IFMIF液体金属リチウムターゲット自由表面流に関する研究開発

Research and development on liquid lithium free-surface flow for IFMIF target

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

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

国際核融合材料照射施設(IFMIF)の開発が、ITERのブローダーアプローチの枠組みのもと、進められている。IFMIFは液体リチウムを重陽子ビームのターゲットとし、D-Li反応により中性子を作り出し材料試験を行う施設である。そのリチウムターゲットはノズルによりフィルム状に成型され、最大20m/sもの高速で流す計画であり、その安定性が研究課題として挙げられている。本研究では、世界に先駆け液体リチウムの高速自由表面流を実現させ、その流動安定性についての研究のみならず、電磁ポンプキャビテーション試験などループ設計全体に渡る工学的な研究開発を行った。

Design of International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF) is in progress in a framework of ITER Broader Approach. IFMIF produces a neutron field by a deuteron (D) - lithium (Li) nuclear reaction and tests materials to be used in a DEMO fusion reactor. The Li target for the D beam is formed into film flow by a nozzle, and flows at the maximum speed of 20 m/s. Since the Li target has free-surface to be faced to the D beam, hydraulic stability of the free-surface flow is one of the research issues. The present study conducted experiments on liquid Li free-surface flow in a Li circulation loop for the study on the hydraulic stability, and for studies on issues necessary for engineering design of the IFMIF Li circulation loop system.