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低温懸架系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14047217
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2004-2005)
高エネルギー加速器研究機構 (2002-2003)

研究代表者

春山 富義 (2003-2005)  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, 教授 (90181031)

新冨 孝和 (2002)  高エネルギー加速器研究機構, 低温工学センター, 教授 (10016082)

研究分担者 新冨 孝和  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温化工学センター, 名誉教授 (10016082)
鈴木 敏一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温化工学センター, 講師 (20162977)
都丸 隆行  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温化工学センター, 助手 (80391712)
佐藤 伸明  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, 助手 (10202095)
斎藤 芳男  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 (00141979)
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, 助手 (10249899)
東 保男  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 助教授 (70208742)
寺田 聡一  産業技術総合研究所, 研究員
松原 洋一  日本大学, 教授
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
97,100千円 (直接経費: 97,100千円)
2005年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
2004年度: 19,900千円 (直接経費: 19,900千円)
2003年度: 37,400千円 (直接経費: 37,400千円)
2002年度: 29,900千円 (直接経費: 29,900千円)
キーワード重力波検出 / パルス管冷凍機 / ナノレベル振動 / 低温懸架系 / レーザー干渉計 / ナノレベル低振動 / 低剛性高熱伝導熱リンク / 重力波 / 低温鏡 / 精密部品加工 / 超精密計測 / 熱雑音 / 極低温冷凍機 / 低温物性
研究概要

本研究は本特定領域研究の他の計画研究と協力して100m基線長の低温レーザー干渉計(CLIO)を実現させるものである。今年度、低温懸架系を設置する前に、まず干渉計を構成する4基の低温鏡用真空容器内における振動がパルス管冷凍機運転によってどのように影響を受けるかを測定した。真空容器内上部フランジ(室温)に小型のレーザー振動計を設置、冷凍機運転時と休止時における神岡地面振動スペクトルに変化があるかどうか解析した。その結果、パルス管冷凍機を運転しても影響がないことを確認した。このことは神岡地下実験場で機械式小型冷凍機が他の実験装置に影響を与えずに使用可能であることを意味する。
昨年度までに4基の真空容器へ設置した計10台の低振動パルス管冷凍機の単独冷却能力試験を行い、すべての冷凍機が所定の冷凍能力を発揮し、低温真空容器の最内層シールドは所定の8Kで冷却され、真空パイプの輻射シールドは50Kで冷却されることを確認した。
引き続き、4基の真空容器内に直径100mm、厚さ10mmのサファイア鏡を設置した。この低温鏡は細くてやわらかい高純度アルミ細線で防振を施した中間温度質量から吊られている。この中間温度質量は最内層シールドに熱的にリンクしている。最内層シールド、中間温度質量、サファイア低温鏡の各部には極低温シリコン温度センサーが着けられ冷却状態をモニターした。パルス管冷凍機を運転してからほぼ5日でサファイア鏡は21Kまで冷却され、その時の温度はそれぞれ、8K(最内層シールド)、11K(中間温度質量)であり、ほぼ設計とおりの温度であった。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書

研究成果

(24件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 産業財産権 文献書誌

  • [雑誌論文] Application of sapphire bonding for suspension of cryogenic mirrors2006

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, T.Tomaru, N.Sato, T.Haruyama, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 32

      ページ: 309-314

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of vibration of the top of the suspension in a cryogenic interferometer with operating cryocoolers2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, T.Uchiyama, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 32

      ページ: 418-423

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of optical dumpers used in high vacuum system of interferometric gravitational wave detectors2006

    • 著者名/発表者名
      T.Tomaru, Y.Sato, T.Kubo, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 32

      ページ: 476-481

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 重力波検出用低振動パルス管冷凍機システムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      春山富義, 都丸隆之, 鈴木敏一ほか
    • 雑誌名

      第73回2005年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集

      ページ: 79-79

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 振動相殺型パルス管冷凍機システムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      鈴木敏一, 春山富義, 都丸隆之ほか
    • 雑誌名

