| 研究課題/領域番号 |
09640357
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・核・宇宙線
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530)
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| 研究分担者 |
高久 圭二 大阪大学, 核物理研究センター, 助手 (30263338)
佐藤 健次 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60013421)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 直流電流モニター / 超電導 / SQUID / 磁気遮蔽 |
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| 研究概要 |
大阪大学核物理研究センターで開発している高分解能非破壊型微弱電流測定装置に使用される、トロイダルコアー及び超伝導磁気遮廠の研究を行なった。
1.磁気遮廠の構造研究では、ロンドン方程式に基づく定式化を行ない数値計算により検討を行なった。その結果、二段同軸型と五段リング型を製作し、遮廠効果を実測した。超電導材料としては、加工性を考慮して厚さ1mmの鉛を採用した。
2.磁気遮廠効果の測定は、遮廠体を本研究の設備備品として購入した超電導量子干渉素子(SQUID)と接続した磁束ロック回路を用いて行なった。測定時には全系を液体Heクライオスタットに挿入した。ヘルムホルツコイルで発生させた10マイクロ・テスラの三方向(x、y、z)の磁場をクライオスタットの外部から印加し、磁気遮廠率を測定した。遮廠体の中心に直流電流を流し、磁束ロック回路の校正を行なった。
3.二段同軸型キャビーティーでは、ほぼ計算シュミレーションで予測された10^<-13>の磁気遮廠率が得られた。リング型キャビーティーでは、約10^<-8>の遮廠率が得られた。この値は、計算シュミレーションでの予測値に比較して約10倍悪い。同軸型の方が良い遮廠が出来ることがわかったが、実機に採用するには構造上困難である。
4.平成10年度には、これらの研究結果に基づき七段リング型磁気遮廠キャビティーの実機を製作した。超電導材料としては、加工性を考慮して鉛を採用したが強度と重量との両立から厚さは3mmとした。磁気遮廠キャビティー全体は5mm厚のFRPのケースに収納されている。ビームのための開口、クライオスタット内の熱遮廠のため、磁気遮廠キャビティーに設けられるギャップの内直径は238mmとした。モデルによるテストの結果、磁気遮断率はギャップの内直径と外直径の比で決まることが分かっているので、外直径を472mmとした。ギャップとコアの幅は各々0.5mm、43mmとした。
5.標準電流源を用いた実機でのテストの結果、10nAの直流電流を1-2nAの感度で測定できた。
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