| 研究概要 |
本研究では、ラムダ点温度よりもわずかに高い温度のHeI相を急激な蒸気減圧により冷却してHeII相に変換し、その際の両相間の界面の伝播現象を実験的に調べるものである.本年の研究の具体的目標は,装置の改良と現象を説明する物理モデルの構築であり,それに向けた実験がなされ,以下の成果を得た.
a)蒸気流動(冷却熱流束)の高精度測定のため,装置改良と校正法の見直しが行われ,精度と定常性に関して所期の目標を達成出来た.
b)取得された実験データ:♯蒸気流動(=冷却熱流束)の精密測定.♯超伝導温度サンサと超小型セルノックス温度センサによる,界面層近傍と界面通過後のHeII部分の温度構造の計測.♯可視化と温度計測による界面層の出現時間遅れと伝播速度の計測.
C)得られた知見:♯相界面の現出条件としての臨界熱流束が測定され,これがクライオスタットへの熱侵入によって決まることが明らかとなった.また減圧開始から界面出現までの時間遅れの初期温度及び冷却熱流束への依存関係が明らかとなった.♯界面層の伝播速度の冷却熱流束あるいは自由界面からの距離に対する依存関数関係を得た.♯界面背後のHeII相における温度勾配の計測から,冷却による超流動崩壊の事実が確認された.
C)上記実験結果に基づき,この現象をステファン問題として数理的に扱うための物理モデルの構築を行っている.現状では,冷却熱流束と界面層の伝播速度との間に食い違いのあることが見出されており,その解明が行われている.
|
