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極低温における微少熱流束を正確に測定するため、評価実験装置の改造を行ない、本装置によって300Kから80Kへの標準的な熱流束値(1〜50W/m^2)に対応する熱流束を発生させることができた。
前年度の熱流束センサー(市販の大熱流束測定用)の感度は原理的に大きくすることが難しいので、より大きな出力を持つ半導体ペルチェ素子を熱流束センサーとして極低温で評価した。また、従来の熱流束測定方式(蒸発量から熱流束の積分値を測定するもの)が可能な装置を作成し、ペルチェ素子を実際に設置して性能を調べた。
1. 極低温用熱流束センサー性能のより高感度化
校正された大きさの熱流束が測定できる熱伝導方式(サンプルをはさんでヒーターを加え両端の温度差を精密に測定する)で、極低温におけるセンサーの評価を行なった。前年度製作した真空容器の下部面にセンサーをセットしたサンプルブロックを固定し80Kに保たれるようにした。10^<-2>Pa程度の真空に保ち、サンプル上部のヒーターから任意の熱流束を加えたときのセンサー出力を測定した。今回はより現実的な熱流束に近い1〜50W/m^2程度を発生させた。3社のペルチェ素子について実験を行なった。すべての素子が熱電対方式のセンサー出力のほぼ10倍の感度を持つことが判明した。
従来方式のセンサーの中で可撓性があり極低温においても充分に使用できるセンサーがあり、その評価も同時に行なった。感度はペルチェ素子に比べ1/5以下ではあったが、構造上も低温で充分繰り返し使用できうるものであった。これらのセンサーについて、狭い温度範囲ではあるが出力の温度依存性を調べた。80Kから数度の範囲ではあるが、温度依存性をほとんど示さなかった。
2. 多層断熱技術改善のための基礎的なデータ収集
ベルチェ素子を極低温用の熱流束センサーとして評価するためと、多層断熱技術を調べるため、蒸発量測定方式の熱流束測定ができる装置を製作した。
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