      第73回2005年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集

      ページ: 80-80

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of Vibration-Free Pulse Tube Cryocooler System for a Gravitational Wave Detector2005

    • 著者名/発表者名
      T.Haruyama, T.Tomaru, T.Suzuki, T.Shintomi et al.
    • 雑誌名

      in the Proceedings of ICEC20 (To be published)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vibration-Free Pulse Tube Cryocooler System for Gravitational Wave Detectors I -Vibration-Reduction Method and Measurement2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomaru, T.Suzuki, T.Haruyama, T.Shintomi, et al.
    • 雑誌名

      Presented at 13^<th> Inter.Cryocooler Conference, March 29-April 1, 2004, New Orleans

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vibration-Free Pulse Tube Cryocooler System for Gravitational Wave Detectors II -Cooling Performance and Vibration2005

    • 著者名/発表者名
      R.Li, Y.Ikushima, T.Koyama, T.Tomaru, T.Suzuki, T.Haruyama, et al.
    • 雑誌名

      Presented at 13^<th> Inter.Cryocooler Conference, March 29-April 1, 2004, New Orleans

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a cryocooler vibration-reduction system for a cryogenic interferometric gravitational wave detector2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tomaru, T.Suzuki, T.Haruyama, T.Shintomi et al.
    • 雑誌名

      Class.Quantum Grav. 21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 重力波検出器用低振動パルス管冷凍機の開発2004

    • 著者名/発表者名
      幾島悠喜, 小山知大, 李瑞, 都丸隆行, 鈴木敏一, 佐藤伸明 他
    • 雑誌名

      第71回2004年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集

      ページ: 73-73

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultra-low vibration pulse tube cryocooler with a new vibration cancellation method

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, T.Tomaru, T.Haruyama, et al.
    • 雑誌名

      Presented at Cryogenic Engineering Conference (CEC 2005)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 特許(出願中)2003

    • 発明者名
      春山他
    • 権利者名
      国/民間
    • 産業財産権番号
      2003-190886
    • 出願年月日
      2003-07-03
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Haruyama: "Present technology for reduction of vibration in cryocooler"Proc.of the 28^<th> International Cosmic Ray Conference. 3135-3138 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki: "Thermal conductance through sapphire-sapphire bonding"Proc.of the 28^<th> International Cosmic Ray Conference. 3131-3134 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 都丸隆行: "小型冷凍機の振動解析"低温工学. 38・12. 693-702 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tomaru: "Heat Transfer of Several Materials at Cryogenic Temperature"Proc.3^<rd> International Symposium of Heat Transfer Enhancement and Energy Conservation. 751-756 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Uchiyama: "Measurement of outgassing from multi-layer insulators for the Cryogenic Laser Interferometer Observatory"Proc.of the 28^<th> International Cosmic Ray Conference. 3107-3110 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sato: "Force measurements of a superconducting-film actuator for a cryogenic interferometric gravitational wave detector"Cryogenics. 425-429 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tomaru, et al.: "Evaluation of the performance of polished mirror surfaces for the TAMA gw detector by use of a wave-front tracing simulation"Applied Optics. 41. 5913-5920 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kuroda, LCGT Collab.: "Progress in Gravitational Wave Detection : Interferometers"Nuclear Physics B(Proc.Suppl.). 110. 202-208 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tomaru, et al.: "Maximum heat transfer along a sapphire suspension fiber for a cryogenic interferometric gravitational wave detector"T.Tomaru et al., Phys.Lett.. A301. 215-219 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kuroda, M.Ohashi, S.Miyoki, H.Ishizuka, et al.: "Japanese large-scale interferometers"Class. Quantum Grav.. 19. 1237-1245 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tomaru, et al.: "Thermal lensing in cryogenic sapphire substrates"Classical Quantum Gravity. 19. 2045-2049 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kuroda, et al.: "Japanese large-scale interferometers"Classical Quantum Gravity. 19. 1237-1245 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-03-31   更新日: 2018-03-28  

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