所属：大阪大学大学院工学研究科　環境エネルギー工学専攻

概要：核融合炉材料試験を実現するための核融合中性子源では、液体リチウム（Li）ターゲットに重陽子ビームを照射することで高エネルギー・高フラックス中性子場を形成するが、ビーム照射に伴う熱を除去するためにLiは高速で流される。鉛直に設置された湾曲流路を流れるため特有の渦構造を有するなど、液体Liターゲット内部の流動構造を詳細に把握することは重要な意味を持つ。そこで本研究では、ビームの熱負荷を受けるLi噴流内の乱流熱輸送のメカニズムの解明に向け、縦型湾曲流路を流れる25mm厚のLiターゲットの大規模LES計算を実施した。実験や理論解との比較からモデルの妥当性を検証し、十分な精度があることを確認した。加えて、熱負荷計算より内部の熱が底面壁近傍における渦により攪拌されることを明らかにした。

論文掲載,発表実績:
（国内研究会等発表論文）

• 衣笠 美怜, 帆足 英二, 沖田 隆文, “核融合中性子源Liターゲットの安定性に関する研究 (1)流路形状と噴流厚さが内部流動構造に与える影響”, 日本原子力学会2024秋の大会, 3B04, 東北大学, 2024.
• 福永 大輝, 帆足 英二, 沖田 隆文, “核融合中性子源Liターゲットの安定性に関する研究 (2)ビーム熱負荷除去における乱流構造の寄与”, 日本原子力学会2024秋の大会, 3B05, 東北大学, 2024.