KAGRA超高真空容器の製造過程

摘要

KAGRAは重力波観測施設として2010年より建設が始まった。重力波による空間のひずみの変化量をレーザー干渉計を用いて測定するものである。このひずみは微量であることから，残留気体分子によるレーザー光の散乱が起因する測定雑音を低減するため，干渉計のレーザー光路の圧力を10~(-7)Pa以下に保つ必要がある。超高真空を実現するためには，真空排気用ポンプの選定のみならず，レーザー光路のダクトおよび真空容器の表面からの気体放出速度を10~(-8)Pa·m~3s~(-1)m~(-2)程度以下にするよう材質選定·表面状態制御·排気工程管理·保管方法·設置工程など多くの点に留意する必要がある。ステンレス鋼にこのような低気体放出の真空特性を求める場合，一般にオーステナイト組織が安定に形成されていることと，Cr富化の緻密な酸化層が表面に形成されていることとが必要で工程全体を通じてこの点に注意しなければならない。また，KAGRAは地面振動が与える測定雑音を軽減するため，岐阜県飛驛市神岡町の池の山に掘削されたトンネル内に設置される。設置環境は加速器等の研究施設と異なり，完備された空調はなく，岩肌からの湧水により多湿であるので，超高真空容器の外面やフランジ同士の締結環境にも気を配る事となった。ダクトの製作に関しては他を参照されたい。