[2B01-05] 中性子源利用とターゲット開発

[2B05] 加速器駆動核融合中性子源の自由表面液体リチウムターゲットのCFDモデリング

*中村 誠¹、増田 開²、蛯沢 貴²、小柳津 誠²、佐藤 聡² (1. 釧路高専、2. QST)

キーワード：核融合中性子源、液体リチウムターゲット、CFD、自由表面流れ、遠心力

核融合炉材料開発のために核融合中性子源の実現が望まれている。目下有力な核融合中性子の生成方式は、加速器で生成した大電流Dビームを液体Liターゲットに照射し、D+Li反応により模擬DT核融合中性子を生成するものである。液体ターゲットは高真空環境で自由表面を持ち、大出力ビームを受ける。このような媒質の流体挙動はほとんど研究されていない。本研究の目的は、高真空環境における自由表面液体Liターゲットの流体挙動をシミュレーションで再現することにある。
そこで本研究では自由表面液体ターゲットのCFDモデルを新たに開発した。実際の核融合中性子源の液体ターゲットは液面が凹型に湾曲するが、本研究では平板3Dモデルに単純化した。凹型形状に起因する遠心力は流体方程式の外力項としてモデル化した。
講演では、先行実験研究における自由表面液体Liの厚さ計測と比較結果を報告し、本モデルの妥当性を議論する。