超流動ヘリウムを用いた超冷中性子源の開発(2)超流動ヘリウム及び熱交換器に関するシミュレーション検討

摘要

超冷中性子(UCN)は冷中性子を1K近傍の超流動へリウム(He II)中に打ち込むことにより生成される．そのためUCN生成中においては10W程度の熱負荷がHe IIに印加されることになり，このときHe IIの温度上昇を許容値程度に抑える冷却系設計が求められる．これはUCN生成部·輸送部のみならず室温部からコールドへッドまでの各ステージ間に設置される熱交換器群の性能に依存する．これらは~4Heならびに~3Heに関する超流動状態から粘性流領域の種々の流動特性やカピッツァ抵抗等を考慮しデザインする必要がある．本報告ではこれらに関するシミュレションならびにそれから得られた形状等について報告する．