| Project/Area Number |
20K03906
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
廣岡 慶彦 中部大学, 工学部, 客員教授 (60311213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大宅 諒 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10804750)
胡 長洪 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20274532)
武藤 敬 中部大学, 工学部, 教授 (90115949)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | プラズマ対向機器 / 液体金属 / プラズマー材料相互作用 / 粒子制御 / 熱除去 / プラズマー壁相互作用 / 熱輸送 / 粒子輸送 / リサイクリング / 磁気閉じ込め核融合炉 / プラズマ―壁相互作用 / 水素リサイクリング / 電磁力強制流動 / プラズマ－壁相互作用 / 周辺プラズマ |
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| Outline of Research at the Start |
代表者等は、液体金属プラズマ対向機器（PFC)の研究を進めて来た。その結果、静止液体金属に比べて自然対流・強制流動させた場合、①プラズマから入射された粒子の輸送が促進されること；②熱輸送も促進されることが個別の実験から検証された。
今回の申請研究では、以上2つの現象が同時に観測できるような実験セットアップを設計製作し実証実験を行い、将来の磁気核融合DEMO炉に於ける周辺熱・粒子制御用PFCの開発に資することを目的とするものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、液体金属が核融合装置のプラズマ対向材料として用いられた場合、プラズマに接触した場合の相互作用に関しての実験的研究を行う事を目的とするものである。具体的には、液体金属試料として①溶融リチウムと②ガリンスタン（GaInSn）を用いた。核融合装置内の周辺プラズマは、実験室系直線型装置で定常水素又はヘリウムプラズマを発生し、前記の液体金属とそれぞれ接触させたところ、下記のような結果が得られた：
１）液体金属中に打ち込まれたプラズマ粒子（水素・ヘリウム）は、液体金属を強制流動させることで液体深さ方向に輸送される。その輸送速度は、液体金属を電磁力等により流動させることで顕著に増大する事が分かった。
２）同様にプラズマの接触により与えられる熱の液体金属中の輸送も得強制流動により促進される事が分かった。
以上の結果から液体金属をプラズマ対向材料として用いる場合、電磁力等何らかの外部制御可能な力によって流動させる事でプラズマ対向機器の熱・粒子制御能力が飛躍的に向上する事が分かった。
以上の結果は、「液体金属の核融合への応用」（第7回2022年於：中部大学、第8回2024年於：AS-IPP）に於いて招待講演として発表され、発表論文は、Journal of Fusion Energy の特別号に発表された。
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