Experimental investigation of the IFMIF target mock-up

IFMIFターゲット模擬試験装置の実験評価

Loginov, N.*; Mikheyev, A.*; Morozov, V.*; Aksenov, Y.*; Arnoldov, M.*; Berensky, L.*; Fedotovsky, V.*; Chernov, V.*; 中村 博雄

Loginov, N.*; Mikheyev, A.*; Morozov, V.*; Aksenov, Y.*; Arnoldov, M.*; Berensky, L.*; Fedotovsky, V.*; Chernov, V.*; Nakamura, Hiroo

IFMIFリチウムターゲットの模擬試験装置を製作し、水及びリチウムループにて試験した。両者とも最高流速は20m/sである。数値解析及び実験により、模擬試験装置の直線部と凹面部との繋ぎ目でリチウム流れの不安定性が示された。水流れの流速の流れ幅に渡っての分布,ジェット厚さ,波の高さを測定した。水,リチウムともに、模擬試験装置の側壁付近での大きな厚さ増加が観察された。ノズル出口部形状がジェット安定性に及ぼす影響を評価した。ジェットの自由表面からのリチウム蒸発量,模擬試験装置の内壁への堆積量を評価した。ターゲットの有効性の点で、これらはそれほど重大ではないことを明らかにした。アルミニウムのゲッター材によりリチウム中の窒素濃度を2wppmまで低減できる可能性も出てきた。

The IFMIF lithium target mock-ups have been constructed and tested at water and lithium test facilities. Jet velocity in both mock-ups was up to 20 m/s. Calculations and experiments showed instability of lithium flow at conjunction point of straight and concave sections of the mock-up back wall. Profile of water velocity across the mock-up width, jet thickness, and height of waves were measured. A significant increase of thickness of both water and lithium jets near the mock-up side walls was observed. The influence of shape of the nozzle outlet part on jet stability was investigated. Evaporation of lithium from the jet free surface was investigated as well as deposition of lithium on vacuum pipe walls of the target mock-up. It was showed that these phenomena are not so critical for the target efficiency. The possibility of removal of nitrogen in lithium down to 2ppm by means of aluminum getter was showed.