| 研究課題/領域番号 |
24246153
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
深田 智 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (50117230)
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| 研究分担者 |
片山 一成 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90380708)
枝尾 祐希 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究員 (70633858)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 核融合炉 / 液体ブランケット / トリチウム / 透過 / 回収 / リチウム鉛共融合金 / フッ化物溶融塩 |
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| 研究概要 |
核融合炉液体ブランケット候補中で特に有望なLiPb共融合金、Flinabe(LiF＋NaF＋BeF2)混合溶融塩のトリチウム移行挙動解明と効果的回収装置開発のための基礎物理現象解明を目的とし、H24年度に引き続き、H25年度の研究を実施した。製作したLiPb強制対流流動装置を使い、透過回収率の高度化と二次熱交換器からのトリチウム漏洩の定量的把握を念頭に、連続透過実験を行った。結果はLiPb中の水素同位体拡散が支配的で無次元Re数とSc数積の(1/3)乗の関数として整理される事が判明し、Sc数とPr数が100倍以上異なっているにも関わらず熱移動と物質移動の相似則が成立することが分かった。結果は日本原子力学会で発表するとともにフランスで開催されたトリチウム2013国際学会で発表し、査読論文が受理された。関連研究でF82H金属壁からの水素同位体透過の実験結果も同じ国際会議で発表し論文受理された。
LiPbからの効果的トリチウム回収に向けた気液対向流接触法の基礎研究としてLiPb内への気泡吹き込み下の重水素回収実験をおこない、液体金属と不活性ガス間の物質移動として始めて結果を原子力学会に発表した。不活性ガス気泡とLiPb間の水素同位体物質移動は物質移動係数を用いて、吸収と脱離課程とも整理できる事が分かり、装置設計の基礎材料を提出する事ができた。論文をFus. Eng. Des.に投稿中である。
Flinabeは融点の点からとトリチウム回収の点から最近有望と考えられている。しかし３成分混合物なので、自由度も広く物性値も濃度によって大きく変化する事から、まず３成分相図と粘性係数を関連データーから予測し、結果を原子力学会で発表し、英語論文はFus. Sci. Technol.誌に投稿し、査読通過した。H26年度も引き続いてLiPbとFlinabe研究を実施する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成24年度にLiPb液体金属流動装置と溶融塩透過試験装置を製作し、平成25年度にともに実験解析を実施し、結果を国内学会とトリチウム国際学会で発表し、論文査読通過まで行う事ができ、当初の目標をクリアしている。また研究の実施途中でレーザー核融合炉のレーザー照射部の放射線防護のためLiPb電磁誘導作用が使用できる事が研究発表時の議論から判明し、共同研究を実施する事ができた。おおむね研究は順調に進行している。平成26年度は、放射性同位元素トリチウムを使用した実験も日本原子力研究開発機構共同研究者とともに実施したいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度も引き続いてLiPbの強制対流装置、LiPb-He気泡接触装置、Flinabe溶融塩の水素同位体透過試験装置を使って、トリチウム透過漏洩と効果的回収装置設計のための基礎研究を実施する。実験装置がうまく働く事はすでに平成25年度実証済みなので、これまで単操作温度500oCでの実験のみであったが、想定されるブランケット条件の上限600oCまでと下限350-400oCに広げ実験研究を継続する。H26年度に成果を核融合炉工学関係で長く継続的に開催されているTOFE（米国）とSOFT(欧州)で発表し、論文を投稿し、広く成果を世界の研究者と議論する。国内学会でも原子力学会とプラズマ核融合学会を中心に発表する。
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