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中性子ラジオグラフィを利用した超臨界水反応場のその場観察


中性子透過像
SUS製のT字型反応管内で超臨界水と常温水(原料)が混合する様子を可視化した。

反応器内の流動状態の数値シミュレーション結果

近年,超臨界水を新しい反応場として利用する様々なプロセスが提案されています。このようなプロセスの設計・最適化に当っては,反応器内の熱流動現象や反応拡散現象を正確に把握する必要があります。しかし,このプロセスは金属製の反応器を用いて高温高圧条件下で操作されますので,反応器内の現象を通常の可視光を利用した可視化手法で実験的に把握することは極めて困難です。

当研究室では,学内外の研究者との共同で,超臨界水反応場の可視化手法として原子炉から出る中性子線を利用した中性子ラジオグラフィという手法を用いて,例えば超臨界水熱合成法によりナノ粒子を製造する際に利用する反応器内の流動・混合状態のその場観察を実施しています。また,反応器内の流動・混合状態や最適な実験条件の探索を目的とした数値シミュレーションも行っています。





【共同研究先】
・東北大学 多元物質科学研究所
・神戸大学 大学院工学研究科 機械工学専攻
・京都大学原子炉実験所





研究テーマ

材料の製造プロセス

  1. 半導体,酸化物バルク単結晶
  2. 高分子薄膜
  3. 微粒子
  4. 重質油

対象材料に関る新しい測定法や観察法の開発

  1. 高温融体材料の熱物性計測および過冷却凝固時による相分離構造
  2. 高温高圧反応器内の流動・拡散場の可視化