| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
大きさが異なる3台の2段型ギフォード・マクマホン (GM) 冷凍機 (膨張部と蓄冷器部，以下，コールドヘッドと呼ぶ) に2 kWクラスの圧縮機をそれぞれ接続して動作させ，実験的に4.2 Kの冷凍能力の評価を行った (以下，コールドヘッドの大きさから，S, M, Lのクラス分けで呼ぶ)。本コールドヘッドは，二つの冷却ステージを持ち2段目が約50～4 Kの温度範囲を担当している。4 Kレベルの冷却性能に大きな影響を及ぼすのは2段目蓄冷器であり，特に内部に充填される球状蓄冷材（高温側からPb, HoCu2, Gd2OS2球が，われわれ独自の充填割合で充填してある）と，それと熱交換を行う高圧ヘリウムガスとの振る舞いが重要である。研究結果から，4.2 Kの冷凍能力は，コールドヘッドの大きさS→M→Lの順番に依存し，その最大値は0.95 Wを発揮した。コールドヘッド Lの大きさは，予想される圧縮機の吐出流量と比較して大きいため，4.2 Kの冷凍能力は小さいと考えていたが，予想外の結果であった。
本年度では，上記の研究に引き続き，通常使用される圧縮機 (7 kWクラス) をそれぞれのコールドヘッドに接続し，冷凍能力評価も行った。その結果も，2 kWクラスの圧縮機と同様に，S→M→Lの順番で冷凍能力が大きくなり，その最大値は2.06 Wであることを確認した。以上から考察すると，コールドヘッドの大きさも冷凍能力に重要であるが，圧縮機のヘリウムガス吐出流量 (入力電力が大きくなると吐出流量も多くなる) も，その性能に大きな影響を与えていると予測できる。来年度は，この点の定量的評価も実施する予定である。
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