高分解能非破壊型微弱電流測定装置開発のための磁気遮蔽の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640357
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高久 圭二 大阪大学, 核物理研究センター, 助手 (30263338) ; 佐藤 健次 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60013421)
• Keywords: 電磁モニター / 超電導 / 磁気遮蔽 / 超電導量子干渉素子

Research Abstract

大阪大学核物理研究センターで開発している高分解能非破壊型微弱電流測定装置に使用される、トロイダルコアー及び超電導磁気遮蔽の構造設計を行なった。磁気遮蔽の構造設計では、ロンドン方程式に基づく定式化を行ない数値計算により検討を行なった。その結果、二段同軸型と五段リング型を製作し、遮蔽効果を実測することにした。超電導材料としては、加工性を考慮して厚さ1mmの鉛を採用した。
磁気遮蔽効果の測定は、遮蔽体を本研究の設備備品として購入した超電導量子干渉素子(SQUID)と接続した磁束ロック回路を用いて行なった。測定時には全系を液体Heクライオスタットに挿入した。ヘルムホルツコイルで発生させた10マイクロ・テスラの三方向(x、y、x)の磁場をクライオスタットの外部から印加し、磁気遮蔽率を測定した。遮蔽体の中心に直流電流を流し、磁束ロック回路の校正を行なった。
二段同軸型キャビ-ティーでは、ほぼ計算シュミレーションで予測された10^<-13>の磁気遮蔽率が得られた。リング型キャビ-ティーでは、約10^<-8>の遮蔽率が得られた。この値は、計算シュミレーションでの予測値に比較して約10倍悪い。同軸型の方が良い遮蔽が出来ることがわかったが、実機に採用するには構造上困難である。
平成10年度は、これまでの測定結果に基づき、七段リング型磁気遮蔽キャビティーの実機を製作し、トロイダルコアーとSQUIDとの結合条件、1/f雑音の測定と雑音低減のためのテストを行なう予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Sasaki: "Nondestructive DC Bean Current Monitor with Nano-Ampere Resolution" Proc.of The XVI RCNP Osaka International Conference. 249-251 (1997)
• [Publications] Y.Sasaki: "Nondestructive DC Bean Current Monitor with Nano-Ampere Resolution" Proc.of the 11th Symposium on Accelerator Science and Technology. 255-257 (1997)