| 研究課題/領域番号 |
16K14535
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
武田 哲明 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30370422)
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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 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 分子拡散 / 自然対流 / 密度成層 / 自然循環流 / 異種気体 / 安定成層 / 超高温ガス炉 / 空気浸入 / 熱流動現象 / 流体制御 / 二成分気体 |
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| 研究成果の概要 |
例えば，超高温ガス炉の下部に冷却系配管が位置する場合に配管が破断すると，一般的には破断口上部の炉内には密度の小さいヘリウムガスが，破断口下部には密度の大きい空気が存在するため，安定な密度成層が形成される．また，側部に冷却系配管が位置する場合に配管が破断すると，対向置換流によって空気が容器内に浸入し，流速は一旦上昇するが，その後直ちに低下し，再度上昇する．これは，破断直後に炉内に浸入した空気をヘリウムガスとの安定密度成層が形成され，空気の浸入が抑制されることによる．いずれの状況においても原子炉の上部からヘリウムガスを供給することにより空気の自然循環流を制御することが可能であることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヘリウム／空気の密度の異なる気体について，大量の空気が浸入する空気の自然循環流の発生を防止するため，既に自然循環流が発生している状態において，実験装置の上部または下部から微少量のヘリウムガスを注入することにより，空気の自然循環流を停止させことができた．これにより，注入するヘリウムガスの量及び注入位置，注入方法により，空気の自然循環流を制御できる可能性を明らかにした．超高温ガス炉の原子炉設計を行う際に想定事象の一つである一次冷却系主配管破断時の空気浸入事象において，密度の小さい気体により空気の浸入を防止することができれば，今後の安全設計に関して，設計上の安全裕度を各段に向上することができる.
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