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最先端測定器に応用可能な2相CO2冷却システムの実現

研究課題

研究課題/領域番号 16H03992
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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

研究代表者

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)

研究協力者 藤井 恵介  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30181308)
坪山 透  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (80188622)
笠見 勝祐  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (50391727)
房安 貴弘  佐賀大学, 理工学部, 准教授 (70399210)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード粒子測定技術 / 2相CO2 / 冷却器 / 測定器冷却システム / 2相CO2
研究成果の概要

素粒子・原子核実験に用いられる最先端測定器を冷却するための、2相CO2を冷媒として用いた測定器冷却システムの実用化に向けた開発研究を行った。2相CO2というのは気相と液相のCO2が共存する状態で、CO2の大きな潜熱によって冷却を実現するものである。高圧のCO2環境下に特有のOリングの劣化や冷却温度の不安定性などの様々な課題を解決するためのR&Dを行い、十分実用に耐えうる-40℃から+15℃の範囲で測定器を安定して冷却できる冷却システムの試作機を完成させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって開発された2相CO2冷却システムは先端的な素粒子・原子核実験に用いられる測定器の冷却に幅広く応用可能なものであり、これらの分野の実験的研究に貢献できる。他のR&Dグループで採用された方式に比べてコストを抑えられるため、応用範囲は広いと思われる。また、CO2はフロンに比べて地球温暖化係数がはるかに小さいため、測定器冷却以外にも、フロンを用いた冷却システムの代替品としての応用の可能性もある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] R&D Status of a gas-compressor based two-phase CO2 cooling system for FPCCD Vertex Detector2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Sugimoto, Keisuke Fujii, Takahiro Fusayasu, Katsuyu Kasami, Tohru Tsuboyama
    • 雑誌名

      e-Print arXiv:1703.03138 [physics.ins-det]

      巻: 該当なし

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] R&D Status of a gas-compressor based two-phase CO2 cooling system for FPCCD Vertex Detector2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Sugimoto
    • 学会等名
      International Workshop on Future Linear Colliders 2016 (LCWS2016)
    • 発表場所
      アイーナセンター(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 2相CO2冷却システム

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/co2/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] 2相CO2冷却システム

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/co2/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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