A Compact closed loop 2K He3 refrigerator and zero-boil-off cryostat design for the JAERI superconducting RF linac-based FEL

原研超伝導高周波リニアック駆動FELのための無蒸発型クライオスタットと小型2Kヘリウム3閉回路冷凍機

峰原 英介; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏 ; 西森 信行

Minehara, Eisuke; Sugimoto, Masayoshi; Sawamura, Masaru; Nagai, Ryoji; Kikuzawa, Nobuhiro; Nishimori, Nobuyuki

原研自由電子レーザーは、現在原研独自の無蒸発型の4K冷凍機を組み込んだ超伝導リニアックを使用している。この世界最大の無蒸発型冷凍機システムは、(1)冷凍機の有害な振動、(2)冷却温度の下限(4K)、(3)冷凍能力の上限(20W)、(4)低い熱効率という4つの欠点を持っている。これらの欠点を以下の方策で解決を図ってきた。(1)は、無振動冷凍機の採用と防振の工夫による振動の低減を図っている。(2)は、He3ガスを動作流体として、超流動を発生させずに2K以下への冷却温度下限の延伸を図っている。(3)は、熱効率が極大となる単位冷凍機当たりの冷凍能力(4.2Kにて10W程度)を単位として冷凍能力の増加を図っている。(4)は、低温部での比熱の低下を補う磁性蓄冷材を用いて熱効率の改善を図った結果、大型液化器と同等の熱効率が達成された。

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