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Measurement of dynamic response of liquid metal subjected to uniaxial strain wave

単軸歪波を受ける液体金属の動的応答特性の測定

二川 正敏 ; 粉川 広行 ; 日野 竜太郎

Futakawa, Masatoshi; Kogawa, Hiroyuki; Hino, Ryutaro

核破砕用ターゲット・冷却材として、液体金属の使用が検討されている。陽子ビームが液体金属ターゲット材に入射されると、急激な熱膨張により圧力波が発生する。この圧力波は液体金属中を伝播し、ビーム窓部など固体構造部材に動的な応力を生じさせる。したがって、固/液体金属界面における圧力波の伝播挙動を把握することは、ターゲット構造材の健全性を評価するうえで重要である。そこで、衝撃入/出力棒及び液体金属封入用チャンバーから構成されるホプキンソン棒衝撃負荷試験装置を新たに製作し、液体金属における圧力波に対する液/固体金属界面の連成挙動について調べた。さらに、液体金属を介して入/出力棒に伝播した歪波について陽解法有限要素法コードDYNAによる解析を行い、実験結果と比較し、動的応答に関する液体金属モデルについて検討した。これより、水銀の体積歪み値が0.5%までは、体積弾性率を考慮した水銀モデルで動的挙動が再現できることを確認した。また、液体水銀によるImpact Erosionについて、実験後の固/液体界面の観察及び微小硬度計測結果から考案し、その可能性について検討した。

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