2011 Fiscal Year Annual Research Report
放射線誘起表面活性による原子炉内伝熱特性向上のメカニズム解明に関する研究
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23360425
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
波津久 達也 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (60334554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
賞雅 寛而 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 教授 (20134851)
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| Keywords | 放射線誘起表面活性 / 濡れ性 / 沸騰伝熱 / 伝熱向上 / 軽水炉 / ドライアウト |
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| Research Abstract |
放射線誘起表面活性は、金属母材への放射線照射により表面酸化皮膜に電気化学反応を生じせしめ、濡れ性とこれに起因する伝熱特性及び母材の耐腐食性を向上させる、応募者らが開発した技術である。これまで、大気圧から1MPa の低圧条件において、この放射線誘起表面活性による濡れ性向上と限界熱流束向上が確認されているが、原子炉内環境における放射線誘起表面活性の効果及びメカニズムは明らかになっていない。本研究では、強γ線照射下、高温高圧環境における基礎実験（濡れ性、ライデンフロスト現象）及び伝熱特性向上における材料表面状態と照射効果の評価、放射線誘起表面活性効果の発現条件の検討を、平成23年度からの3カ年で実施する。
平成23 年度は、強γ線・高温高圧下の濡れ性を観察するための装置の準備と、非照射下における濡れ性（接触角）の計測実験を行った。さらに、強制対流系での液膜ドライアウトと壁面濡れ性の関係を評価するため、濡れ性の異なるテスト管を用いた断熱系環状気液二相流実験を追加して実施した。具体的な実施内容は以下のとおりである。
１．濡れ性計測用実験装置の準備： 炉内環境を模擬した高温高圧容器内で、強γ線・高温高圧下（線量：10kGy/h以上、 圧力：最大15MPa、温度：最大300℃）における試験供試材の濡れ性を計測するための実験装置及び計測系の準備を行った。
２．非照射下における濡れ性のデータベース構築： 高温高圧下の濡れ性に及ぼすγ線照射の影響を定量的に把握するため、γ線照射下実験との対比実験として非照射下におけるデータベースを整備した。
３．断熱系環状噴霧流実験： 強制対流系における液膜ドライアウトに及ぼす壁面濡れ性の影響を評価するため、濡れ性が異なる2本のテスト管（内径10mm）を用いた断熱系環状噴霧流の実験を行い、液膜厚さ、液滴飛散量、圧力損失および液膜破断条件に関するデータを取得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度の主目的である強γ線・高温高圧下の濡れ性を観察するための装置の準備と、非照射下における濡れ性（接触角）の計測については概ね達成することができたが、実験装置の改良と追加検討を実施することとなり、当初予定していた非照射下のライデンフロスト温度計測実験については、次年度に延期することとなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、まず、今年度未実施のライデンフロスト温度計測実験の装置の準備を行う。また、今年度の実験で得られたデータと追加実験データを用いて、非照射下における濡れ性の詳細評価を行い、さらにライデンフロスト温度計測の予備実験を行う。
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