2016 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on active control of hydrogen solubility for improvement of safety and thermal efficiency of a molten salt blanket
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25249133
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
相良 明男 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (20187058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00322529)
田中 照也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30353444)
後藤 拓也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30509518)
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
高山 定次 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40435516)
深田 智 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (50117230)
室賀 健夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60174322)
八木 重郎 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70629021)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2017-03-31
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| Keywords | 溶融塩ブランケット / 水素吸蔵金属 / 水素溶解度制御 / 強制循環ループ / マイクロ波加熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属微粒子分散溶融塩の流動特性を模擬するため、ブランケット配管材料と同様のフェライト系ステンレス鋼配管で構築した水ループ装置を用いた流動実験を行った。ループ配管屈曲部に低放射化フェライト鋼、Ni試験片を設置し、水にはTi粉末（粒径45μm、150μm）、Al2O3粉末（1μm、50μm）を含有させた。顕微鏡観察により、流速1.7m/s、12時間の試験では試験片表面に損耗が生じていないこと、また、永久磁石により磁場を印加した際に流速変化がないことを確認した。
金属微粒子添加による実効水素溶解度向上に関し、Niるつぼ内にてTi微粒子を含有させたFLiNaK中にバナジウム板(V板)を浸漬し、その上部から水素・重水素ガスを供給することで、溶融塩層を通してV板へ蓄積させた水素量を昇温脱離法により測定した（供給条件：550℃、10~1000 Pa）。Ti微粒子の含有量が約0.1wt%でも、V板への水素蓄積は大きく抑制され、実効水素溶解度の向上を実証した。
また、30Pa～500kPaの幅広い水素分圧においてFlibeとFlinabe水素透過率を測定した。Ni管壁透過抵抗を考慮することにより、低-高水素圧力領域で水素圧力に対する１次依存性と分子透過を検証した。さらに、溶融塩中へのTi微粒子を添加により、定常透過に至る時間を遅らせ、水素透過率の大幅な低減効果を定量的に確認した。この結果に基づき、ブランケット中のトリチウム透過低減への効果を検討した。
溶融塩中の金属微粒子をマイクロ波で選択加熱し、水素燃料回収を実証する試験では、昨年度開発したマイクロ波の電場と磁場の入力割合を制御できる装置を用い、Ti微粒子含有溶融塩を加熱して、水素放出挙動を測定した。溶融塩中で水素ガスを飽和状態になるまで吸収させたTi微粒子を選択加熱し、微粒子から水素放出させるための電場と磁場の入力割合条件を見出した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Overview of Fusion Engineering Research in NIFS2016
Author(s)
Akio Sagara, Takuya Goto, Nagato Yanagi, Hitoshi Tamura, Junichi Miyazawa, Teruya Tanaka, Juro Yagi, Masayuki Tokitani, Haying Fu, Takuya Nagasaka, Ryuichi Sakamoto, Toshiyuki Mito, Takeo Muroga, Shinsaku Imagawa, and the NIFS Fusion Engineering Research Project (FERP)
Organizer
Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE2016)
Place of Presentation
Philadelphia PA, USA
Year and Date
2016-08-22 – 2016-08-25
Int'l Joint Research / Invited
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