• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.111.1-111.1
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• 2013

전자가속기는 대표적인 방사선 발생장치 중의 하나로서, 오랜 세월 동안 연구개발 되어왔으며 의료 및 산업현장에서 활용되어 왔고 그 이용분야도 매우 폭넓다. 전자가속기는 최근 들어 기술이 확산되고 성능이 고도화되면서 그 활용과 함께 전자가속기 개발 및 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 연구개발에 있어 전자가속기의 가속관 제작은 가장 기본이 되는 중요한 부분 중에 하나이다. 가속관제작에 있어서 RF parameter들인 resonance frequency, bandwidth, 10 GHz 범위의 higher order modes와 quality factor는 가속관에서 중요한 특성이다. 본 연구에서는 9, 6 MeV 에너지를 가지는 2856 MHz의 고주파 전자가속기의 가속관 설계, 제작 및 튜닝에 있어서 network analyzer를 이용하여 RF parameter를 측정하여 가속관의 특성을 분석한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.1
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• pp.17-22
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• 1993

본 논문은 포항가속기연구소에서 건설중인 PLS 2 GeV 선형가속기 진공계통의 설계에 관한 것이다. PLS 2GeV 선형가속기의 진공계통은 길이 3.07m인 42개의 가속관과 길이 약 400m의 도파관으로 구성되어 있다. 진공장치의 배치는 충분한 지역적 배기능력을 고려한 분산 배기방식으로 다지관 방식의 기계적 복잡성을 단순화하였다. 진공계는 가속관 중심과 도파관에서 5$\times$10-7Torr, 클라이스트론 출력장치에서 5$\times$10-8Torr까지 배기되도록 설계하였다. 주 진공펌프로는 가속관과 도파관 및 에너지 배가장치에 대하여 각각 용량이 60l/s와 120l/s인 sputter 이온펌프를 사용하기로 하였다.

• Journal of the KSME
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• v.35 no.1
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• pp.36-45
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• 1995

주노즐내의 공기제트의 효율을 높이기 위해, 주노즐 제트 속도는 높을수록 높은 마찰력을 초래 하여 위사의 속도를 증가시킨다. 가속관의 길이가 증가하면 노즐출구에서의 공기의 속도와 난 류가 감소하며; 가속관의 직경이 증가할 때에는 공기속도가 감소하며 난류는 증가한다. 탱크압력, 가속관의 길이 등 유동조건에 따라 유동은 니들 끝과 가속관 출구에서 이중 초크(M=1)가 발 생할 수 있다. 에어가이드 직경과 노즐직경의 그 비율이 클수록 제트에 의한 유동의 비말동 반(entrainment)이 크게 된다. 실제 노즐직기내의 유동은 위사를 동반한 유동이므로 위와 같은 정성적인 설명에 위사의 물성치에 따른 고려를 반드시 하여야만 한다. 현장에서의 노즐설계는 노즐형상 자체의 영향은 물론 각종 위사의 물성치에 맞는 압축공기 압력 최적조건이 무엇인가를 찾는 일도 매우 중요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.111.2-111.2
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• 2013

고주파 전자가속기는 고출력 RF 시스템으로 구동된다. 이러한 고주파 전자가속기에서 고출력 RF 시스템은 종종 고출력 방전으로 인해 가속관에 손상을 입힐 수 있기 때문에 조심스럽게 RF conditioning을 진행 하여야 한다. 일반적으로 RF conditioning은 아주 긴 시간을 필요로 하고, RF 출력을 서서히 높여가며 진행할 필요성이 있다. 한국원자력연구원에서는 9 MeV와 6 MeV 에너지를 출력하기 위해서는 가속관으로 RF 입력을 약 5.5 MW까지 RF conditioning을 진행하여야 한다. 따라서, 본 연구에서는 Klystron 최대 출력이 약 5.5 MW로 한국원자력연구원에서 개발된 S-band (2,856 MHz) RF 전자가속관에 RF conditioning을 진행 하였다. 가속관의 진공을 약 1.0e-7을 유지하면서 반복률을 10 Hz부터 180 Hz로 증가시켰고, RF 입력 파워는 약 6 MW까지 RF conditioning을 진행 하였다. 그 결과 짧은 시간에 RF commissioning을 진행할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1367_1369
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• 2009

