Development of a micro-particle behavior model based on non-contact manipulation and three dimensional visualization measurement

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15211
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Horiguchi Naoki 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (20808331)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 微粒子 / 界面 / 非接触操作 / 可視化計測

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a visualization method of single micro-particle behavior on an interface using a laser manipulating technique. We prepared an apparatus to manipulate and visualize an insoluble micro-particle in a single water phase using a laser manipulating technique; we developed a method to form an interface using water and silicon oil in the apparatus. We conducted the experiment using the apparatus and confirmed that a micro particle was captured by the interface. Another micro-particle was captured by an interface with small curvature but returned to the original phase after a short time. We considered that the Brownian motion of the particle itself and the curvature of the interface affect the behavior.

Free Research Field

原子力、混相流、可視化計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究における成果は、界面における単一微粒子の非接触操作および可視化計測技術を開発し、界面における単一微粒子の挙動を明らかにしたことである。この技術および知見は、原子力分野におけるスクラビングによる放射性微粒子の捕集効果に関する調査に活用することができ、原子力発電の安全性向上および社会への安定的なエネルギー供給に貢献するものである。