極限熱輸送工学研究分野     研究室のサイト

教授 齊藤 泰司 ysaito*
准教授 伊藤 啓 k-ito*
助教 沈 秀中 xzshen*
助教 伊藤 大介 itod*

※メールアドレスは * を @rri.kyoto-u.ac.jp に置き換えてください

この分野は、将来の核エネルギーシステムで発生する高密度の熱流を安全かつ効率的に利用することを目的に、加速器駆動システム(ADS)など次世代核システムや核融合炉、放射線・粒子線の高度利用システム等で遭遇する様々な極限条件下での熱流動現象の特性とその制御に関する研究及び新しい流体機能の利用に関する研究を行う。また、様々な流体計測法の開発を行うとともに、中性子利用という原子炉実験所の特徴を活かして、中性子イメージングを用いた革新的流体計測法の開発と応用研究が行われている。

現在進行中の研究課題は以下のとおり:

  1. ADS開発を目的とした鉛ビスマス熱流動研究
  2. 気泡微細化沸騰を用いた高密度冷却法の開発とモデリング
  3. 中性子イメージングを用いた定量的流体計測法の開発
  4. プローブ法およびワイヤーメッシュセンサー(WMS)を用いた先進的流体計測法の開発
  5. 放射線誘起表面活性による沸騰改善
  6. サブクール沸騰限界熱流束の発生機構とモデリング
  7. シビアアクシデント時の熱流動研究
  8. 混相流現象の高精度数値解析研究
  9. 渦流れを伴う気液二相流現象のモデリング

これらの研究で、実験には主に熱特性実験装置及びその附属設備を利用し、放射線誘起表面活性の実験ではコバルト-60ガンマ線源を、また中性子イメージングの流体計測への応用研究には、原子炉実験所KUR、日本原子力研究開発機構JRR-3、韓国原子力研究所HANAROなどを利用している。

気泡微細化沸騰の様子 左:気泡流右:スラグ流
気泡微細化沸騰の様子
中性子イメージングによって得られた溶融金属二相流内のボイド率分布と速度分布
中性子イメージングによって得られた
溶融金属二相流内のボイド率分布と速度分布
WMSを用いて計測した管内二相流の3次元分布
左:気泡流 右:スラグ流
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気液二相流の高精度数値解析例(気液界面の複雑変形挙動)