Investigation of free-surface fluctuations of liquid lithium flow for IFMIF lithium target by using an electro-contact probe

電気接触式プローブを用いたIFMIFリチウムターゲットのための液体リチウム流の自由表面変動の研究

金村 卓治*; 近藤 浩夫*; 山岡 信夫*; 宮本 斉児*; 井田 瑞穂; 中村 博雄; 松下 出*; 室賀 健夫*; 堀池 寛*

Kanemura, Takuji*; Kondo, Hiroo*; Yamaoka, Nobuo*; Miyamoto, Seiji*; Ida, Mizuho; Nakamura, Hiroo; Matsushita, Izuru*; Muroga, Takeo*; Horiike, Hiroshi*

IFMIFリチウムターゲット流の特性の研究のため、大阪大学のリチウムループを用いて実験を実施した。本実験では、流れ表面との接触・非接触の状態を電圧データとして取り込む電気接触式プローブを用いて水平流れの自由表面の変動を直接測定した。プローブ先端の垂直方向位置は0.1mmステップで設定した。プローブの水平方向位置は、IFMIFの場合の重陽子ビームのフットプリントに対応して、ノズル出口から175mm下流とした。本実験により、最大流速15m/sでは、まれに発生する波も含めた表面波の最大振幅が、幅70mmの流路中心で2.2mmであることを明らかにした。また、流れの平均厚さが10.13mmであることも明らかにした。

For a study on characteristics of lithium target flow of International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF), experiments were carried out by using a lithium loop at Osaka University. In the experiment, fluctuations of a free surface of the horizontal flow were directly measured by using an electro-contact probe acquiring condition of contact/non-contact of the probe with the flow surface as voltage data. Vertical location of the probe tip was set by 0.1 mm step. Horizontal location of the probe was 175 mm downstream from the nozzle exit, corresponding to the footprint of deuteron beam in the IFMIF case. It was found that the maximum amplitude of the surface wave, including rarely arising ones, was 2.2 mm at the center of the flow channel with width of 70 mm at the maximum flow velocity of 15 m/s. The average thickness of the flow was found to be 10.13 mm.