2018 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of 2-phase CO2 cooling system applicable to advanced detectors
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16H03992
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
杉本 康博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (70196757)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 測定器冷却システム / ２相CO2 / 粒子測定技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度においては、２相CO2冷却システムの実用化に向けた研究開発として、液化CO2リザーバーシステムの開発を行った後、これまでの研究開発の成果を取り入れた２相CO2冷却システムの試作３号機の製作を行った。
冷却システムに多少のCO2のリークがあってもリザーバーに貯蔵されているCO2が冷却システムに供給されることによって、ある程度の期間は冷却システムが正常な動作を続けられるようにしようというのがリザーバーシステムの開発の目的である。この目的を実現するために、以下のようなリザーバーシステムを開発した。リザーバータンクとしては縦長のものを用い、上端をヒーターと温度センサーを用いた温度コントロールシステムを使って温めてタンクの上下方向に温度勾配を持たせる。リークによって冷却システムを循環しているCO2の圧力が下がるとリザーバー内のCO2の沸点が下がる。するとリザーバータンクに温度勾配があるため、その沸点に対応する位置まで液面が下がってその分のCO2がCO2の循環回路に供給される。このようなアイデアに基づき、試験装置を作ってその有効性を実証した。
リザーバーシステムの開発を行った後、これまでの開発研究の成果を取り入れた２相CO2冷却システムの液化器部分の試作３号機の製作に着手した。この試作機においては、上記のリザーバーシステムを取り入れ、さらに、高圧CO2に耐性のあるOリングをCO2用コンプレッサー（ガスブースター）に用い、安全弁にはOリングを使わないメタルシールのものを用いる。また、冷却温度を決定する圧力のコントロールのために、手動の背圧弁のかわりに、設定した値に自動的にコントロールしてくれる背圧コントローラーを採用する。また、サイズの小型化および静音化も実現する。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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