2023 Fiscal Year Research-status Report

液体金属プラズマ対向機器に於ける電磁力強制流動による熱・粒子除去能力の向上

Research Project

Project/Area Number	20K03906
Research Institution	Chubu University
Principal Investigator	廣岡慶彦中部大学, 工学部, 教授 (60311213)
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)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2025-03-31
Keywords	プラズマー壁相互作用 / 液体金属 / 熱輸送 / 粒子輸送 / リサイクリング
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、液体金属をプラズマ対向面に用いるようなプラズマ対向機器開発の基礎的研究として、液体金属がプラズマ照射中に静止している場合と流動している場合を比較し、液体流動の効果を理解することが目的である。 2023年度の研究目標は、液体金属（GaInSn, molten Li）に定常プラズマを照射し、その状態でJxB効果を用いて強制流動を起こした場合の熱輸送と打ち込まれたプラズマ粒子の輸送（再放出）への影響を調べることであった。そのためにこれまで用いてきた実験セットアップを改造した：以前よりJxB流動の効果がプラズマ照射面に現れるように電極を液面に近づけて前年度同じ実験を行った結果、GaInSnを用いた実験では、熱輸送が促進される事と粒子の再放出の抑制（液体金属内部への輸送）が確認された。この結果は,2023年度のプラズマ核融合学会年会（盛岡）で発表された。2024年度は、molten Liに関しても同様の実験と測定を行う予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 前記の様に、2023年度はGaInSn中の熱・粒子の輸送が強制流動によって顕著に促進されることが分かった。これは、実験セットアップを改良することによって熱・粒子輸送が促進されることが同時測定された。2024年度は、同様の実験を溶融リチウムに関して行う予定である。
Strategy for Future Research Activity	前記の様に、2023年度はGaInSn中の熱・粒子の輸送が強制流動によって顕著に促進されることが分かった。これは、実験セットアップを改良することによって熱・粒子輸送が促進されることが同時測定された。2024年度は、同様の実験を溶融リチウムに関して行う予定である。ただし、リチウムは溶融するため温度を約200℃以上に保つ必要があり、これには慎重な実験操作が必要となる。
Causes of Carryover	コロナ禍により研究の進捗が遅れたため。来年度は、その遅れを取り戻して初期の研究目標を達成する予定である。