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液体金属流動場の可視化計測と動力学的制御に関する高度化研究

研究課題

研究課題/領域番号 22246129
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関大阪大学

研究代表者

福田 武司  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50354585)

研究分担者 堀池 寛  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20252611)
高田 孝  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40423206)
鈴木 幸子  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (20403157)
連携研究者 上出 英樹  原子力研究開発機構, グループリーダー (40421573)
木村 暢之  日本原子力研究開発機構, 研究員 (60421575)
研究期間 (年度) 2010-05-31 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2010年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード高速増殖炉 / 熱流動工学 / 液体ナトリウム / 粒子画像速度計 / 可視化計測 / 真空紫外光 / ローレンツ力 / 流れ場の制御 / 誘導ラマン散乱 / 分光透過率 / 誘導放出蛍光 / 速度場計測 / 電磁場制御 / 気液二相流 / 真空紫外分光 / エネルギーカスケード / 大規模渦模擬計算 / 液体ナトリウム冷却材 / ハイブリッド熱流動解析 / 真空紫外(極紫外)レーザー分光 / 粒子画像測度計測法 / 密度汎関数法第一原理計算 / ハルトマン流れ / フーリエ空間エネルギー輸送 / 高速炉 / ハイブリッド流動解析 / 真空紫外・極紫外光 / 粒子画像速度計測法 / レーザープラズマ分光法 / 密度汎関数法
研究概要

液体ナトリウムの分光透過率に関する予備的な知見に基づき、液体ナトリウム中に真空紫外光を効率的に分散する追跡元素を添加して、誘導放射光の2次元輝度分布画像を観測することにより、液体ナトリウム内部における2次元の流れ場を高分解能で可視化する技術の開発を実施した。従来の誘導ラマン光源よりも極めて大きな放射スペクトル輝度が得られるアルゴンのエキシマ分子を電子ビームで励起する方式の光源を採用するとともに、トロイダル形状を持つ回折格子型2次元イメージング分光計測装置で追跡元素であるグラファイト粒子のスペクトル計測を行った。その結果、液体ナトリウムの高精度速度場計測実現に係わる展望を得ることが出来た。

報告書

(5件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件) 備考 (5件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Demonstration of clear transmission images through thick metallic sodium in the vacuum ultraviolet spectral range2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku, and S.Kubodera
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 21巻 号: 23 ページ: 28182-28188

    • DOI

      10.1364/oe.21.028182

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Demonstration of partially transparent thick metallic sodium in the vacuum ultraviolet spectral range2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku and S.Kubodera
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 ページ: 28182-28188

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of correlation diagram between heat transfer coefficient and void fraction under sodium-water reaction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Tech

      巻: 49 号: 6 ページ: 610-617

    • DOI

      10.1080/00223131.2012.686810

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation and control of eddy formation dynamics and behavior of vortices in the interior of liquid sodium flow under ExB field2011

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, K.Asai, T.Kyuno, T.Takata, H.Horiike, N.Kimura, H.Kamide, T.Kawachi, H.Daido
    • 雑誌名

      proc. ICONE19 (May 16-19, 2011, Chiba)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Direct Observation and Control of Eddy Formation Dynamics and Behavior of Vortices in the Interior of Liquid Sodium flow under ExB Field2011

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, K.Asai, T.Kyuno, T.Takata, H.Horiike, N.Kimura, H.Kamide, T.Kawachi, H.Daido
    • 雑誌名

      Proc.ICONE19, May 16-19, 2011, Chiba, Japan

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Vector Finite Volume Method for Electromagnetic Flow Simulation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Takatal, R.Murashige, T.Matsumoto, A.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proc.NURETH14, September 25-30, 2011, Toronto, Canada

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study on gas entrainment due to non-stationary vortex In a sodium cooled fast reactor- comparison of onset conditions between sodium and water-2010

    • 著者名/発表者名
      N.Kimura, T.Ezure, H.Miyakoshi, H.Kamide, T.Fukuda
    • 雑誌名

      J. Eng. Gas Turbines and Power

      巻: 132巻 ページ: 102908-102908

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Direct observation and control of liquid sodium flow dynamics using VUV-LIF-PIV technique under EXB Lorentz force2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Takata, H.Horiike, H.Kamide and N.Kimura
    • 雑誌名

      ICONE18-29671 (May 20, 2010, Xi'an)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Numerical study on passive control of thermal striping phenomenon using Lorentz force in fast reactor2010

    • 著者名/発表者名
      T.Takata, T.Fukuda, A.Yamaguchi, A.Uchibori, N.Kimura and H.Kamide
    • 雑誌名

      ICONE18-30188 (May 20, 2010, Xi'an)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study on Gas Entrainment due to Non-stationary Vortex In a Sodium Cooled Fast Reactor-Comparison of Onset Conditions between Sodium And Water-2010

    • 著者名/発表者名
      N.Kimura, T.Ezure, H.Miyakoshi, H.Kamide, T.Fukuda
    • 雑誌名

      J.Eng.Gas Turbines and Power

      巻: 132

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation and Control of Liquid Sodium Flow Dynamics Using VUV-LIF-PIV Technique Under EXB Lorentz Force2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Takata, H.Horiike, H.Kamide, N.Kimura
    • 雑誌名

      Proc.ICONE18, 2010, Xi'an.

