超高温パルス加熱法による高温融体物性挙動解明の試み

尝试用超高温脉冲加热方法阐明高温熔体的物理性质

• 批准号: 21K04938
• 负责人: 有田 裕二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04938/
• 关键词: 溶融セラミックス試料; 熱容量; 溶融凝固組織; 超高温加熱; 酸化物融体; 燃料デブリ

熱容量測定の誤差低減を目的として、タングステンパイプ内の試料の偏りや空隙の発生を抑制するための検討を行った。空隙の発生の原因としては、最も温度が高くなり、試料が溶融するタングステンパイプの中央部4cm程度において、溶融した試料が毛細管現象により溶融していない試料とタングステンパイプ内面との隙間を通じで上下方向に移動すること、装置内は真空であるため高温になって溶融した試料の蒸気圧によってさらに中心から外側へ拡がっていくドライビングフォースが相まっていることが想定されたため、その対策を行った。具体的には、試料を溶融部分のみの数cmにだけ装填し、上は何も充填せず空の状態とし、下は一回り細い直径2mm、長さ3cm程度のタングステン棒で支えることとした。これによって溶融試料が上下へ拡がっていくことを抑制するとともにパイプ上下をセラミック接着剤で密封し内圧を保つことで蒸気圧の上昇による気泡の拡大を抑制できるよう工夫した。以上の取り組みによって溶融した試料がパイプ中央部にほとんど残るとともに空隙の大きさも小さくすることに成功した。加熱溶融後の試料断面観察の結果一様な凝固組織が得られたので改善策はうまくいったと判断できる。

为了减少热容量测量的误差，我们进行了一项研究来抑制钨管中的样品偏差和空隙形成。产生空隙的原因是在钨管中心（约4cm）处温度最高，样品熔化，熔化的样品垂直流过未熔化样品与钨管内表面之间的间隙。由于装置内部是真空，高温和熔融样品的蒸气压会与从中心向外扩散的驱动力耦合，因此我们采取了防止这种情况发生的措施。 。具体来说，我们将样品装入仅几厘米的熔化部分，顶部是空的，不填充任何东西，并用直径约2毫米、长度约3厘米的细钨棒支撑底部。这可以防止熔融样品向上和向下扩散，并且通过用陶瓷粘合剂密封管道的顶部和底部以保持内部压力，我们能够抑制由于蒸气压增加而导致的气泡膨胀。通过上述努力，我们成功地将大部分熔融样品保持在管道的中心并减小了空隙的尺寸。对加热熔化后的样品进行截面观察，得到了均匀的凝固组织，可见改进措施是成功的。