선형가속기의 에너지를 3.0 GeV로 증강시키기 위하여 마이크로웨이브 증폭기의 펄스 전원를 설계하였다. 현재 클라이스트론-모듈레이터를 12set에서 2set를 추가로 증설할 예정이며 기존의 마이크로웨이브 모듈은 1개의 모듈이 4개의 가속관에 마이크로웨이브를 공급하고 있다. 현재 운전중인 12개의 가속 모듈중에 1개의 모듈을 각각 2개의 가속관으로 나누어서 2개에 모듈로 마이크로웨이브를 공급하고 나머지 9개의 모듈은 4개의 가속관에 마이크로웨이브를 공급할 예정이다. 선형가속기의 에너지 증강사업에서 200 MW의 펄스 모듈레이터와 80 MW의 클라이스트론 2set 새로운 방식으로 설치할 계획이며 기존의 모듈레이터 또한 성능향상을 할 예정이다. 본 논문에서는 마이크로웨이브 증강 방안 및 새로운 방식의 모듈레이터에 대한 설계에 대하여 발표하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.2
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• pp.21-30
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• 2000

Numerical design optimization techniques are implemented for the improvement of the ram accelerator performance. The design object is to find the minimum ram tube length required to accelerate projectile from initial velocity $V_o$ to target velocity $V_e$. The premixture is composed of $H_2$, $O_2$, $N_2$ and the mole numbers of these species are selected as design variables. The objective function and the constraints are linearized during the optimization process and gradient-based Simplex method and SLP(Sequential Linear Programming) have been employed. With the assumption of two dimensional inviscid flow for internal flow field, the analyses of the nonequilibrium chemical reactions for 8 steps 7 species have been performed. To determined the tube length, ram tube internal flow field is assumed to be in a quasi-steady state and the flow velocity is divided into several subregions with equal interval. Hence the thrust coefficients and accelerations for corresponding subregions are obtained and integrated for the whole velocity region. With the proposed design optimization techniques, the total ram tube length had been reduced 19% within 7 design iterations. This optimization procedure can be directly applied to the multi-stage, multi-premixture ram accelerator design optimization problems.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.3
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• pp.379-386
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• 1995

LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액중에서의 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제현상을 조사하고 이러한 부식특성에 미치는 Li 및 B의 영향을 해석하기 위하여, 여러 조건의 LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액을 사용하여 35$0^{\circ}C$, 165bar의 고온, 고압 조건에서 Zircaloy-4 피복관의 노외 부식시험을 수행하였다. 원전 수화학 모의조건에 대응되는 용액 중에서의 부식속도의 천이는 물 분위기에서 보다 빨리 발생되고 천이후 물 분위기와 거의 유사한 부식속도를 나타내는 천이적 후의 부식거동을 보였다. 한편 pH의 변화는 부식특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 부식가속과 억제 모의실험으로부터, 산화막내로 침투하는 Li의 양이 용액중 Li 농도에 크게 의존하며, Li 농도가 일정하게 정해진 용액의 경우 B 첨가에 관계없이 산화막내에 일정량의 Li이 농축될수 있다는 가정을 제시하였다. 또한 B 첨가에 의한 부식억제가 B 또는 B-(OH) 화합물의 산화막내 Li 침투 억제에 의한 것이 아니라 일들에 의해 산화막내로 산화성 성분의 이동이 억제되는데 기인할 수 있음을 제시하였다. 부식가속 개시점에 대응되는 산화막 두께측정 결과와 용액내 Li 농도간의 관계로부터, 용액중 Li 농도가 높을수록 부식가속이 얇은 산화막 두께에서 시작됨을 알았다. 특히 노내조건에서의 핵연료 피복관의 부식가속이 산화막내 Li 농축에 의해 일어나는 부식특성으로 해석될 수 있음을 보였다.

• Journal of The Korean Radiological Technologist Association
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• v.28 no.1
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• pp.251-252
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• 2002

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2001.07a
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• pp.107-107
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• 2001

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.21 no.1
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• pp.40-47
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• 1989

For the effective design of a beam forming structure of the negative-ion-based neutral beam injector, a computer program based on a particle simulation model is developed for the calculation of charged particle motions in the electrostatic fields. The motions of negative ions inside the acceleration tube of a multiple-aperture triode are computed at finite time steps. The electrostatic potentials are obtained from the Poisson's equation by the finite difference method. The successive overrelaxation method is used to solve the matrix equation. The particle and force weighting methods are used on a cloud-in-cell model. The optimum design of the beam forming structure has been studied by using this computer code for the various conditions of elctrodes. The effects of the acceleration-deceleration gap distance, the thickness of the deceleration electrode and the shape of the acceleration electrode on beam trajectories are exmined to find the minimum beam divergence. Some numerical illustrations are presented for the particle movements at finite time steps in the beam forming tubes. It is found in this particle simulation modelling that the shape of the acceleration electrode is the most significant factor of beam divergence.