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小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 弗田 昭博*; 藤原 広太*; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典
no journal, ,
溶液及びスペーサの誘電特性が溶液の加熱プロセスに及ぼす影響を調べることを目的とし、低誘電性のテフロンや空気とほぼ同等の非常に低い誘電性を有するエアロゲルをスペーサとして試料容器の直下に配置し、試料及びスペーサの幾何学的配置並びに誘電特性が試料の加熱特性に及ぼす影響を評価した。エアロゲルをスペーサとして用いた実験及び実験と同条件のモデルでの電磁場解析により加熱効率をそれぞれ評価した結果、実験により得られた加熱効率は、スペーサ高さが増加するにつれて減少する傾向がみられた。また、電磁場解析により得られた加熱効率は、サポート高さ50mmまでは実験結果と概ね一致することが確認された一方、サポート高さをさらに高くすると、加熱効率が増加した後、低下する傾向がみられた。さらに、テフロンをスペーサとした時は溶液下部からマイクロ波が進入したのに対し、エアロゲルをスペーサとした時は溶液上部からマイクロ波が進入する傾向にあり、スペーサの誘電特性が試料の加熱特性に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。
小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 藤原 広太*; 弗田 昭博*; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典
no journal, ,
核燃料サイクルにおいて、マイクロ波加熱脱硝法が利用されている。マイクロ波加熱時の突沸及び吹き零れの発生を防止するため、突沸現象のメカニズムの解明を目的として、不均質核生成における気泡核生成頻度に着目し、溶液内で生じる気泡について考察を行った。可視化観察結果から、単一気泡下部において新たな気泡が生じている様子を確認した。この気液界面で生じる気泡は不均質核生成に起因すると考えられる。また、計算結果から、大きい接触角で気泡が生成していることが明らかになった。気液界面において気泡が多数発生していることが示唆され、過熱液相中で不均質核生成により生成した多数の気泡が突沸の発生に影響を及ぼしていると考えられる。
小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 藤原 広太*; 弗田 昭博*; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典
no journal, ,
核燃料サイクルにおいて、使用済み燃料から回収した硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液を酸化物に転換する再処理工程でマイクロ波加熱脱硝法が使用されている。本研究では、突沸現象のメカニズム解明と高誘電率溶液のマイクロ波加熱特性が突沸現象に及ぼす影響を明らかとすることを目的として、過熱状態の溶液中の気泡生成と気泡膨張に着目し、蒸留水及び再処理溶液を模擬した高誘電率溶液であるKCl水溶液を用いたマイクロ波加熱実験を実施した。マイクロ波加熱の時間が経過するにつれてKCl水溶液中の気泡の成長速度は、蒸留水に比べて低下することが明らかになった。KCl水溶液では周囲と比べて溶液の中心での加熱効率が低下し、気泡の成長速度が低下するため、高誘電率溶液は突沸が起きにくくなると考えられる。