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study on Passive Control of Thermal Striping Phenomenon Using Lorentz Force in Fast Reactor2010

    • 著者名/発表者名
      T.Takata, T.Fukuda, A.Yamaguchi, A.Uchibori, N.Kimura, H.Kamide
    • 雑誌名

      Proc.ICONE18, 2010, Xi'an

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transmission imaging of sodium in the vacuum ultra-violet spectral range : new application for an intense VUV source2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku, and S.Kubodera
    • 学会等名
      Proc. SPIE optics and photonics
    • 発表場所
      San Diego
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Transmission property of sodium in the vacuum ultra-violet range and its applications2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku, S.Kubodera
    • 学会等名
      Proc. OPIC 2013
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 紫外線のナトリウム透過イメージング2013

    • 著者名/発表者名
      大道 博行、鈴木 庸司、河内 哲哉、福田武司、中桐 俊男、加来 昌典、窪寺 昌一
    • 学会等名
      原子力学会2013年秋の大会
    • 発表場所
      八戸
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 紫外線のナトリウム透過特性の測定と可視化装置への展望2013

    • 著者名/発表者名
      大道 博行、鈴木 庸司、河内 哲哉、福田武司、中桐 俊男、加来 昌典、窪寺 昌一
    • 学会等名
      原子力学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Transmission imaging of sodium in the ultra-violet spectral range: new application for an intense VUV source2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku and S.Kubodera
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics 2013
    • 発表場所
      San Diego
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Transmission property of sodium in the vacuum ultra-violet range and its applications2013

    • 著者名/発表者名
      H.Daido, Y.Suzuki, T.Kawachi, T.Fukuda, T.Nakagiri, M.Kaku and S.Kubodera
    • 学会等名
      OPIC 2013
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 紫外線のナトリウム透過特性の測定と可視化装置への展望2013

    • 著者名/発表者名
      大道博行
    • 学会等名
      日本原子力学会年会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 真空紫外線のナトリウム透過特性の測定2012

    • 著者名/発表者名
      大道 博行、鈴木 庸司、河内 哲哉、福田武司、中桐 俊男、加来 昌典、窪寺 昌一
    • 学会等名
      平成24年度レーザー励起X線源とその応用研究会
    • 発表場所
      宮崎
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 真空紫外線のナトリウム透過特性の測定2012

    • 著者名/発表者名
      大道博行
    • 学会等名
      平成24年度レーザー励起X線源とその応用研究会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ナトリウム流動・気液界面観測技術の研究2011

    • 著者名/発表者名
      福田 武司、久野 貴大、浅井 克彦、高田孝、堀池 寛、木村 暢之、上出 英之、河内 哲哉、大道 博行
    • 学会等名
      宮崎大学光科学研究会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2011-06-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ナトリウム流動・気液界面観測技術の研究2011

    • 著者名/発表者名
      福田武司, 久野貴大, 浅井克彦, 高田孝, 堀池寛, 木村暢之, 上出英之, 河内哲哉, 大道博行
    • 学会等名
      宮崎大学光科学研究会
    • 発表場所
      宮崎大学工学部
    • 年月日
      2011-06-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高温液体金属の流れにおける内部挙動の可視化に関する基礎研究2010

    • 著者名/発表者名
      久野貴大, 浅井克彦, 福田武司, 河内哲哉(原子力機構)
    • 学会等名
      平成22年度高温学会秋季総合学術講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeeb/seeeb/index.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 環境・エネルギー工学専攻 福田研究室 研究内容

    • URL

      http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeeb/seeeb/kenkyu.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科環境・エネルギー工学専攻福田研究室

    • URL

      http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeeb/seeeb/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ppl.eng.osaka-u.ac.jp/fukuda/nucl/nucl.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ppl.eng.osaka-u.ac.jp/fukuda/nucl/nucl.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 原子力研究開発機構2014

    • 発明者名
      福田 武司、大道 博行、村松 壽晴、田川 明広、中桐 俊男、河内 哲哉
    • 権利者名
      福田 武司、大道 博行、村松 壽晴、田川 明広、中桐 俊男、河内 哲哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2014-04-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 特願2014

    • 発明者名
      福田武司,大道博行,村松壽晴,田川明広,中桐俊男,河内哲哉
    • 権利者名
      福田武司,大道博行,村松壽晴,田川明広,中桐俊男,河内哲哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-02-26
    • 取得年月日
      2014-03-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 原子力研究開発機構2011

    • 発明者名
      福田 武司、大道 博行、村松 壽晴、田川 明広、中桐 俊男、河内 哲哉
    • 権利者名
      福田 武司、大道 博行、村松 壽晴、田川 明広、中桐 俊男、河内 哲哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2011-03-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 紫外線を用いた液体ナトリウム中の可視化装置2011

    • 発明者名
      福田武司, 他5名(原子力機構)
    • 権利者名
      福田武司, 他5名(原子力機構)
    • 産業財産権番号
      2011-045494
    • 出願年月日
      2011-02-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-11-30   更新日: 2019-07-29  

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