液体ブランケットシステム構築に向けた溶融塩循環系での水素と熱の回収

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246141
• 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: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 相良 明男 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (20187058)
• 研究分担者: 西村 新 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60156099) ; 室賀 健夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60174322) ; 長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203) ; 田中 照也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30353444) ; 菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00322529) ; 後藤 拓也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30509518) ; 近藤 正聡 東海大学, 工学部, 講師 (70435519) ; 八木 重郎 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70629021) ; 渡邉 崇 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 研究員 (90520148)
• 連携研究者: 深田 智 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (50117230)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 核融合 / 液体ブランケット / 溶融塩 / 水素回収 / 熱回収 / Flinak / 強制流動ループ / 熱交換器

研究概要

溶融塩ブランケットの循環条件での水素と熱の回収両立実験を世界で初めて行うためのFlinak ループ装置Orosh2i-1 の設計および構築を行い、開発した高温(500℃以上)溶融塩用遠心ポンプによる正確なFlinak 流動制御に成功した。また、高い固有安全性を有するブランケットシステム構築に必須となる高温Flinak 用水素センサー、水素回収モジュール、水素透過抑制被覆、耐食窒化被覆、等の要素技術、及び、統合技術開発研究、高温Flinakへの水素吸蔵・放出特性等の発電ブランケット設計に必要となる基礎データの取得を大きく進展させた。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of the Hydrogen Recovery Unit in the Molten Salt Loop Orosh2i-1 and Preliminary Evaluation for Hydrogen Transfer (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagasaka
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI:10.1585 / pfr.7.2405141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutronics Investigations for Helical DEMO Reactor FFHR-d1 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI: 10.1585 / pfr.7.2405132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure of Oxide Insulator Coating before and after Thermal Cycling Test (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hishinuma
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI:10.1585 / pfr.7.2405127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design Window Analysis for the Helical DEMO Reactor FFHR-d1 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Goto
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.2405084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroplating of Erbium on Steel Surface in ErCl3 Doped LiCl-KCl (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kondo, A. Sagara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI: 10.1585 /pfr.7.2405069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion-Beam Induced Luminescence and Damage of Er2O3 (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Kato, A. Sagara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7
  • DOI: DOI: 10.1585 / pfr.7.2405043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrosion Characteristics of Hydrogen Permeation Materials in Molten Salt Flinak (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagasaka, M. Kondo, A. Sagara, T. Muroga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6
  • DOI: DOI: 10.1585 /pfr.6.1405146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen transport through interface between gas bubbling and liquid breeders (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kondo, T. Oshima, M. Tanaka, T. Muroga,A. Sagara
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design
  • DOI: DOI: 10.1016 /j.fusengdes.2012. 02. 097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Burning Plasma on Fusion Technology Development (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sagara, Y. Kozaki, M. Tanaka, T. Goto
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 60 ページ: 3-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitriding of 316 stainless steel in molten fluoride salt by an electrochemical technique (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, M. Kondo, A. Sagara
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 58 ページ: 681-690
  • DOI: DOI: 10.1016 / j. electacta.2011.10.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] High temperature mechanical properties of pure and alloyed group 5 metals in view of their application as tritium permeation materials (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagasaka, T. Muroga, A. Sagara, H. Yukawa, T. Nambu
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 60 ページ: 1580-1583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of anti-corrosion coating on low activation materials against fluoridation and oxidation in Flibe blanket environment (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nagasaka, M.Kondo, T.Muroga, A.Sagara, O.Motojima, T.Tsutsumi, T.Oishi
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 85 ページ: 1261-1265
