Mitigation technologies for damage induced by pressure waves in high-power mercury spallation neutron sources, 2; Bubbling effect to reduce pressure wave

高出力核破砕中性子源水銀ターゲットにおける圧力波により励起される損傷に対する抑制技術,2; 圧力波低減のための気泡注入効果

二川 正敏  ; 粉川 広行  ; 長谷川 勝一   ; 直江 崇   ; 井田 真人; 羽賀 勝洋  ; 涌井 隆  ; 田中 伸厚*; 松本 洋一郎*; 池田 裕二郎

Futakawa, Masatoshi; Kogawa, Hiroyuki; Hasegawa, Shoichi; Naoe, Takashi; Ida, Masato; Haga, Katsuhiro; Wakui, Takashi; Tanaka, Nobuatsu*; Matsumoto, Yoichiro*; Ikeda, Yujiro

高出力パルス中性子源水銀ターゲットに大強度陽子ビームを入射したときに生じる圧力波はキャビテーションを生じ、水銀容器の寿命を著しく低下させる。圧力波を低減するための技術として、微小気泡を水銀中に注入することを試みた。衝撃圧負荷装置を水銀ループに接続させて、流動水銀に微小気泡を注入し、それにより生じる変化を圧力応答及び損傷の観点から調べた。その結果、圧縮衝撃圧に気泡注入による変化は見られないが、損傷が著しく軽減した。この結果について、数値解析を行い考察し、気泡によりキャビテーションの発生が抑えられたことが理解された。

The life time of mercury target will be reduced by the cavitation damage induced by pressure waves. Micro-bubble injection into mercury is one of prospective technologies to mitigate the pressure waves. We have carried out damage tests using mercury loop with an impact generator to evaluate the bubbling effect on the pressure response and cavitation damage. The impulsive pressure was hardly changed but the damage was reduced remarkably by the micro-bubble injection. Numerical simulation was performed to investigate the bubbling effects. It was understandable that micro bubbles suppressed cavitation inception.