2024 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙マイクロ波背景放射観測のための超伝導ミラーの開発
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23K22527
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
梅森 健成 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (60353364)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 章弘 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究センター, グループリーダー (50343877)
長谷川 雅也 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, 准教授 (60435617)
道前 武 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (70740471)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 宇宙背景放射 / 超伝導ミラー / ニオブ / ニオブスズ / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[偏向測定システムの構築] 昨年度までに整備した偏光測定システムを超伝導ミラーに適応するために、①受信機の両偏波化、および②ニオブ板を用いた冷却試験（熱リンクの改良)を行った。両偏波化については、入射光を直交する２方向の成分に分ける直交モードトランスデューサー(OMT)を製作し、ネットワークアナライザを用いて、偏波が期待通り分離出来ている事や透過率等のRF性能を評価し、期待通りの性能を有している事を確認した上でシステムに組み込んだ。ただし、AD変換部での過剰な雑音により、無偏波の背景信号を有効に分離する事ができず、今後の課題となった。二オブ板の冷却に関しては、転移温度よりも低い８Kまで冷やす事が出来た。
研究期間を通して、超伝導ミラーで生成される偏光成分を評価するための（少なくとも金属ミラーと比較して桁違いに偏光強度が小さい事を検証するための）測定を開始できる目処が立ったと言える。
[Nb3Sn薄膜の開発] 昨年度までは、ニオブ箔とプロンズ板を1500tonプレス機で熱圧着させる塑性加工法（ブロンズ法）を研究し、安定的な大型クラッド円板（直径260mm）を作製することが可能となった。最終年度では更なる改良を加えて、Nb3Sn超伝導ミラーとしての超伝導の安定性及び冷却効率を高めるために、これまでのニオブとブロンズの2層構造から、ニオブ、ブロンズ及び純銅の3層構造のクラッド円板の開発に取り組んだ。ニオブはこれまでと同様の厚さ0.05mmの箔を使い、ブロンズ板材は特殊な放電加工法を駆使して3.0mmから0.8mmまで薄くスライスし、主な基材は厚さ2.5mmの無酸素銅の板を採用した。これまでの知見を展開して、新3層構造での最適なプレス条件も速やかに見出すことができた。
本研究により、表面にNb3Sn超伝導膜が厚く被覆された純銅円板を簡便に製造する基盤技術を開発することができた。
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