MCCCE法を用いたリチウム-7濃縮技術開発,3; 単チャンネル試験による脈動流の評価と数値シミュレーション

堀口 直樹; 吉田 啓之; 北辻 章浩; 福森 麻衣*; 竹村 友紀*; 長谷川 信*; 岸本 忠史*

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軽水炉冷却材の水質管理において、安全保障や環境問題を考慮したLi-7濃縮技術の開発が重要である。これらの面で革新的なマルチチャンネル向流電気泳動(MCCCE)法を実用化するためには、流路内のイオン挙動を把握する必要がある。本報では、濃縮実験装置の一部である単一チャンネルに着目して、内部のイオン挙動の把握を目的とした流動試験と、数値シミュレーションを実施した結果を述べる。模擬流体として水を用い、ポンプにより脈動を与えた流動試験により、流路内にポンプの駆動周波数よりも高周波の脈動が生じることを確認した。また、CFD手法をもとに、電場が付与されたイオンの運動を、相当する付加速度が加えられる微粒子として追跡する、イオン挙動数値シミュレーション手法を構築した。試験で取得した脈動のデータを入口条件に設定し、脈動流中を移動するイオン挙動を再現した。