Cooling technique for divertor with metal porous media
- 金属多孔質体を用いたダイバータ冷却技術

Page 1 : 核融合炉のダイバータ

Page 2 : 金属多孔質体を用いたダイバータ冷却技術

Page 3 : 金属多孔質体・特殊伝熱促進体を用いた高熱流束除去応用

金属多孔質体を用いた高熱流束除去技術

ITERの次に建設する発電実証炉（DEMO炉）や商用核融合炉では、ITERに比べて、ダイバータに流入する熱流束が 数倍になると言われています。 したがって、スワール管よりも除熱性能の高い特殊伝熱管の開発が必要となります。 当研究室では高熱負荷除去とエネルギー有効利用を可能とする金属多孔質体を用いた 除熱方法を提案しております。 多孔質体とは内部に大小の孔を持つ固体の総称です。 金属多孔質体の一例である銅ファイバー多孔質体について下図に示します。
金属多孔質体を用いて除熱を行う利点としては

1. 高い熱伝導率を有する
2. 冷却材との接触面積の増大に伴う伝熱面積の拡大
3. 毛細管作用による潜熱輸送

などが挙げられます。

金属多孔質体を用いたダイバータ冷却技術の研究

本研究では核融合炉のダイバータにおける除熱方法の研究、および将来更なる高熱負荷を受けると 予測されている電子機器における冷却に金属多孔質体を応用することを目的としています。
実験研究においては多孔質体の持つ除熱性能や伝熱特性についての評価を行い、最大で50MW/m² 以上の局所高熱流束の除去に成功しています。 さらには、流速および熱流束ごとに異なる伝熱形態における除熱が行われていることも確認しました。
また、冷却水流量の最適化を行う上では多孔質体内の熱流動現象を解明することは非常に重要であるため、 相変化を含んだ熱流動場の数値解析的研究も行っています。