可搬型の新しいタイプの希釈冷凍機の開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63890006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 久保田 実 東京大学, 物性研究所, 助教授 (60192035)
• 研究分担者: 鰭崎 有 鈴木商館(株), 開発部, 副主幹 ; 柄木 良友 東京大学, 物性研究所, 助手 (30186027) ; 稲田 ルミ子 東京大学, 物性研究所, 助手 (00114380) ; 信貴 豊一郎 岡山理科大学, 教授 (80046747)
• キーワード: 希釈冷凍機 / 超低温 / 小型冷凍機 / ミリケルビン / 急速冷凍 / ジュ-ルトムソン膨張

研究概要

本研究は、絶対温度0.01K以下までの低温を容易に室温から数時間で作り出し、また急速に室温まで戻すことができる、しかも必要とあれば長時日に及ぶ連続運転が可能な"運搬が容易にできる新しい型式の希釈冷凍機"を試作開発するものである。
第2年度末までに、開発の第1段階である'室温に ^3He回路のみを持つ ^3He JーT希釈冷凍機'で32mKを安定に作ることに成功し、第2段階の' ^3Heを室温部のポンプや圧縮機を使わずに循環する低温 ^3He回路の開発'をスタ-トさせた。今年度はこれを更に推進するために(1)4.2K〜30Kで働く活性炭吸着ポンプー圧縮機の試作とその基本特性の測定、(2)低温 ^3He加圧回路に欠かせない低温バルブの試作と、性能試験を行い、所期の目的の100μmole/s程度の循環を可能とする条件を見いだした。この結果は1990年4月の低温工学国際会議ICEC13(北京)、および低温物理学国際会議LTー19(1990年8月Brighton)に於て発表した。しかしながら複数の低温バルブと複数の吸着ポンプとを組み合わせて低温 ^3He回路を自動運転するには未だ至っていない。我々は低温バルブにはインコネル製の"Cーリング"と呼ばれるシ-ルを用いているが繰り返し使用するバルブの閉りと信頼性を改善するために"Cーリング"の表面をみずからインジュウムメッキして使用している。信頼性の向上にはシ-ル面の工作精度も問題でありその試験に長時間を要する。
一方分溜室の温度を下げ冷凍機の性能向上を計るために吸着ポンプも3*10ー2mb程度の圧力まで十分機能する必要がある。ポンプ内のコンダクタンスの改善が望まれる。これらの問題点を解決して総括報告が1年以内にできるものと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Masahito Sawano,Takeshi Igarashi,Minoru Kubota & Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "DEVELOPMENT OF A COMPACT TYPE DILUTION REFRIGERATOR" Proceedings of Third JapaneseーSino Joint Seminar on Small Refrigerators & Related Topics. 1. 27-30 (1989)
• [文献書誌] Masahito Sawano,Takeshi Igarashi,Yoshitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "Development of a transportable dilution refrigerator with a cryogenic 3He JT circulating system" Cryogenics (Proc.13.Intern Cryogenic Engineering Conf.). 30 Sept.Suppl.447-451 (1990)
• [文献書誌] Takeshi Igarashi,Masahito Sawano,Yoshitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "DEVELOPMENT OF A COMPACT DILUTION REFRIGERATOR WITH A CRYOGENIC ^3He JーT CIRCULATION SYSTEM FOR RAPID COOLING DOWN AND CONTINUOUS OPERATION^+" Physica. B165&166. 47-48 (1990)