[1N05-09] ビーム利用・ターゲット1

[1N07] 核破砕中性子源水銀標的の耐久性向上に向けた研究開発

（3）合泡現象に関する実験的観測および数値予測コードの開発

*有吉 玄¹、伊藤 啓²、粉川 広行¹、二川 正敏¹ (1. JAEA、2. 京大)

キーワード：核破砕水銀標的、圧力波、キャビテーション損傷、微小気泡、液体金属気液二相流

大強度陽子加速器施設（J-PARC）における核破砕水銀標的では、圧力波による標的容器のキャビテーション損傷が問題視されており、水銀中に微小He気泡を混合した水銀－He二相流を利用する損傷抑制技術が開発されている。圧力波の抑制・減衰に有効な固有振動数を有する気泡の半径は約100 μm以下とされているが、水銀流中における微小気泡の合体・分裂挙動により、最も損傷抑制が要求される陽子ビーム窓部の気泡半径が適正値と異なり得ることが予想される。したがって、水銀－He二相流における気泡半径分布等の二相流特性に関する実験データの取得およびそれを基にした予測モデルの構築が必要となる。そこで本研究では、水銀標的内部における気泡半径分布の予測を目的として、空気－水二相流をモデル流体とした微小気泡の合体・分裂挙動の可視化実験および数値予測コードの開発を行った。本報では、可視化実験結果および予測コードの開発状況について報告する。