| 研究課題/領域番号 |
18560792
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
乗松 孝好 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (50135753)
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| 研究分担者 |
中井 光男 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教授 (70201663)
古河 裕之 大阪大学, レーザー技術研究所, 副主任研究員 (70222271)
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| キーワード | 液体壁核融合炉 / アブレーション / エアロゾル |
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| 研究概要 |
将来のレーザー核融合炉の有力候補に第一壁に液体金属(LiPb)を用いた液体壁核融合炉がある。この構造炉の一つの課題はターゲット照射後、第一壁から蒸発した液体金属が飛行中に凝縮し微粒子(エアロゾル)となり、ターゲットや最終光学系に付着し、本来の設計性能が発揮できなくなる恐れがある点である。本研究は液体金属が蒸発し、微粒子となり飛行する現象を薄膜Pb放電加熱により再現し、その後のエアロゾル形成過程を実験的に把握し、シミュレーション(2006古河)と比較する事を目的としている。
本年は放電装置、放電用チャンバーの整備及び製作を行った。そして現在、観測装置の設定及び薄膜Pb製作(Pb蒸着:10μm)を実施している。放電装置は150μFコンデンサーに対しイグナイトロン制御スイッチを利用することにより、手動操作により任意に大電流放電を実施可能であることを確認した。また、大気中でアルミ箔のターゲットを用いた予備実験で粒子の補足に成功している。
次のステップとして放電用薄膜Pbの正面に飛散粒子捕獲用ガラス基盤を設置し、放電加熱後、飛散する粒子を捕獲、凝縮粒子を電子顕微鏡により観測する。その際、薄膜Pbから飛散粒子捕獲用ガラス基盤までの距離を変化させる事により、凝縮成長過程を実験的に把握する。またこの実験では薄膜Pbに対する一様加熱が重要であり、薄膜Pb形状及び大きさを最適化する必要がある。放電後形成されたプラズマの温度分布計測を現有のカメラとフィルターを利用し、可視領域の2波長をモニタリングする事により、温度プロフィット及び加熱状況を観測する。薄膜に関しては、厚さ10μm(Pb蒸着)及び50μm(Pb箔)それぞれ5mm×20mm薄膜による放電実験を実施することを計画している。実際の液体壁では流体力学不安定性が発生し単純な一次元モデルより大きな粒子が発生する可能性があり、多孔質低密度薄膜を標準蒸着膜に積層させ、多層薄膜による、流体力学不安定性再現実験を計画している。
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