2010 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
| Project/Area Number |
20360090
|
|---|
| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
|---|
Principal Investigator |
二川 正敏 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, 研究主席 (90354802)
|
|---|
| 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, 研究員 (90391333)
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)
直江 崇 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 (00469826)
金子 暁子 筑波大学, システム情報工学研究科, 講師 (40396940)
|
|---|
| Keywords | マイクロバブル / キャビテーション / 損傷 / 圧力波 / 水銀 |
|---|
| 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、本研究最終年度であり、昨年度に整備した各種試験装置、計測機器を用いての実験を完了し、成果をまとめた。以下に4つの研究項目に対する当該年度までの成果を示す。
1.マイクロバブル生成技術開発
昨年度実施した実規模水銀流動試験装置での気泡生成実験の結果を踏まえ、実機水銀標的に実装可能なマイクロバブル生成装置を設計し、水での流動実験により気泡生成能力と圧力損失を評価した。
2.マイクロバブル群中における圧力波伝ぱ
昨年度実施した、水中火花放電を利用した圧力波負荷実験を継続し、圧力波伝ぱ挙動を高速度撮影により詳細に観察した。また、得られた実験結果に対して、気泡含有率と圧力波抑制効果の関係について数値解析的考察を加えた。
3.マイクロバブル相互作用
実験的に確認されたマイクロバブル注入による損傷低減効果について、圧力変化とキャビテーション気泡の発生に関する解析的考察を加えた。
4.マイクロバブルと固液界面損傷
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継続するとともに、微細ガスノズルの寸法効果、及び水銀との共存性を評価するための水銀中疲労試験を実施した。
本研究で明らかになった知見は、世界の中性子源開発研究者で大いに注目され、液体金属中性子源に関する損傷抑制技術の確立のために不可欠であるばかりでなく、キャビテーション損傷に関した学術的見解を深めることにも繋がった。本研究3年間により得た成果は、国際会議発表10件、学術誌投稿論文20件として公表された。
|
