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マイクロバブルによる陽子線励起圧力波低減メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20360090
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

二川 正敏  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主席 (90354802)

研究分担者 長谷川 勝一  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究員 (90391333)
金子 暁子  筑波大学, システム情報工学研究科, 講師 (40396940)
羽賀 勝洋  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究副主幹 (20354730)
粉川 広行  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究副主幹 (00354738)
井田 真人  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン, 研究副主幹 (60391356)
直江 崇  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター物質生命科学ディビジョン中性子源セクション, 研究員 (00469826)
連携研究者 松本 洋一郎  東京大学, 工学系・研究科, 教授 (60111473)
沖田 浩平  日本大学, 生産工学部, 准教授 (20401135)
田中 伸厚  茨城大学, 工学部, 教授 (30323207)
竹村 文夫  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー研究開発部門, 研究員 (20313041)
岡本 孝司  東京大学, 新領域造成科学研究科, 教授 (80204030)
村井 祐一  北海道大学, 工学系・研究科, 准教授 (80273001)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2009年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2008年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワードマイクロバブル / キャビテーション / 損傷 / 圧力波 / 水銀
研究概要

本研究では、ガスマイクロバブルを注入することにより、核破砕中性子源の水銀標的内に生じる圧力波を低減するためのメカニズムを定量的に究明し、実用的な防護策を構築することを目的として、マイクロバブル生成技術、マイクロバブル群中における圧力波伝ぱ、マイクロバブル相互作用、マイクロバブルと固液界面損傷について検討し、MW級核破砕中性子源の実現に対して大きな障壁となるキャビテーションによる損傷を低減するための技術を構築した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Dynamic responses of a solid wall in contact with a bubbly liquid excited by thermal shock loading2011

    • 著者名/発表者名
      M. Futakawa, T. Naoe
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: Vol.35 号: 6 ページ: 1177-1183

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2011.04.004

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitigation technologies for damage induced by pressure waves in high-power mercury spallation neutron sources(III). Consideration of the effect of microbubbles on pressure wave propagation through a water test-2011

    • 著者名/発表者名
      T. Naoe, H. Kogawa, M. Futakawa, M. Ida
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: Vol.48, No.6 号: 6 ページ: 865-872

    • DOI

      10.3327/jnst.48.865

    • NAID

      10028153697

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] オーステナイト系ステンレス鋼SUS316の水銀中曲げ疲労強度2011

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 雑誌名

      材料

      巻: 59巻 ページ: 309-314

    • NAID

      130000257802

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of fatigue crack propagation of an austenitic stainless steel in mercury embrittlement2011

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences and similarity in the dynamics and absorption effect of gas microbubbles in liquid mercury and water2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: Vol.79

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of microbubble sizes and behavior of large bubbles in mercury flow in a mockup target model of J-PARC2010

    • 著者名/発表者名
      羽賀勝洋
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: Vol.47 ページ: 849-852

    • NAID

      10026970314

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences and similarity in the dynamics and absorption effect of gas microbubbles in liquid mercury and water2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 79

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The solubility of Helium in Mercury as application of the spallation neutron source2010

    • 著者名/発表者名
      長谷川勝一
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 398

      ページ: 189-192

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of tensile stress on cavitation damage formation in mercury2010

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 398

      ページ: 199-206

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] オーステナイト系ステンレス鋼SUS316の水銀中曲げ疲労強度2010

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 雑誌名

      材料 59

      ページ: 309-314

    • NAID

      130000257802

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Hg target in the J-PARC neutron source2009

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Physics Research Section A 600

      ページ: 18-21

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bubble flow simulations in target vessel2009

    • 著者名/発表者名
      羽賀勝洋
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Physics Research Section A 600

      ページ: 64-67

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitigation technologies for damage induced by pressure waves in high power spallation neutron sources (II)-Bubbling effects to reduce pressure wave-2009

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 45

      ページ: 1041-1048

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitigation technologies for damage induced by pressure waves in high power spallation neutron sources(II)-Bubbling effects to reduce pressure wave-2008

    • 著者名/発表者名
      M. Futakawa, H. Kogawa, S. Hasegawa, T. Naoe, M. Ida, K. Haga, T. Wakui, N. Tanaka, Y. Matsumoto, Y. Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: Vol.45, No.10 号: 10 ページ: 1041-1048

