2013 Fiscal Year Annual Research Report
微小重力下の超流動ヘリウムに特異な超熱伝導性起因の沸騰・凝縮気泡挙動の解明
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25289300
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
高田 卓 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30578109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 正秀 筑波大学, -, 名誉教授 (40111588)
木村 誠宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (10249899)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超流動ヘリウム / 微小重力 / 可視化 |
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| Research Abstract |
微小重力落下棟を用いた超流動ヘリウム（He II）における沸騰実験の実施、可視化された気泡の成長崩壊過程の解析を行った。臨界熱流束については地上実験との比較を行い、ファンデルワールス力の臨界熱流束との関係を明らかにした。
新規に作成された径50ミクロン長さ約2ｍｍの極小ポイントヒータを製作し、ここからの入熱により球状の気泡の成長、ヒータからの過熱を中止したときに見られる気泡の収縮について、気泡サイズの変化のデータを得ることに成功した。球状の気泡全体の様相を撮影されたことで、円筒系の気泡が成長していく様相をとらえた過去の知見よりもはっきりとした入熱と気泡サイズの関係を明示することが出来た。
一方で、ヒータ周りのHe II流動場に対して知見を広げるため、円筒ヒータの周りに形成される流れについて、重水素ー水素混合固体粒子をトレーサーとしたＰＩＶ実験を行い、これによりHe II膜沸騰の周辺における流動の特徴について知見を広げた。この中で、超流動流れに対するPIV法の応用に関し、そのトレーサー粒子と高密度渦との干渉がPIV流速値へ及ぼす効果について定量的に明らかにした。また、超流動ヘリウム膜沸騰現象に対してPIV法を応用し、各膜沸騰モードにおける周囲の流速場の特徴を明らかにし、更に各モード間における流速場の違いを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者の異動に伴い、実験環境の整備に時間を取られており、時間当たりの進展は期待以上であったが、研究計画を超えた進展は得られていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
微小重力実験によって得られたデータ解析と地上において行うことが出来るHe II実験に注力して研究を進める。データ解析結果の検討においては、研究分担者らとの定期的に連絡を取り合いながら進める。
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