並列タイトル等Fundamental study on cavitation erosion in liquid metal; Effect of liquid parameter on cavitation erosion in liquid metals (Joint research)
一般注記液体金属中のキャビテーション壊食に関する研究は、ナトリウムを冷却材とする高速増殖炉の安全性の確認、水銀を使用する核破砕中性子源ターゲット容器の問題を解決するうえで非常に重要であるが、極めて特殊なケースであるため水中に比べてほとんど研究が進展していない状況である。本研究では、まず低融点の液体金属中でキャビテーション試験を行うことができる試験装置の開発を行った。次いで、鉛・ビスマスの液体金属中とイオン交換水中で壊食試験を行い、両試験液中での壊食速度の違いについて検討し、壊食速度に及ぼす液体の影響、及び壊食速度の温度依存性について考察し、以下の成果を得た。試験温度を融点と沸点の間を百分率で定義した相対温度で壊食速度を整理したところ、相対温度が14$^{\circ}$Cにおける鉛・ビスマス中の壊食速度はイオン交換水中に比べて約10倍、ナトリウム中では約2$\sim$5倍である。液体の相対温度が同一のとき、各種液体の壊食速度は、液体の密度及び音速を用いた評価式で整理できる。相対温度14$\sim$30$^{\circ}$Cにおける壊食速度増加の温度依存性は、液体の飽和蒸気圧の増加によるものである。
Research on cavitation erosion in liquid metal is very important to confirm the safety of fast breeder reactor using sodium coolant. In this study, a cavitation erosion test apparatus was developed to carry out the erosion tests in low-temperature liquid metals. Cavitation erosion tests were carried out in liquid lead-bismuth alloy and in deionized water. We discuss the effect of liquid parameters and temperature effects on the erosion rate. We reach to the following conclusions. The erosion rate was evaluated in terms of a relative temperature which was defined as the percentage between freezing and boiling points. At 14 $^{\circ}$C relative temperature, the erosion rate is 10 times in lead-bismuth alloy, and 2 to 5 times in sodium, compared with that in deionized water. The erosion rate can be evaluated as a function of material density and sound velocity. Finally, the temperature dependence was discussed in term of liquid vapor pressure.
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System