    • DOI

      10.3327/jnst.45.1041

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水銀液滴の衝撃力に及ぼす動的接触角の影響2010

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 学会等名
      日本機械学会第18回機械材料・加工技術講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Issues in estimating Bubble Distribution in mercury2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 学会等名
      The International Workshop on Pulsed Spallation Neutron Sources
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター(茨城県)
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of bubbles' effects in mercury and water2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 学会等名
      The International Workshop on Pulsed Spallation Neutron Sources
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター(茨城県)
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fatigue crack propagation accelerated by mercury □immersion2010

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 学会等名
      The Tenth International Workshop on Spallation Materials Technology (IWSMT-10)
    • 発表場所
      中国・北京市
    • 年月日
      2010-10-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] R&D status on cavitation damage in JSNS of J-PARC/MLF2010

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 学会等名
      The Tenth International Workshop on Spallation Materials Technology (IWSMT-10)
    • 発表場所
      中国・北京市(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水銀キャビテーション気泡崩壊に励起される水銀中ソノルミネッセンス2010

    • 著者名/発表者名
      直江崇
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部茨城講演会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-08-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水銀浸漬したオーステナイト系ステンレス細線の疲労強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      富田博
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部茨城講演会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-08-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Impact pressure mitigation in mercury target for pulsed □spallation neutron sources2010

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 学会等名
      7th Internal Symposium on Impact Engineering (ISIE2010)
    • 発表場所
      ポーランド・ワルシャワ
    • 年月日
      2010-06-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC水銀ターゲットの微小気泡注入モックアップ試験(1)微小気泡注入装置の開発2010

    • 著者名/発表者名
      粉川広行
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC水銀ターゲットの微小気泡注入モックアップ試験(3)ターゲットモデル内の微小気泡分布2010

    • 著者名/発表者名
      羽賀勝洋
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 水銀中気泡群と水中気泡群の類似性-水銀中圧力波抑制技術に関する水を用いた代替実験の可能性2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Experiences in early operatin at JSNS of J-PARC2010

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 学会等名
      International Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-XIX)
    • 発表場所
      グリンデルワルト(スイス)
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The effect of gas bubble injection for pressure wave mitigation in high-power neutron sources : differences and similarities between mercury and water2010

    • 著者名/発表者名
      井田真人
    • 学会等名
      International Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-XIX)
    • 発表場所
      グリンデルワルト(スイス)
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of bubble injection technique in JSNS mercury target2010

    • 著者名/発表者名
      粉川広行
    • 学会等名
      International Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-XIX)
    • 発表場所
      グリンデルワルト(スイス)
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Impact pressure mitigation in mercury target for pulsed spallation neutron sources2010

    • 著者名/発表者名
      M. Futakawa, T. Naoe, H. Kogawa
    • 学会等名
      7-th International Symposium on Impact Engineering(ISIE2010)
    • 発表場所
      Warsaw
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] R & D status on cavitation damage in JSNS of J-PARC/MLF2010

    • 著者名/発表者名
      M. Futakawa
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on Spallation Materials Technology(IWSMT-10)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of bubble injection technique in JSNS mercury target2010

    • 著者名/発表者名
      H. Kogawa, K. Haga, T. Naoe, H. Kinoshita, M. Ida, M. Futakawa
    • 学会等名
      International Collaboration on Advanced Neutron Sources(ICANS-XIX)
    • 発表場所
      Grindelwald, Switzerland
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Mercury cavitation phenomenon in pulsed spallation neutron sources2008

    • 著者名/発表者名
      二川正敏
    • 学会等名
      18th International Symposium on Nonlinear Acoustics (ISNA-18)
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2008-07-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] 日本原子力研究開発機構プレス発表J-PARCで最初の中性子発生に成功

    • URL

      http://www.jaea.go.jp/02/press2008/p08053004/index.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 液体金属ターゲット用旋回流型マイクロバブル発生装置および流体装置2010

    • 発明者名
      阿部敏逹、粉川広行、二川正敏、直江崇、羽賀勝洋、長谷川勝一
    • 権利者名
      筑波大学、日本原子力研究開発機構、(株)エールオー
    • 産業財産権番号
      2010-015204
    • 出願年月日
      2010-01-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 液体金属ターゲット用旋回流型マイクロバブル発生装置および流体装置2010

    • 発明者名
      阿部敏逹, 粉川広行, 二川正敏, 直江崇, 羽賀勝洋, 長谷川勝一
    • 権利者名
      筑波大学,日本原子力研究開発機構,(株)エール・オー
    • 産業財産権番号
      2010-015204
    • 出願年月日
      2010-01-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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