| 研究課題/領域番号 |
22246129
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
福田 武司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50354585)
|
|---|
| 研究分担者 |
堀池 寛 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20252611)
高田 孝 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40423206)
鈴木 幸子 大阪大学, 工学研究科, 助教 (20403157)
|
|---|
| キーワード | 高速炉 / 液体ナトリウム / ハイブリッド流動解析 / 真空紫外・極紫外光 / 誘導ラマン散乱 / 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 |
将来のエネルギー戦略上、高速炉の開発は必須の要件であり、冷却材として想定されている液体ナトリウムの熱流動に関する研究は、最重要項目であると認識されている。而るに大規模な数値計算による解析が現在の主流であり、信頼性の向上を図るには実験的な検証を組み合わせた所謂バイブリッド流動解析が必要不可欠である。本研究では、ナトリウム流動場計測に関わる要素技術の高度化を目指した以下3項目に亘る基礎研究を展開した。【1】励起(観測)波長の最適化研究(1):先行研究では波長157nmの真空紫外光源を用いて最大0.18m厚のナトリウム透過計測を実現した(消衰係数=4.1×10^<-8>)が、さらなる実証規模の拡大を目的として、レーザー誘起プラズマを光源としたイメージング分光計測を実施した。その結果、密度汎関数法を用いて実施した第一原理計算の予測どおり、さらに短波長(極紫外域)側である(110-120)nm近傍でナトリウムの透過率が約4倍になることが分かった。また、ここで得た実験結果を基に高速炉の内部監視装置を考案し、特許を出願した。【2】励起(観測)波長の最適化研究(2):誘導ラマン散乱によるF_2レーザー光(波長157nm)の非線形波長変換で極紫外域側の短波長光を生成するに際し、誘導ラマン散乱の利得係数が温度に反比例することを鑑みて、高圧セル内部に攪拌装置を設置した。その結果、ラマン媒質の温度上昇抑制に成功し、変換効率を約3割改善することができた。【3】追跡元素の最適化研究:粒子画像法によるナトリウム内部の速度場計測には、分光透過率のほか追跡元素の選定が重要な鍵を握る。本研究では、前述のレーザープラズマ分光法を用いて原子分子データ等を元に抽出した候補元素の誘導散乱スペクトルを観測した。その結果、炭素を用いると先行研究で想定したシリコンの7倍を超える分光強度が波長132nmで得られることが分かった。
|
