2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
01J06578
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Research Institution | The High Energy Accelerator Research Organization |
Principal Investigator |
都丸 隆行 高エネルギー加速器研究機構, 低温工学センター, 学振特別研究員(PD)
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Keywords | 重力波 / 小型低温冷凍機 / 振動測定 |
Research Abstract |
平成14年度からスタートした科学研究費補助金「特定領域(A)」「重力波研究の新しい展開」の一部として、岐阜県神岡鉱山内に実証型の低温干渉計型重力波検出器「CLIO100」の建設が始まっている。 CLIO100では、検出器に振動を伝えない冷却システムの開発が重要な研究テーマである。この研究開発の一部として、H14年度は「小型低温冷凍機の振動特性評価」実験を行った。 小型低温冷凍機は、寒剤を使用せずに液体ヘリウム温度を達成することができ、重力波観測のような長期運転に適している。しかし、振動特性をキチンと評価した例は少ない。そこで、小型冷凍機の振動測定システムを開発し、数台の冷凍機の振動を評価した。この測定システムの特徴は、冷凍機の熱定常状態で振動を測定できること、Cold HeadとCold Stageの振動を分離計測できること、直交3軸の測定ができることなどが挙げられる。この測定システムは「重力波研究の新展開」(研究計画工:低温懸架系の開発)の予算で開発された。センサーなどは、高エネルギー加速器研究機構・低温工学センターの物を用い、不足分は科学研究費補助金「特別研究員奨励費」で購入した。 測定の結果、Pulse-Tube型冷凍機はGifford-McMahon型冷凍機より低振動であることが確認された。しかし、従来言われてきたようなCold Stageの振動には大きな差が見られず、Cold Headの振動に大きな相違があることが初めて明らかになった。また、詳細な解析の結果、Cold Stageの振動は振動ガス圧による冷凍管の弾性変形に起因することが明らかとなった。 この測定結果に基づき、小型冷凍機の低振動化に関する研究が現在進行中である。 平成14年度に行った小型冷凍機の振動特性評価は、Aspen 2003 Winter Conference on Gravitational Wavesおよび秋季低温工学・超電導学会で発表され、現在、論文投稿の準備中である。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] T.Tomaru et al.: "Maximum heat transfer along a sapphire suspension fiber for a cryogenic interferometric gravitational wave detector"Physics Letter A. 301. 215-219 (2002)
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[Publications] Takayuki Tomaru et al.: "Evaluation of the Performance of Polished Mirror Surfaces for the TAMA Gravitational Wave Detector by Use of a Wave-Front Tracing Simulation"Applied Optics. 41. 5913-5920 (2002)
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[Publications] Takayuki Tomaru et al.: "Thermal lensing in cryogenic sapphire substrates"Classical and Quantum Gravity. 19. 2045-2049 (2002)