Development of 4-phase continuous diverter system by MHD controlling

MHD控制的四相连续分流器系统的开发

• 批准号: 21H04449
• 负责人: 橋爪 秀利
• 金额: $ 21.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04449/
• 关键词: MHD流れ; 核融合炉; ダイバーター; 液体ダイバータ; MHD効果; ４相連続; 液体ダイバーター; ダイバータ; MHD流れ; 核融合炉; ダイバーター; 液体ダイバータ; MHD効果; ４相連続; 液体ダイバーター; ダイバータ

本研究の目的は、従来から考えられている２つの方式であるガスダイバータ（固体壁の表面にガスを噴射する方法）と液体ダイバータ（液体金属を用いる方法）で問題となる、一部の荷電粒子がガス領域を突き抜けてしまうことによる固体壁の重大な損傷の発生・液体の蒸発によるプラズマへの不純分の侵入によるプラズマの不安定化といった工学的課題を解決するため、両者の方法を統合し、世界初の「MHD効果を利用した４相連続型の革新的なダイバータシステム」の基盤研究を遂行することによって、合理的なダイバータの実現に向けたブレイクスルーを示すことである。本年度の研究実績は以下の通りである。１）昨年度度作成したはネオジム系の永久磁石とヨークを合せた磁気回路を有する一様磁場発生装置の周辺地場分布を測定し、解析結果との比較を行い、もれ磁場の値から実験スペースの確定を行った。２）東北大学金属材料研究所附属強磁場超伝導材料研究センターの超伝導マグネットを利用し、液体金属ガリンスタンを用いた閉流路における流動実験を実施し、流速計測のための実験を実施した。当初は、測定誤差が大きかったが、流動実験中の配線等の振動が原因であることなどが分かり、改善を行った結果、有用なデータが得られるのようになった。３）絶縁フィン・導電フィン・部分導電フィン・絶縁フィンを連続して配置し、非一様磁場下（超伝導マグネットのもれ磁場を利用）での流動実験を実施しMHD流動場を評価した。その結果、電磁力制御が可能であることが示されたが、当初の予想とは異なる流動が見られた。磁場分布の非一様性が影響しているものと考えられる。４）永久磁石を利用した一様磁場下での流動ループの設計を行い、製作を開始した。アンカーボルトの設置が終われば、実感が開始できる状況となっっている。

这项研究的目的是解决两种常规预期的方法问题的工程挑战：气体分流器（将气体弹出到固体壁表面上）和液体分流器（使用液体金属的方法）（例如，由于某些电荷颗粒对固体壁的严重破坏而导致的液体区域造成了固体壁的严重损害，因此渗透到液体散发出液体效果上，因此渗透到液体侵入性的情况下。通过将这两种方法整合在一起，并将基础研究进行到世界上的第一个“利用MHD效应的四相连续的创新分流系统”。今年的研究结果如下：1）统一磁场发生器的面积分布与磁回路结合了基于新近镁的永久磁体和轭架的磁路，并根据泄漏磁场的值确定了实验空间。 2）使用与Tohoku大学金属材料研究所相关的强磁场超导材料研究中心的超导磁铁，我们使用液态金属甘油烷在封闭的流动路径中进行了一次流动实验，并进行了一个实验以测量流速。最初，测量误差很大，但发现原因是流动实验期间接线和其他部分的振动，并且由于改进而获得了有用的数据。 3）连续排列绝缘鳍，导电鳍，部分导电鳍和绝缘鳍，并在非均匀的磁场（使用超导磁体的泄漏磁场）下进行流动实验，以评估MHD流场。结果表明，电磁力控制是可能的，但流量与原始预测不同。据认为，磁场分布的不均匀性具有效果。 4）使用永久磁铁在均匀磁场下设计流动环，制造已经开始。安装锚螺栓后，您就可以开始感觉到现实。