液体金属リチウム噴流の流動構造解明に関する研究
氏名:沖田 隆文
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:核融合中性子源をはじめとした加速器駆動型中性子源ではビームターゲットの一つとして液体リチウム(Li)が挙げられる。ターゲットに重陽子などのビームを照射することで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液体Liは高速噴流として連続供給される。湾曲流路に沿う流れにおいては特有の渦が発生し、その構造が表面変動や熱輸送に影響を与えるため、噴流内部の乱流熱輸送を詳細なモデルを使用して再現することは重要な意味を持つ。そこで本研究では縦側湾曲流路を流れる25mm厚のLi噴流を対象とした二相流非定常LES計算を実施した。さらに界面位置を特定して熱負荷を与え、熱輸送についても同時に可視化した。結果として温度上昇に伴う膜厚の変化などを捉え、底面での渦構造と温度分布の相互作用を明らかにした。
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:核融合中性子源をはじめとした加速器駆動型中性子源ではビームターゲットの一つとして液体リチウム(Li)が挙げられる。ターゲットに重陽子などのビームを照射することで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液体Liは高速噴流として連続供給される。湾曲流路に沿う流れにおいては特有の渦が発生し、その構造が表面変動や熱輸送に影響を与えるため、噴流内部の乱流熱輸送を詳細なモデルを使用して再現することは重要な意味を持つ。そこで本研究では縦側湾曲流路を流れる25mm厚のLi噴流を対象とした二相流非定常LES計算を実施した。さらに界面位置を特定して熱負荷を与え、熱輸送についても同時に可視化した。結果として温度上昇に伴う膜厚の変化などを捉え、底面での渦構造と温度分布の相互作用を明らかにした。
論文掲載,発表実績:
(国内研究会等発表論文)
- 小岡聖和, 福永大輝, 沖田隆文, 帆足英二, "イオンビーム照射を受ける高速液体リチウムターゲット内部の熱輸送に関する研究", 日本原子力学会2025年秋の大会, 1L20, Sept. 2025.
Posted : 2026年03月31日


