2009 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロバブルによる陽子線励起圧力波低減メカニズムの解明
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20360090
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
二川 正敏 Japan Atomic Energy Agency, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究主席 (90354802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 勝一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究副主幹 (90391333)
金子 暁子 筑波大学, システム情報工学研究科, 講師 (40396940)
羽賀 勝洋 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究副主幹 (20354730)
粉川 広行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究副主幹 (00354738)
井田 真人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究員 (60391356)
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| Keywords | マイクロバブル / キャビテーション / 損傷 / 圧力波 / 水銀 |
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| Research Abstract |
ガスマイクロバブルを注入することにより、核破砕中性子源の水銀標的内に生じる圧力波を低減するメカニズムを定量的に究明し、MW級核破砕中性子源の実現に対して大きな障壁となるピッティング損傷を低減するための、実用的な防護策を構築することを目的とした。本年度は、本研究2年目であり、昨年度に整備した各種試験装置、計測機器を用いて実験を開始した。4つの研究項目に対する当該年度の成果を示す。
1.マイクロバブル生成技術開発
筑波大学では、昨年度整備した水-空気系における気泡発生装置を用いて実験を開始した。液体流速、ガス/液体流量比による気泡サイズの変化について調査すると共に、気泡発生部の流路形状と圧力損失の関係を明らかにした。原子力機構では、昨年度整備したマイクロバブル発生装置を米国オークリッジ国立研究所が所有する実規模水銀ループに接続し、水銀-ヘリウム系におけるマイクロバブル生成実験を行い、マイクロバブル発生装置の実機適用性を確認した。
2.マイクロバブル群中における圧力波伝播
水中火花放電を利用した圧力波負荷実験により、マイクロバブルのサイズ、及びガス/液体流量比による圧力波抑制効果について調査し、1項に示したマイクロバブル発生装置を用いた際に、著しい圧力波抑制効果が得られることを実験的に確認した。次年度は、気泡含有率が不均一なマイクロバブル群に対する圧力波抑制効果を水実験及び数値解析により検証する。
3.マイクロバブル相互作用
数値解析により圧力波に対するマイクロバブル注入の効果について、水銀と水の類似性を評価し、水を用いた代替実験の有効性を明らかにした。
4.マイクロバブルと固液界面損傷
昨年度整備した疲労試験装置を用いて、気泡発生装置用の微細ガスノズルの疲労データの構築を開始した。次年度は、微細ガスノズルの寸法効果、及び水銀との共存性について検討する。
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