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論文

Thermofluid analysis of free surface liquid divertor in tokamak fusion reactor

栗原 良一

Fusion Engineering and Design, 61-62, p.209 - 216, 2002/11

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(02)00171-0
 被引用回数：4 パーセンタイル：29.2(Nuclear Science & Technology)

高い核融合出力を達成するために、ダイバータは10MW/m$$^{2}$$以上の高熱流束に耐えなければならない。20MW/m$$^{2}$$以下の熱流束であれば、タングステンを構造材とした固体壁ダイバータでも除熱可能である。しかし、固体壁ダイバータでは、熱応力のような厳しい機械力学的状態の観点から、20MW/m$$^{2}$$を超える高熱流束を除去するのは極めて困難である。そのため、固体壁上を流れる液膜により熱を除去する液体ダイバータ概念がオプションとして検討されている。本論文は、液体材料としてFLiBe溶融塩を採用した場合に、高熱流束を受ける自由表面液体の熱流動解析について記述した。有限要素法解析コードADINA-Fにより、45度傾けたSiC/SiC複合材第一壁上をFLiBeが厚さ10mm,初速度0.5m/s,初期温度600$$^{circ}C$$で流入するとして計算した。流体の上部表面には、熱流束として25~100MW/m$$^{2}$$を与えた。液膜内に水車などを設置して二次流れを生じさせることにより伝熱の向上可能性を評価するため、二次流れの効果を等価熱伝導率10kW/mKで模擬した。解析結果から、二次流れを生じさせることにより3~4倍伝熱特性が改善し、100MW/m$$^{2}$$の熱流束も除熱可能であることがわかった。さらに、液体ダイバータとして固液混相流を使用することで固相の融解熱を利用した熱除去可能性を検討した。

論文

溶融LiBeF$$_{3}$$におけるフッ素の核磁気緩和

松尾 徹*; 大野 英雄

日本化学会誌, 1985, p.1851 - 1853, 1985/00

LiBeF$$_{3}$$の液相において、$$^{7}$$Liと$$^{1}$$$$^{9}$$Fのパルス法による核スピン-格子緩和時間(T$$_{1}$$)の測定を行った。T$$_{1}$$の温度依存性測定の結果、約540$$^{circ}$$CにT$$_{1}$$の極少が現れる。T$$_{1}$$のこの振舞は〔BeF$$_{4}$$〕錯イオンからフッ素元素が離脱し、液中を拡散する機構によって説明される。

論文

Li$$_{2}$$BeF$$_{4}$$の核磁気緩和

松尾 徹*; 鈴木 秀次*; 大野 英雄; 古川 和男

日本化学会誌, 6, p.892 - 899, 1982/00

Li$$_{2}$$BeF$$_{4}$$の固相および液相において、$$^{7}$$Liと$$^{1}$$$$^{9}$$Fのパルス法による核スピン-格子緩和時間Tiの測定、また、磁場掃引法により共鳴吸収波形の測定を行なった。固相における$$^{7}$$Liについては、拡散の活性化エネルギーはE=12.8kcal/molとなり、$$^{1}$$$$^{9}$$Fについては〔BeF$$_{4}$$〕$$^{2}$$$$^{-}$$錯イオンの回転の活性化が起こり、E=28.4kcal/molが得られた。液相においては、$$^{1}$$$$^{9}$$FのTiの振舞いにはTi極少が表われる。これは〔BeF$$_{4}$$〕$$^{2}$$$$^{-}$$錯イオンからFが相互交換または熱活性化により離脱することが主な原因であろう。その離脱頻度はほぼ1/2=2$$times$$10$$^{1}$$$$^{5}$$exp(-27/RT)である。融点直下の固相および液相における$$^{1}$$$$^{9}$$Fの吸収線幅はほぼ同一である。これは液相において〔BeF$$_{4}$$〕$$^{2}$$$$^{-}$$錯イオンは分解せず、完全に3次元的な自由回転が起きていないことを示している。

論文

Self-diffusion of fluorine in molten lithium beryllium fluoride and molten lithium fluoride-sodium fluoride-potassium fluoride

大野 英雄; 綱脇 恵章*; 梅咲 則正*; 古川 和男; 岩本 信也*

J.Chem.Res., p.158 - 159, 1978/00

溶融LiBeF$$_{3}$$およびFlinak(LiF-NaF-KF共晶混合物)中のフッ素の自己拡散係数を、$$^{1}$$$$^{8}$$Fトレーサーとして毛管浸漬法により測定した。溶融LiBeF$$_{3}$$中およびFlinak中のフッ素の自己拡散係数D$$_{F}$$(cm$$^{2}$$/sec)は、D$$_{F}$$=1.23$$times$$10$$^{3}$$exp〔-(29.4$$pm$$3.9)$$times$$10$$^{3}$$/RT〕(LiBeF$$_{3}$$),D$$_{F}$$=2.77$$times$$10$$^{-}$$$$^{4}$$exp〔-(5.01$$pm$$1.00)$$times$$10$$^{3}$$・RT〕(Flinak)で表わされる。溶融Flinak(LiF-BeF$$_{2}$$系)中のフッ素の自己拡散現象と溶融珪酸塩中の酸素の自己拡散現象との類似性について考察した。また実験上の誤差となる原因についても考察した。

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