Impact pressure mitigation in mercury target for pulsed spallation neutron sources

二川 正敏; 直江 崇; 粉川 広行

Proceedings of 7th International Symposium on Impact Engineering (ISIE 2010) (CD-ROM), p.246 - 255, 2010/07

パルス核破砕中性子源水銀ターゲットにおける陽子線入射励起衝撃圧は、水銀中にキャビテーションを発生させ、容器壁面に損傷を付加する。この損傷は高出力化における最重要課題となっている。圧力波を抑制するために、微小気泡を流動水銀中へ注入し、圧力波を吸収する。このとき、注入する気泡条件は圧力波の変化速度に大きく依存する。陽子入射に伴う圧力変化は、10Pa毎秒に達する。この条件を満足させるために、水中放電による圧力発生法を適用し、それにより発生した衝撃波の伝播挙動を超高速度カメラで捕らえ、気泡条件と圧力抑制効果に関して系統的な実験及び数値解析を行った。この結果、10程度の体積含有率で50ミクロン半径の微小バブルは圧力を約0.2倍程度に減小させることを明らかにした。よって、水銀ターゲットにおいて陽子線入射に伴う衝撃圧力を微小バブル注入法により十分低減できるといえる。