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

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.12.047

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(10Pa)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。

Improvement of Worldwide Version of System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information (WSPEEDI), 1; New combination of models, atmospheric dynamic model MM5 and particle random walk model GEARN-new

寺田 宏明; 古野 朗子; 茅野 政道

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(5), p.632 - 640, 2004/05

https://doi.org/10.3327/jnst.41.632

国外の原子力事故によって放出された放射能の国内の公衆への影響を予測するために、世界版緊急時環境線量情報予測システム「WSPEEDI」が開発されてきた。WSPEEDIは、3次元風速場診断モデル「WSYNOP」と粒子拡散モデル「GEARN」によって構成されている。この従来版WSPEEDIの短所は以下の通りである。(1)多様なスケールを持つ複数の領域についての同時計算が不可能である。(2)大気境界層の取り扱いが単純であり、混合層の時・空間変化が考慮されていない。(3)降水の3次元構造が湿性沈着過程に考慮されていない。これらの問題を改善するため、複数領域の詳細な気象場を同時に予測して粒子拡散モデル「GEARN-new」に提供することが可能な大気力学モデル「MM5」が導入された。この改良版WSPEEDIを検証するため、1986年にチェルノブイリ原子力発電所で発生した事故への適用計算が行われた。地表Cs濃度の計算結果と測定値を比較したところ、ヨーロッパ域での放射能の拡散が精度よく再現されたことが示され、改良版WSPEEDIの妥当性が確認された。

Improved boundary layer analysis of forced magnetic reconnection due to a boundary perturbation

石澤 明宏; 徳田 伸二

Physics of Plasmas, 7(3), p.875 - 882, 2000/03

https://doi.org/10.1063/1.873884

プラズマ閉じ込め装置における誤差磁場のような外部攪乱は、プラズマ境界に摂動を与える。この境界摂動は、磁場配位が安定であっても、プラズマ内部に強制的に磁気再結合を引き起こし磁気島を形成させ閉じ込めを劣化させる。この問題の解析に有用な境界層理論において、境界層のプラズマの慣性の効果を正しく評価し、従来の理論の欠陥を正した。その結果、従来の結果と異なる磁気再結合の時間スケールを示した。また、この時、有理面には磁気島形成を妨げる方向(従来の理論と逆方向)に電流が誘起されることを、新たに示した。これらの新しい結果は、モードロッキング現象を含む誤差磁場問題及び新古典テアリングモードのシードアイランド形成問題に対する従来の基本的な理論モデルの中にあった誤りを正して得られたものであり、従来の理論的な評価に変更が必要なことを示している。

抵抗性磁気流体力学安定性解析における線形内部層方程式の差分解法

徳田 伸二; 渡邉 朋子*

JAERI-Research 96-044, 102 Pages, 1996/08

JAERI-Research-96-044.pdf:2.3MB

抵抗性磁気流体力学的(抵抗性MHD)安定性を漸近接続法で解析する場合の接続問題を内部層方程式、それは有理面のまわりの薄い層におけるプラズマの運動を記述する、に対する初期値・境界値問題として再定式化した。この定式化では無限遠点における漸近条件の代わりに有限区間に第3種の境界条件が内部層方程式に課せられる。この問題に対する差分解法を、解析解が閉じた形で知られているモデル方程式に適用し、この差分解法によって初期値問題および対応する固有値問題が数値的に安定に解けることを示した。ここで提案した定式化により漸近接続法は抵抗性MHD安定性解析の実用的な方法になる。

緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIによる野外実験シミュレーション,I; 線状源による実験の場合

茅野 政道; 石川 裕彦; 角田 道生

JAERI-M 83-233, 60 Pages, 1984/01

JAERI-M-83-233.pdf:1.41MB

放射能異常放出時の安全確保に関する研究の一環として、計算コード・システムSPEEDIの開発と、SPEEDIで用いられる計算コードの検証を目的とした野外実験が、1980年から行われている。この報告は、1980、81年に行なわれた線状源による実験の数値シミュレーションについて述べてある。この実験の目的は、内部境界層存在時の鉛直拡散の研究であり、現象及び放出源形状の複雑さを考慮して、SPEEDIの詳細計算コードWIND04/PRWDAを用いて行った。WIND04は、変分法を用いて3次元の質量保存風速場を計算するコードで、PRWDAは、粒子拡散法により濃度分布を計算するコードである。シミュレーションにより、上記計算コードで、風速場が地域的、時間的に変動したり、内部境界層が存在するような条件での、複雑な拡散現象を表現できることが確かめられた。