている。本研究ではクリプトン濃度が異なる試料の三重点温度の比較も行った。結果、キセノンの三重点温度は試料中の不純物総量の濃度との相関は強いが、クリプトン濃度との相関は明確には見られなかった。これらの研究成果について、国際学会２件において発表を行い、proceedingsを1件投稿した。
一方で、水銀の三重点の代替候補のうちSF6の三重点(約223.556 K)、CO2の三重点(約216.591 K)の熱力学温度Tを、熱音響気体温度計(AGT)で高精度に計測することを目指している。これまでに、低温高圧下でAGTを稼働可能なシステムの作製を行ってきた。本年度はAGTを実際に273.16 Kから水銀の三重点温度（234.3156 K）までの低温で稼働し、熱力学温度の計測を行った。これらの成果について、論文を一件投稿した。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
