水銀中におけるマイクロバブルの寿命評価

Evaluation on lifetime of microbubble in mercury

直江 崇   ; 長谷川 勝一   ; Ahmed, B.*; 二川 正敏  

Naoe, Takashi; Hasegawa, Shoichi; Ahmed, B.*; Futakawa, Masatoshi

核破砕中性子源水銀ターゲットでは、陽子線入射により励起される圧力波を抑制するために、水銀中へ直径100m程度のマイクロバブルを注入する計画である。任意の位置に最適な径のバブルを分布させるためには、水銀中におけるガスバブルの寿命を把握する必要がある。しかしながら、水銀中におけるマイクロバブルの寿命に関するデータは皆無に等しい。また、水銀は不透明であるため、光学的手法による気泡寿命の計測は容易でない。そこで、本報では壁面に接する水銀中のマイクロバブル寿命から、液体中に浮遊する気泡寿命の推定を試みた。その結果、水銀中におけるヘリウムマイクロバブル寿命は、水中と比較して長く、現在検討中の気泡径、及び輸送距離に対して十分長いことを示唆した。

Cavitation damage, which is induced by pressure waves in mercury, is viewed as one of the critical issues to satisfy high power spallation neutron source. Microbubble injection into the mercury is under study to improve mitigation of the pressure waves. In general, microbubble dissolves in liquid swiftly, therefore, it is important to estimate its lifetime to determine the injection position and bubble distribution. However, data for the lifetime estimation in mercury are insufficient. In this study, since mercury is an opaque liquid, helium microbubbles in contact with an acrylic wall were observed and their lifetimes were measured. Based on the observed bubbles, actual lifetime of bubbles suspended in the liquid was estimated. It was found that lifetime of microbubbles in mercury is longer than in water.