抄録
超電導を利用した粒子検出器を飛行時間質量分析に用いると、従来不可能であったタンパク質等の巨大分子の測定が可能となる。超電導検出器は0.3 K で動作するので、時間計測のための信号配線実装では、高周波特性、クロストーク、そして0.3 K と室温間の熱伝導について考慮しなければならない。特に熱伝導率についての考察は、動作温度を維持するために必要不可欠である。従来極低温配線用の材料として用いられてきた70－30 CuNi ( キュプロニッケル) 合金の熱伝導率は、機械加工の際に生じる格子欠陥の出来具合に応じて数倍異なるといわれており、実際に用いる同軸ケーブルの熱伝導を調べ、それが十分に小さいことを確認したうえでなければ、冷凍機に実装することができない。そこで0.3－4.5 K 付近で極細同軸ケーブルの微小な熱流を計測する手法を開発し、70－30 CuNi とPTFE (polytetrafluoroethylene) 、およびそれらからなる同軸ケーブルの熱伝導率を実際に測定した。70－30 CuNi の熱伝導率は文献値よりも最大で40%程度小さく、機械加工の影響が現れたものと考えられる。この同軸ケーブル100 本で0.3 K の超電導検出器と冷凍機の3 K ステージをつないだ場合、0.3 K への熱流入を構造に起因する熱流入の10 分の1 以下にできることを確認した。同軸ケーブル100 本を冷凍機に実装し、およそ1 週間の極低温環境の持続と、超電導検出器からの信号取得に成功した。
