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論文

Experimental evaluation of wall shear stress in a double contraction nozzle using a water mock-up of a liquid Li target for an intense fusion neutron source

近藤 浩夫*; 金村 卓治*; 朴 昶虎*; 小柳津 誠*; 平川 康; 古川 智弘

Fusion Engineering and Design, 146(Part A), p.285 - 288, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.41(Nuclear Science & Technology)

核融合中性子源では重陽子ビームターゲットに液体金属リチウムの壁面噴流(Liターゲット)を採用し、Liターゲットは真空中(10$$^{-3}$$Pa)を高速(15m/s)で流れ、重陽子との核反応で中性子を発生させるともにビーム入熱(10MW)を除去する。本研究では、IFMIF/EVEDA工学実証活動で建設した液体リチウム試験ループ(ELTL)の構造健全性評価のため、Liターゲットを生成するノズル内流動場の評価を行った。ターゲットアッセンブリのアクリルモデルおよび作動流体として水を用い、ノズル内の流速分布をレーザードップラー流速計により計測し、せん断応力分布を評価した。結果として、2段縮流ノズルの2段目付近でせん断応力が最大値をとることが明らかになり、この箇所の腐食損傷を調査する必要があることを示した。

口頭

Analysis of cavitation in downstream conduit with high-speed liquid Li target flow for fusion neutron source

平川 康; 古川 智弘; 朴 昶虎*; 近藤 浩夫*; 小柳津 誠*

no journal, , 

大強度核融合中性子源のビームターゲットとして使用するために液体リチウムターゲットの検証を目指している、IFMIF/EVEDAリチウム試験ループ(ELTL)のリチウムターゲットアセンブリ(TA)の下流導管からキャビテーション現象のような音響ノイズが報告された。このキャビテーション現象の原因を明らかにするため、我々は音響放出(AE)センサーを用いて、リチウムターゲットの下流導管のバンドが始まる狭い領域でキャビテーションによる音響放出が発生したことを見つけた。そして、この衝突(初期到着)箇所を決定する方法が策定された。私々は、ELTLの曲がり配管タイプの下流導管で発生するキャビテーション現象をシミュレーションによって提案された解析法の適用可能性を評価した。結果として、キャビテーション現象の発生領域は液体リチウム流内での局所的な減圧と沸騰(気泡形成)の領域が発生し、導管内壁への衝突(バブル崩壊)箇所を特定することによって推定された。衝突箇所は、AEセンサーを用いて特定した箇所と同一であった。また、より安定でメンテナンス性を持つ設計として、キャビテーション発生を抑制するための傾斜直管タイプの下流導管の適用を提案した。

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