| 研究課題/領域番号 |
20K03906
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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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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
廣岡 慶彦 中部大学, 工学部, 教授 (60311213)
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| 研究分担者 |
大宅 諒 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10804750)
胡 長洪 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20274532)
武藤 敬 中部大学, 工学部, 教授 (90115949)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | プラズマー壁相互作用 / 液体金属 / 熱輸送 / 粒子輸送 / リサイクリング / プラズマ対向機器 / 磁気閉じ込め核融合炉 / プラズマ―壁相互作用 / 水素リサイクリング / 電磁力強制流動 / プラズマ－壁相互作用 / 周辺プラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
代表者等は、液体金属プラズマ対向機器（PFC)の研究を進めて来た。その結果、静止液体金属に比べて自然対流・強制流動させた場合、①プラズマから入射された粒子の輸送が促進されること；②熱輸送も促進されることが個別の実験から検証された。
今回の申請研究では、以上2つの現象が同時に観測できるような実験セットアップを設計製作し実証実験を行い、将来の磁気核融合DEMO炉に於ける周辺熱・粒子制御用PFCの開発に資することを目的とするものである。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、液体金属をプラズマ対向面に用いるようなプラズマ対向機器開発の基礎的研究として、液体金属がプラズマ照射中に静止している場合と流動している場合を比較し、液体流動の効果を理解することが目的である。
2023年度の研究目標は、液体金属（GaInSn, molten Li）に定常プラズマを照射し、その状態でJxB効果を用いて強制流動を起こした場合の熱輸送と打ち込まれたプラズマ粒子の輸送（再放出）への影響を調べることであった。
そのためにこれまで用いてきた実験セットアップを改造した：以前よりJxB流動の効果がプラズマ照射面に現れるように電極を液面に近づけて前年度同じ実験を行った結果、GaInSnを用いた実験では、熱輸送が促進される事と粒子の再放出の抑制（液体金属内部への輸送）が確認された。この結果は,2023年度のプラズマ核融合学会年会（盛岡）で発表された。2024年度は、molten Liに関しても同様の実験と測定を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前記の様に、2023年度はGaInSn中の熱・粒子の輸送が強制流動によって顕著に促進されることが分かった。これは、実験セットアップを改良することによって熱・粒子輸送が促進されることが同時測定された。2024年度は、同様の実験を溶融リチウムに関して行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
前記の様に、2023年度はGaInSn中の熱・粒子の輸送が強制流動によって顕著に促進されることが分かった。これは、実験セットアップを改良することによって熱・粒子輸送が促進されることが同時測定された。2024年度は、同様の実験を溶融リチウムに関して行う予定である。ただし、リチウムは 溶融するため温度を約200℃以上に保つ必要があり、これには慎重な実験操作が必要となる。
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