2022 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on mitigation of MHD pressure drop by electrical insulating oxide layer having self-maintainability
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21H01060
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
近藤 正聡 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70435519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱沼 良光 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (00322529)
田中 照也 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (30353444)
大野 直子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40512489)
植木 祥高 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50731957)
浜地 志憲 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (60761070)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 核融合 / 液体ブランケット / MHD / 絶縁被覆 / 磁場 / 酸化被膜 / FeCrAl合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体金属流体を使用した絶縁性酸化被膜の性能を評価するための流動試験装置を作製した。試験部で発生するための圧力損失を計測するための背圧型差圧計を開発した。また、ダンプタンク内の液面の変化を計測するための液面計も開発した。こうした機器を設置した流動試験装置を使用して、水流動実験を実施した。また、装置に設置したヒーターの性能を評価するために昇温試験を実施した。また、装置には、1テスラの磁石も設置されている。
① 水を用いた背圧型差圧計の性能評価試験では、水の流動に伴う管摩擦損失を評価した。併せて実施した数値解析の結果とよく合致しており、精度よく圧力損失を計測できる事がわかった。
② 水を用いた液面計の性能評価試験では、液面の変化に速やかに連動したデータが取得できており、液体金属試験においても機能すると想定される。
③ 液体金属実験として、融点が低い鉛ビスマス合金(融点123℃)を使用した液体金属流動実験を準備中である。
こうした結果に関して、近畿大学にて2024年の３月に開催された日本原子力学会2024年春の年会にて、”[2G04] α-Al2O3被膜による液体LiPbブランケットのMHD圧力損失抑制効果の実験的検証”というタイトルの口頭発表を行い、研究成果を発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
液体金属流動試験装置が完成し、各種計測計が十分な機能を果たす事を水を用いた実験ではあるが確認できている。液体金属の流動挙動を数値的に解析する方法についても検討が進んでいる。液体金属を用いた試験の準備も順調に進んでいる事から、【現在までの進捗状況】を"(2)概ね順調に進展している”とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
絶縁性酸化被膜を形成するFeCrAl合金やZr合金を使用した試験部の製作を進めている。円管状試験片に対して、最適な絶縁性被膜を形成させる方法を調査し、実際の試験部の製作を進める。その上で、液体金属の実験を実施し、絶縁性酸化被膜によるMHD圧力損失抑制効果を世界に先駆けて検証する。また、液体金属試験後の試験部の状態や健全性を金相学的に調べ、その信頼性についても評価する。
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