二重壁構造を有する水銀標的内流れ場に対する内壁損傷の影響

Effect of the inner wall damage on a flow field in a double-walled structure mercury target

前野 航希*; 有吉 玄  ; 猿田 晃一   ; 村田 篤*; 粉川 広行  ; 筒井 喜平*; Li, Y.*; 二川 正敏  

Maeno, Koki*; Ariyoshi, Gen; Saruta, Koichi; Murata, Atsushi*; Kogawa, Hiroyuki; Tsutsui, Kihei*; Li, Y.*; Futakawa, Masatoshi

水銀を核破砕標的とするパルス中性子源では、陽子線励起圧力波による標的容器のキャビテーション損傷が問題視されている。このような損傷の抑制手法として、水銀中に混合された微小He気泡の圧縮性効果により圧力波を低減する手法や、標的容器内側に流路壁(内壁)を追加した二重壁構造によりキャビテーション気泡の成長を阻害し、その攻撃性を抑制する手法が採用されており、損傷の大幅な低減に成功している。しかし、損傷を完全に防ぐことは原理的に難しく、標的の運転条件によっては損傷が進行し、内壁部に貫通損傷が形成される可能性が指摘されている。そこで本研究では、二重壁流路体系で内壁部に生じ得るキャビテーション由来の貫通損傷を標的容器外部から検出する異常診断技術の確立を目指す。その一環として本稿では、貫通損傷が生じた場合の流れ場を、有限要素法による流動解析と水をモデル流体とした粒子画像流速測定法(PIV)で可視化し、流れ場に対する損傷の影響を調べた。

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