強力中性子源用液体リチウムターゲットに発生するキャビテーションの音響計測

Acoustic measurement of a cavitating liquid lithium target for intense neutron source

近藤 浩夫*; 金村 卓治*; 古川 智弘  ; 平川 康 ; 若井 栄一  ; 落合 謙太郎*

Kondo, Hiroo*; Kanemura, Takuji*; Furukawa, Tomohiro; Hirakawa, Yasushi; Wakai, Eiichi; Ochiai, Kentaro*

核融合用強力中性子源IFMIFのビームターゲットとして、高真空中(1E-3 Pa)を高速(15m/s)で流れる液体金属Liの壁面噴流が検討されている。IFMIFの工学規模の実証試験においてLiターゲット下流配管でキャビテーションに似た騒音が発生することが認められた。AEセンサーによる音響計測を行い、CWTによる時間-周波数分析を行った。その結果、次の結論を得た。(1)圧力の減少に伴い、騒音の発生が認められた。発生した音は初め小さく間欠的であったが、圧力の減少とともに強くなりほぼ連続的に発生するようになった。(2)発生した音は400kHzまでの高い周波数成分を有し、非常に短い時間(0.2ms)の間に発生した。発生した騒音はLiターゲット下流配管におけるキャビテーションと判断した。IFMIF実機においては当該配管でのキャビテーション発生は許容できず、今後のこれを回避する方策の検討が必要である。

A liquid-Li free-surface stream flowing at 15 m/s under a high vacuum of 1E-3 Pa is to serve as a beam target (Li target) for the planned International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF) or other intense fusion neutron sources. This study focuses on cavitation-like acoustic noise which was detected in a conduit downstream from the Li target. This noise was measured by using acoustic-emission (AE) sensors that were installed at several locations of the conduit via acoustic wave guides, and the continuous wavelet transform (CWT) were performed to characterize the acoustic noise.