1999 Fiscal Year Annual Research Report
白金微粒子を用いた2段核断熱消磁法によるヘリウム3-4混合液の超流動探索
| Project/Area Number |
09440140
|
|---|
| Research Institution | Osaka City University |
|---|
Principal Investigator |
畑 徹 大阪市立大学, 理学部, 教授 (10156333)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 明 大阪市立大学, 理学部, 助手 (00229519)
石川 修六 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (90184473)
|
|---|
| Keywords | ヘリウム3-4混合液 / 超流動 / 核断熱消磁法 / 界面熱抵抗 / 粘性 / 超低温 / 白金微粒子 / 熱交換器 |
|---|
| Research Abstract |
超流動ヘリウム3の冷却により、熱侵入量を1/8におとし、かつ熱交換機の性能を前回の約3倍にすることによって50μKまで冷却できるという冷却シミュレーションの結果をもとに、一体型の核ステージの製作を進めている。また、ヘリウム3-4混合液の冷却セルについても、熱侵入が小さくかつ核比熱の小さい銀を主体に2重構造のセルで制作中である。熱侵入を抑えるために、今もよく使われているエポキシ系の樹脂を一切使用しないものにしたのが特徴となっている。また熱交換機に用いる超微粒子の白金および銀には多くの水素が含まれていることが判明し、その除去方法およびどの製品が水素含有量が少ないかも調べた。水素は冷温で発熱現象を伴うオルソ・パラ変換を起こすため、冷却の妨げになるからである。また同時に多くの酸素が表面に吸着されていることも判明した。純粋なヘリウム3に対しては、表面酸素の存在は磁気的相互作用を増しより効果的にヘリウム3の冷却が行われるという報告があるが、ヘリウム3-4混合液に対してはどう影響するかは分かっていない。白金微粒子を用いた熱交換器による超流動ヘリウム3の冷却においては、100μK以下に容易に到達できることは超流動ヘリウム3の実験を通して確認できた。超流動の検出としては、NMRおよび振動線法を用いるが、NMRに関しては低温アンプの開発を行い、従来のものに比べ2桁以上感度がある高感度のものを開発することに成功した。これによって、より少ないパワー注入による測定が可能となり、測定による発熱を非常に小さくすることができる。2段核断熱消磁のための大型冷凍機の問題のあった循環系のつまりも、トラップの改善によって数カ月の運転にはまったく支障のない状態を維持できることも試運転によって明かとなった。
|
