気体定数への新たなアプローチ-6桁の精度で気体密度を測る

• 研究課題/領域番号: 26709011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 粥川 洋平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 工学計測標準研究部門, 主任研究員 (50371034)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2014年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: 超精密計測 / 気体定数 / 基礎物理定数 / シリコン球 / 気体密度 / 計量標準 / 熱工学 / 一般気体定数

研究成果の概要

基礎物理定数のひとつである気体定数は現在，気体の音速測定結果から決定した値が採用されているが，他の独立な方法による測定結果との比較検証は未だに出来ていない．一方，近年の研究で密度の計測技術は信頼性が格段に向上しており，気体の密度計測から気体定数を決定する可能性が見えてきた．本研究では，気体密度測定の基準となる1 kgのシリコン単結晶球体およびタンタルディスクを作製し，これらに働く浮力の差を1マイクログラムの分解能をもつマスコンパレータで測定可能な気体密度測定システムを開発した．ヘリウムガスの密度，温度および圧力を高精度に測定することで，6桁精度で気体定数測定が可能なことを示した．

研究成果

• [学会発表] シリコン球体を用いた気体密度計測による 気体定数の決定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 粥川洋平
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [学会発表] A feasibility study on a determinationof the universal gas constant by a precise gas densimetry (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Kayukawa
  • 学会等名: 20th European Conference on Thermophysical Properties
  • 発表場所: Porto, Portugal
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04