A dilution refrigerator using the pulse tube and GM hybrid cryocooler for neutron scattering

小池 良浩; 森井 幸生; 五十嵐 武*; 久保田 実*; 鰭崎 有*; 谷田 広士*

Cryogenics, 39(7), p.579 - 583, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0011-2275(99)00077-6

超低温での実験には通常希釈冷凍機が用いられるが、これを作動させるのにはかなりの経験が必要であり、作動させる低温雰囲気を作るのに大量の液体ヘリウム寒剤を必要とするため、中性子散乱実験に対しては、導入はあまり進んでいなかった。そこで誰もが簡単に行えるようにするため、パルス管・GMハイブリッド型冷凍機とジュールトムソン型希釈冷凍機を組み合わせた、液体ヘリウム寒剤を使用とせず、取り扱いも比較的簡単な超低温用冷凍機''mK Cryocooler''の開発を行った。その結果、試作機が完成し中性子ビーム中で約40mKの温度が得られた。この成功により、実験操作の簡便化、コスト低減化、中性子ビーム利用効率化を達成する見込みをつけた。冷却テストでは、室温から4.2Kまで希釈冷凍機部分を予冷するために約一日、その後、希釈冷凍機運転により、約50mKに8時間程度で到達した。この冷却テスト時のcooling powerは100mKで約42Wであった。