| 研究課題/領域番号 |
21K03888
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
直江 崇 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (00469826)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | キャビテーション / 圧力波 / 高速度撮影 / 水中火花放電 / 壊食損傷 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
キャビテーション気泡が崩壊する際の衝撃力は，キャビテーションを発生させる負の圧力持続時間と共に増加する傾向があることが知られている．一方で，両側を平板に挟まれた狭い空間で発生するキャビテーション気泡では，負の圧力持続時間と衝撃力の関係が逆転する現象が観測されている．本研究では，この現象を可視化実験により詳細に調べ，狭い空間でのキャビテーション損傷の形成カニズムと流れの影響を明らかにすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，大強度陽子線に励起される圧力波に起因する核破砕中性子源水銀標的容器内のキャビテーション現象について，平行平板に挟まれた壁面境界の影響を受ける流れ場の損傷形成メカニズムと陽子線強度依存性を解明することを目的とした．
平行平板内に水中火花放電により発生させた圧力波励起キャビテーションについて，高速度撮影による現象の可視化，気泡崩壊圧の計測を通じて，気泡の成長・崩壊挙動に及ぼす壁面境界及び流れの影響を評価した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液体金属を標的に用いたパルス核破砕中性子源は，日本の他，米国でも開発が進められており，同様に標的容器のキャビテーションによる壊食損傷が標的の高出力化及び長寿命化を妨げる因子になっている．米国では，先行して狭隘壁構造の標的容器を採用している．狭隘部のキャビテーションによる損傷は，標的容器の寿命に直結するため，中性子源開発に係る国際ワークショップでも注目度は高く，狭隘部におけるキャビテーション損傷の解明と出力依存性に関する評価は，世界的に進められている中性子源開発に大きく寄与する．
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