東京工業大学 ＞ 大学院理工学研究科 ＞ 基礎物理学専攻 ＞ 中村研究室 ＞ メンバー ＞

シンクロトロン模型

電源



いくつかの候補が出たが最終的にAPI5PC04を2台直列に使うことにした。 これは某所で入手したかなりの掘り出し物。

チューブ

  • シンフレックスチューブ？(詳細不明)
    • 内径 : 4.5 mm
    • はんだごてを押し付けてもほぼ溶けない程度の耐熱性
チューブの継ぎ目は余ったチューブの片側に切り込みを入れ、開いてはめ込むことにより期待していた以上にうまく接合できた。壱号機や弐号機程度の磁力が発生すれば継ぎ目でのロスはほとんど問題にならない

鉄球

  • 佐藤鉄工株式会社 ＞ 鋼球 ＞ 玉軸受用鋼球（クローム球）
    • 高炭素高クロム鋼材 JIS G 4805 SUJ-2
    • サイズ(直径) [mm] : 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0
    • サイズ(直径) [inch] : 1/2
当然のことながら大きい方が見やすい。 直径が0.5mm変わるだけでも見えやすさが大きく変わる。 速度に依存するが3.0mmあたりが下限値か。 また、部屋を暗くして手元のみスタンドで照らし、チューブの下部に黒いシートを敷くと見やすくなる。 本当はチューブ下側半分をスプレー等で黒く塗るべきかもしれない。
球が大きいとチューブ内の僅かな抵抗で容易に止まる。 球が小さいと止まりにくいが視認性が悪い。さらに、速度が速くなるので加速のタイミングがとりにくくなる。
このあたりを勘案して大きさを決定。
素材は透磁率の高いスーパーマロイなるものを使うのがベストか。

コイル

  • エナメル線
    • 直径:0.7mm
コイルの形状を保つため擬似フランジをチューブにはめ込み、チューブの接合部と同様に切り込みを入れたチューブによって固定した。これをさらに接着剤で固めるのが理想的か。テープで固定するだけでは外側にずれてコイルが想定よりも長くなってしまった。弐号機のコイルNo.1,2の長さが違うのはこのため。

冷却機構

  • 洗い桶(丸)33cm
    • 白:2個 緑:1個 黄:1個
    • 容量 : 7.0l
    • サイズ(外寸) : 33φ × H12.0 cm
    • ダイソーで購入
  • やきあみ Gridiron Square
    • 27cm角型
    • ダイソーで購入
  • ゴムホース

壱号機

  • コイル
    • 長さ : 15cm
    • 抵抗 : 2.8Ω
    • 0.7mmエナメル線 約1100回巻
  • 4.0mm クローム球

弐号機

  • コイル No.1
    • 長さ : 10cm
    • 抵抗 : 4.8Ω
    • 0.7mmエナメル線 約1500回巻
  • コイル No.2
    • 長さ : 12cm
    • 抵抗 : 3.8Ω
    • 0.7mmエナメル線 約1500回巻
  • 3.5mm クローム球
  • 回路図 [eps] [pdf] (回路図作成:R.Tanaka eps,pdf作成:T.Sako)
  • 電源部まとめ [pdf]


コイルを巻きやすくするためチューブを途中で切断。接合部は計2箇所。十分な速さまで加速可能。むしろ、人間の反応速度が追いつかない。