2013 Fiscal Year Annual Research Report
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
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22246129
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福田 武司 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50354585)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀池 寛 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20252611)
高田 孝 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40423206)
鈴木 幸子 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20403157)
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| Project Period (FY) |
2010-05-31 – 2014-03-31
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| Keywords | 高速増殖炉 / 液体ナトリウム / 誘導ラマン散乱 / 分光透過率 / 熱流動工学 / 誘導放出蛍光 / 速度場計測 / 電磁場制御 |
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| Research Abstract |
将来のエネルギー源として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，最重要事項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ハイブリッド流動解析が必要不可欠である。本研究では，ナトリウム中に真空紫外光を効率的に散乱する追跡元素を添加して，透過光の2次元輝度分布画像を高速CCDカメラで観測することにより，液体ナトリウム内部における流れ場を高精度で可視化することを目的としている。真空紫外域における液体ナトリウムの分光透過率に関しては，原子力機構の関西研究所に続き敦賀レーザー共同研究所でも追認できたので，プレス発表を実施するとともに，特許を申請した（特願2011-045494）。一方，速度場の計測に関しては，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エクサイテック社（ドイツ）から調達し，不純物含有量の少ない（分光透過率の高い）試料を用いた実験を行った。真空伝搬による計測では，ライマンアルファ線に近い波長126nmで3Jを越える従来放射スペクトル輝度を確認した。これは，フッ素分子エキシマ・レーザーを用いた誘導ラマン光源に比べて数千倍以上になる。追跡元素からの散乱光を用いたPIV（速度場計測）では，フーリエ解析に必要とされる高い時間分解能を実現（1-2mmの空間分解能を維持したまま数ミリ秒以下で2次元画像を観測）するには至らなかったが，10mm厚のナトリウムを対象として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の誘導放出蛍光波長に注目した画像の取得に成功した。新規の光源を用いた実験は未だ初期的な段階にあり，追跡元素の種類選定と分散濃度の調整を実施することにより，速度場のさらなる評価精度向上が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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