2023 Fiscal Year Final Research Report
Utilizing laser-processed heat-resistant FBG sensors for pressure management in molten salt high-temperature thermal storage plants
Project/Area Number |
19K05359
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
Principal Investigator |
Nishimura Akihiko 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 研究主幹 (90370452)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 遠隔計測 / 歪計測 / レーザ精密加工 / FBGセンサ / 蓄熱プラント / 圧力計測 / 技術移転 |
Outline of Final Research Achievements |
Today, when measures against global warming have become an urgent issue, heat storage plants that level out the fluctuating components of natural energy such as solar, thermal, and wind power are a trump card in solving the problem. High-temperature molten salt is a promising heat storage material, and when using it, it is important to manage the pressure and flow rate of the molten salt. By applying advanced bonding technology to a stainless steel diaphragm and upgrading an FBGs sensor manufactured using picosecond laser processing, we have succeeded in prototyping a pressure gauge that operates at a pressure of 1 MPa. A lead-bismuth alloy was used as the heat storage material, and a remote heating method using a fiber laser was adopted for heating. The technology for manufacturing FBG sensors will be transferred to private companies, and in the future, we will promote their implementation in various pressure vessels and high-temperature piping.
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Free Research Field |
原子力工学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
学術的意義については、先ず蓄熱プラントを我が国に導入する点から、原子力工学と保全工学の推進に関する意義が大きい。さらにピコ秒レーザー精密加工の応用という観点から、レーザー科学、レーザ加工学、スマートプロセス工学における技術貢献が挙げられる。また、FBGセンサと配管やダイヤフラムへの実装という観点から、高温での接着工学及び金属材料工学への成果波及効果が大きい。以上のように本成果は、様々な学術分野に跨る複合的な橋掛け効果としての意義がある。一方、社会的意義は、FBGセンサの製作技術の民間企業移転に成功したことである。今後は様々な工作機械への組み込みによる加工歪のオンライン計測が人材育成に役立つ。
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