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核融合炉の熱・物質変換システムにおける複合相関性に関する研究

聚变反应堆热/物质转换系统复杂相关性研究

基本信息

批准号：
10J00715
负责人：
植木祥高
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00715/
关键词：
核融合炉熱流動高温液体金属電磁流体力学

项目摘要

本研究は核融合炉の熱・物質変換機能を担う液体金属ブランケット内部における、熱・物質輸送・流れ場・磁場・非一様体積発熱に起因する浮力の共時的な複合相関性を研究対象としており、複合熱流動現象という多現象連成物理の解明と数理モデリングをとおして液体金属ブランケット設計に寄与することを目的にしている。本研究では固体増殖材では問題となる照射損傷がなく、冷却材と兼ねることも可能であり高い熱変換効率が期待できるとともに、ブランケット構造を簡素化できる利点がある液体金属のリチウム鉛を研究対象に取り上げた。本年度に共同研究機関である米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校に溶融リチウム鉛閉流路の設置を完了し、定常運転を実現した。本研究課題で開発を行ってきた高温超音波ドップラー流速計測系を閉流路に設置していたが、物理・化学特性が不明な点も未だ多いリチウム鉛を扱っているため正常な測定を本年度内に終了できず、計測上の問題抽出を行った。また強磁場環境下の溶融リチウム鉛流動の数値解析を実施して、高温超音波ドップラー流速計測用の超音波送受器がMHD流動に与える擾乱について評価を行い、高温超音波ドップラー流速計測と比較する数値解析データベースを構築した。本研究課題で開発を行った溶融リチウム鉛の高温超音波ドップラー流速計測法は、現在に至るまで唯一のリチウム鉛に適用可能な流速分布計測手法であり、核融合炉工学分野において先駆的研究である。本研究課題終了後も高温超音波ドップラー流速計測に引き続き従事し、強磁場下のリチウム鉛流速度分布計測手法を確立・高度化を行う予定である。

This study focuses on the synchronized composite phase of the thermal and material exchange function of the nuclear fusion furnace, the internal structure of the liquid metal, the heat, material transport, flow field, magnetic field, and non-volume thermal generation and buoyancy. Research on related phenomena, complex heat flow phenomena, and multi-phenomenon physics explanations and mathematics. Design and design of デリングをとおして Liquid Metal ブランケット and することをpurpose にしている. This study addresses the problem of irradiation damage to solid growth materials, the possibility of cooling materials, and the expectation of high heat exchange efficiency.できるとともに、ブランケットstructuringをsimplificationできる利PointがあるLiquid metalのリチウムleadを research on the image of にtakeり上げた. This year, the establishment of a molten lead closed flow path at the U.S. University of Science and Technology's Fukuoka University School of Science and Technology has been completed, and a regular operation has been completed this year. The subject of this research is a high-temperature ultrasonic flow velocity measurement system, a closed flow path, a set-up, and physical and chemical properties. The clear point is that there are many problems in the measurement, and the problem in the measurement is extracted and performed. Numerical analysis of the flow of molten lead in a strong magnetic field environment, and high-temperature ultrasonic flow rate measurement of ultrasonic transmitter and receiver, MH D flow and disturbance evaluation, high-temperature ultrasonic flow velocity measurement and comparison, numerical value analysis, and construction. The research topic of this research project is the high-temperature ultrasonic flow rate measurement method of molten lead and the current method is the only one. A method for measuring flow velocity distribution that can be applied to the lead of a new research project has been studied first by the Nuclear Fusion Furnace Engineering Branch. After the completion of this research project, high-temperature ultrasonic flow velocity measurement techniques and lead flow velocity distribution measurement techniques under strong magnetic fields have been established and advanced.