極低温水素循環システムの圧力制御用ヒーターの設計

摘要

物質·生命科学研究分野では、1MWの核破砕核破砕反応によって発生した速い中性子を遅い中性子に減速（冷却）するための極低温水素循環システムの設計を行っている。極低温水素循環システムは、超臨界圧水素(1.5MPa、20K)を強制循環させる閉サイクルを形成しており、1MW級の陽子ビームのオン·オフに伴い、大きな圧力変動が与えられる。本システムでは、アキュムレータを用いた容量制御と陽子ビームの入熱分(3.75kW)をヒーターで補償する方法を併用させて圧力制御を行う。この圧力制御用ヒーターの設計では、流動解析を用いて、超臨界圧水素に内装されるヒーターの伝熱面積を効果的にする工夫を進めている。圧力制御用ヒーター設計とその流動解析結果について報告する。