| 研究課題/領域番号 |
16360428
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 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 |
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研究代表者 |
仲井 浩孝 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (00188872)
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| 研究分担者 |
木村 誠宏 高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 助手 (10249899)
槙田 康博 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (30199658)
永井 大樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70360724)
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| キーワード | 超伝導電磁石 / 超流動ヘリウム / 熱伝達 / 冷却技術 / 宇宙空間 |
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| 研究概要 |
熱伝達可視化装置を用いて、飽和超流動ヘリウム固有の沸騰現象であるノイジー膜沸騰に関する実験的研究を進めた。これまで得られた超流動ヘリウム中の沸騰現象に関する新たな知見として、サイレント膜沸騰はサブクール領域での膜沸騰と同質の現象であり、ノイジー膜沸騰は発熱体表面上の静水圧に依存した飽和超流動ヘリウム固有の不安定性による沸騰現象であることを示した。この研究結果から、宇宙空間に代表される静水圧が原理的に無い環境では、発熱体表面上に重力場と同量の飽和超流動ヘリウムが存在したとしてもノイジー膜沸騰が発生しないと推論している。これまでの研究成果を基に、上海交通大学において、超流動ヘリウム中での非定常大量加熱に際しての初期の波動熱伝達現象から膜沸騰開始に至る非定常伝熱過程について議論を行った。
また、超伝導電磁石と超流動ヘリウムとの熱伝達を測定するための測定装置を、過去の研究で使用された測定装置を参考にして設計し、製作した。また、実際に使用される材料の熱伝達を測定するために、測定サンプルの設計および製作も行った。測定装置の組立後、液体窒素を使用して低温における測定装置の動作検証試験を実施し、測定装置の健全性および測定機器の動作を確認した。
熱解析では、次期赤外線天文衛星SPICAの冷却系排熱システムの検討を実施した。効率的な熱輸送のための素子の1つとしてループヒートパイプを提案し、従来のヒートパイプと比較検討することによって、ミッション機器の排熱システムに対する熱的成立性を検討した。
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