2015 Fiscal Year Annual Research Report
電波観測実験用ウルトラコールドウインドウの開発研究
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25610064
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
田島 治 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 (80391704)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電波測定装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電波観測実験では、多数の超伝導検出器を搭載した大開口径の受信器を用いる。大開口径を持つことと、超伝導検出器を極低温状態で使用することは相反する要求である。受信器の窓（ウインドウ）材からの熱放射の影響で、検出器を十分に冷却できないという困難が生じている。対策研究として、熱放射を遮蔽するフィルターの開発が世界中で精力的に行われているが、その困難の解決には至っていない。本研究は、従来研究とは真逆のアプローチ「ウルトラコールドウインドウによって、熱放射を大幅に削減すること」に挑戦し、現状を打破する。
本研究期間で発明したアイデア「Radio-transparent multi-layer insulation（RT-MLI）」は、電波に対して透明であるが、熱放射の大部分を担う赤外・可視光に対しては不透明な材料を多重化することにより、真空多層断熱を実現する。
本年度はその応用研究に注力した。冷却受信器開発において、内部が冷却されているために開口部が結露してしまうという問題に直面することが多々ある。従来は乾燥空気を循環するなどの対処方をこうじていたが、開口部裏面にRT-MLIを配置することにより開口部の冷却を抑制する手法を確立した（さらに受信器内部への入熱も低くなる）。これは真空多層断熱が赤外線を実効的に反射するという性質を利用したものである。これにより、乾燥空気を循環することなく結露を防止できる。本成果は、クモデスという気象観測装置に実用された。
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[Journal Article] GroundBIRD: Observing Cosmic Microwave Polarization at Large Angular Scale with Kinetic Inductance Detectors and High-Speed Rotating Telescope2015
Author(s)
S. Oguri, J. Choi, T. Damayanthi, M. Hattori, M. Hazumi, H. Ishitsuka, K. Karatsu, S. Mima, M. Minowa, T. Nagasaki, C. Otani, Y. Sekimoto, O. Tajima, N. Tomita, M. Yoshida, E. Won
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Journal Title
J. Low Temp
Volume: online Dec. 30
Pages: 1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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