  • DOI: DOI:10.1016 / j.fusengdes.2010.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen transport in molten salt Flinak measured by solid electrolyte sensors with Pd electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, M. Kondo, M. Tanaka, T. Muroga, A. Sagara
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 85 ページ: 1841-1846
  • DOI: DOI: 10.1016 /j.fusengdes.2010.06.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrosion characteristic of AlN, Y2O3, Er2O3 and Al2O3 in Flinak for molten salt blanket system (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, M. Kondo, T. Nagasaka, A. Sagara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 ページ: 342-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Pd membrane Electrode in Solid Electrolyte Hydrogen (Isotope) Sensor for Application to Liquid Blankets (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, M. Kondo, M. Tanaka, T. Muroga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 5
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.5.S1034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen permeability of nitrided stainless steel
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research
  • 査読あり
• [学会発表] Hydrogen permeability of nitrided stainless steel (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: セラトピア土岐, 岐阜
  • 年月日: 20121119-20121122
• [学会発表] 局所電子ビーム誘起発光測定の液体ブランケット用セラミック材料分析への適用研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中照也
  • 学会等名: 日本原子力学会 2012 年秋の大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20120919-20120921
• [学会発表] 水素・熱分離回収実験溶融塩ループOrosh2i-1 における流動実験(1) -流動ループ試験- (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中照也、相良明男、菱沼良光、後藤拓也、長坂琢也、室賀健夫、近藤正聡、渡邉崇、深田 智
  • 学会等名: 日本原子力学会 2012 年春の年会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Hydrogen transports at interface between gas bubbling and liquid breeders (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kondo, T. Oshima, M. Tanaka, T. Muroga, A. Sagara
  • 学会等名: 2nd international symposium on lithium applications for fusion devices
  • 発表場所: Princeton, New Jersey, USA
  • 年月日: 20110827-20110829
• [学会発表] 水素・熱回収両立試験溶融塩ループOrosh2i-1 における水素回収部の水素透過能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長坂琢也、田中照也、相良明男、室賀健夫、近藤正聡、渡邉崇、深田智、湯川宏、南部智憲、飯久保知人
  • 学会等名: 日本原子力学会2011 年秋の大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 水素・熱分離回収実験溶融塩ループ Orosh2i-1 の製作と研究計画 (2010)
  • 著者名/発表者名: 相良明男、長坂琢也、近藤正聡、田中照也、室賀健夫、渡邉崇、深田智
  • 学会等名: 日本原子力学会2010 年春の大会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-20100328
• [学会発表] 水素・熱分離回収実験溶融塩ループ Orosh2i-1 における水素回収部の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長坂琢也、近藤正聡、相良明男、室賀健夫、渡邉崇、深田智、飯久保知人
  • 学会等名: 日本原子力学会2010 年春の大会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-20100328
• [学会発表] トリチウム透過防止セラミックス被覆材料の腐食特性と伝熱特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉崇、近藤正聡、長坂琢也、相良明男
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の大会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-20100328
• [学会発表] Mechanical properties and corrosion behavior of hydrogen permeation materials for molten salt blanket system (2009)
  • 著者名/発表者名: 長坂琢也, 近藤正聡, 相良明男, 室賀健夫
  • 学会等名: Asia Plasma and Fusion Association in 2009
  • 発表場所: AUGA 青森、青森
  • 年月日: 20091027-20091029
• [学会発表] Chemical stability and thermal conductive property of tritium permeation barrier materials for molten salt system (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉崇、近藤正聡、長坂琢也、相良明男
  • 学会等名: Asia Plasma and Fusion Association in 2009
  • 発表場所: AUGA 青森、青森
  • 年月日: 20091027-20091029
• [学会発表] Hydrogen transport in Molten Salt Flinak Measured by Solid Electrolyte Sensors with Pd Electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島智子, 近藤正聡, 田中照也, 室賀健夫,相良明男
  • 学会等名: 9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: 大連、中国
  • 年月日: 20091011-20091016
• [学会発表] Corrosion of RAFM JLF-1 steel in flowing Flinak (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kondo, T. Nagasaka, A. Sagara, T. Muroga, Naoki Fujii
  • 学会等名: 9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: 大連、中国
  • 年月日: 20091011-20091016
• [学会発表] Development of unti-corrosion coating on low activation materials against fluoridation in Flibe blanket environment (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagasaka, M. Kondo, T. Muroga, A. Sagara, O. Motojima
  • 学会等名: 9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: 大連、中国
  • 年月日: 20091011- 20091016
• [学会発表] 溶融塩からの水素・熱回収両立試験及び高温水素透過材料の腐食挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長坂琢也, 相良明男, 近藤正聡, 室賀健夫, 菱沼良光, 田中照也, 李艶芬, 大島智子, 張東勲, 渡邉崇, 深田智
  • 学会等名: 日本原子力学会2009 年秋の大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20090916-20090918
• [備考] 成果発表会資料 核融合工学研究プロジェクト
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/fuseng/index.html