| 研究課題/領域番号 |
16K01280
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
社会システム工学・安全システム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (40463781)
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| 研究分担者 |
Bonnaud Patrick 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00757693)
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| 研究協力者 |
三浦 隆治
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 液体ナトリウム / ナノ粒子 / エンタルピー / 気/液/固界面 / 高速化量子計算 / 発火反応 / 遷移金属 / 冷却剤 / 気/液/固 界面 / 高速化量子分子動力学法 / 爆発反応 / 電位 / 電場 / 量子化学 / 量子分子動力学法 / ナノ微粒子 / 気液界面 / 大規模モデル / 火災・爆発防止 / 反応制御 / ナノ粒体 / 電気化学 |
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| 研究成果の概要 |
液体ナトリウムは主に核燃料の冷却材に用いられているが,酸素や水に対する反応性が高く安全性の向上が急務である. 金属ナノ微粒子を含む液体ナトリウムは爆発の低下が実験的に確認されているがそのメカニズムは未解明であり新冷却素材の評価実験自体を安全に遂行する事が課題となっている. ナノ粒子の分散・凝集が測定可能なメソ領域では実時間軸を考慮に入れナノ流体の耐久性を予測する. ミクロ・メソ領域で得た反応性や微粒子の分散度を入力情報として反映させたマクロ領域の流体特性評価を行い、実験検証を交えながら新規冷却材の安全な設計指針を得る事を目的とする.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子レベルやナノ領域のミクロな観点からナノ粒子を構築する遷移金属とナトリウムの親和性や水との反応性を評価する量子化学的な解析と、粒子レベルの拡散特性や凝集特性を解析する、よりスケールの大きな観点での評価手法を同時に駆使しながら、ナノ粒子の有無で異なる表面張力・粘度を定量比較し、凝集の起こらない流動性が確保されたナノ粒体を最適化することは、領域をまたぐマルチスケール計算手法の構築自体が学術的に意義がある. 安全なナトリウム冷却剤の設計指針となり社会的に意義がある.
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