Development of tracer particles for thermal hydraulic experiment by neutron imaging

中性子イメージングによる熱流動実験用トレーサー粒子の開発

齊藤 泰司*; 伊藤 大介*; 大平 直也*; 栗田 圭輔  ; 飯倉 寛  

Saito, Yasushi*; Ito, Daisuke*; Odaira, Naoya*; Kurita, Keisuke; Iikura, Hiroshi

中性子イメージングで流速分布を観察するためには、適切なトレーサーが必要である。その要件は、密度,視認性,濡れ性(液体金属に適用する場合)である。金カドミウムトレーサーは、Pb-Bi二相流に適用するために開発されたが、粒子径や測定システムによっては、可視性が検証されていない。トレーサー粒子の候補として、Ag, Cd, Au-Cd, Ag-Cdを組成と粒径を変えてテストした。その結果、1mm以上の粒子径であれば、十分な視認性が得られることがわかった。また、Cdトレーサー粒子を流動層に適用し、流動層材料として直径1mmのステンレス鋼製の金属粒子を用いた。Cdトレーサーの直径は約1.5mmである。中性子イメージングにより、トレーサーの視認性は流動層内の速度分布を測定するのに十分であることが確認された。

To observe flow velocity distributions by Neutron Imaging, suitable tracer is necessary. The requirements are its density, its visibility, and its wettability (if applied to liquid metal). Gold cadmium tracers have been developed for the Pb-Bi two-phase flow, however, the visibility have not been verified depending on the particle size and the measurement system. As the candidates of tracer particles, Ag, Cd, Au-Cd, and Ag-Cd have been tested by varying its compositions and its diameters. Results show enough visibility if the particles size is larger than 1mm. In addition, Cd tracer particles were applied to the fluidized bed, where the bed materials are metallic particle made of stainless steel, with 1mm diameter. The diameter of Cd trace is about 1.5 mm. From the neutron imaging, the visibility of the tracers is enough to measure the velocity distributions in the fluidized bed.