2002 Fiscal Year Annual Research Report
蒸気加熱壁と液体窒素冷却壁をもつ水素同位体分離用熱拡散塔の開発
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12358006
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山本 一良 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50023320)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 登 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70293652)
榎田 洋一 名古屋大学, 環境量子リサイクル研究センター, 教授 (40168795)
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| Keywords | 同位体分離 / 水素同位体 / 熱拡散法 / 深冷壁熱拡散塔 / 核融合炉燃料サイクル / 分離係数 |
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| Research Abstract |
昨年度に続き,水素同位体分離実験および分離性能計算プログラムの高度化を行った.
1.水素同位体分離用熱拡散塔の動特性
○熱拡散塔起動時の動特性
軽水素(H)を主成分とし,低濃度のトリチウム(T)を含んだガスを供給し,加熱管外半径0.96cm,冷却管内半径1.42cm高さ102cm熱拡散塔を用いて分離実験を行い,起動〜定常となるまでの抜出流中のトリチウム濃度の経時変化を測定した.既往の研究により蓄積された熱拡散塔内部の濃度分布経時変化計算プログラムの出力と比較し,このプログラムが妥当であることがわかった.
○運転条件変更時の動特性
カット0.5で定常となった状態から,カット0.7に運転条件を変化させ,カットに対する熱拡散塔の動特性を調べ,実験・計算とも,約3000秒で定常となった.したがって,この濃度分布経時変化計算プログラムにより,熱拡散塔の動特性が評価できることがわかった.
2.水素同位体分離用熱拡散塔の分離性能の予測精度向上
既往の熱拡散塔内部の濃度分布計算プログラムの入力値として必要な熱拡散ファクタの値について,水素分子間のポテンシャルを第一原理計算で評価した最新の非球形数値ポテンシャルを採用し,熱拡散ファクタの値を再評価した.今回再評価した熱拡散ファクタを用いて,H_2-HD分離用熱拡散塔の濃度分布計算を行い実験データをより高い精度でよく予測でぎることがわかった.しかし,H_2-HT系の分離実験では,計算により予測される値より分離係数が大きくなる傾向は変わらなかった.
したがって,分子間ポテンシャルだけでなく非弾性衝突気体分子間の熱拡散ファクタの評価方法の検討が重要であることがわかった.
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