| 研究課題/領域番号 |
13358006
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
山田 弘司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20200735)
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| 研究分担者 |
三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10166069)
坂本 隆一 核融合科学研究所, 助手 (10290917)
須藤 滋 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50142302)
小田 泰嗣 三菱重工業(株), 神戸造船所, 主任(研究職)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
2004年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2003年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2002年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2001年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 固体水素ペレット / 射出成形 / GM冷凍機 / 連続運転 / プラズマ・核融合 / 燃料供給 / 高耐久性 / 低温物性 / 核融合 / 個体水素ペレット / 固体水素 / 定常運転 |
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| 研究概要 |
核融合炉においては燃料供給を、炉心となる高温プラズマへ固体水素ペレット入射によって行うことが必須であると認められているが、いまだにペレット入射は実地において常時用いられる基盤装置としての位置付けを得るまでは成熟していない。本研究ではペレット入射に関する定常高温プラズマ保持に対応できる高性能かつ高耐久性を持った工学技術をプロトタイプ機によって実証することを目的とした。目標は(1)1時間のプラズマ放電に対応できるもの、原理的には運転時間に制限が生じないもの(2)繰り返しは10Hz以上、射出確率は95%以上、(3)入射速度は1.5km/s以上、の仕様を満足する基本機構を確立し、これらを同時に達成することとした。試作開発に当たって取り組んだ2つの要素はスクリュー押し出しによる水素の固化と射出成形機構とGM冷凍機による冷却である。冷凍は室温からの冷却開始後、4時間で10K以下の必要な極低温を得ることができた。さらに15mg/秒の1時間にわたる連続固化に成功し、棒状への射出成形については35mm/sの引き出しを得ることができた。運転中の温度上昇を1K以下に抑えることができ、冷却能力と制御性が確認された。次に棒状の固体水素を切断し、最大11Hzまでの繰り返しでペレットを作成する駆動機構を製作した。結果、10Hzで1000秒間、すなわち1万個の連続生成射出について99%を超える信頼性を実証した。最大射出速度については600m/sに留まった。加速ガス用の射出弁の動作と作動圧力、流量の関係が整理され、1km/s程度までの改善が可能である見込みは得た。1.5km/sまでの増強はペレットを加速バレル内に閉じ込める技術についてのさらなる考察を必要とし、今後の課題として残る。以上にように当初設定した3条件のうち2条件は達成することができ、速度については解決すべき課題の絞込みが行われた。
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