• Title/Summary/Keyword: 방사광가속기

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Vacuum system for PAL-XFEL

  • Na, Dong-Hyeon;Ha, Tae-Gyun;Park, Jong-Do
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.110.2-110.2
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    • 2016
  • 4세대 방사광가속기는 0.1nm급 X-선 자유전자레이저(X-ray Free Electron Laser : XFEL) 광원을 빔라인 사용자들에게 제공하기 위하여 2011년 건설을 시작하였고, 2015년부터 장치를 설치하기 시작했으며 현재 건설 완료단계에 이르러 있다. 이 장치에서 진공시스템은 10-11 mbar의 초고진공이 요구되는 전자빔 발생장치인 RF Gun을 포함하는 입사장치구간(Injector)과 전체길이 800 m에 이르는 전자빔을 가속시키는 선형가속기구간(Linac) 그리고 결맞음 방사광을 발생시키는 언듈레이터구간으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 각 구간별 진공시스템에 대한 건설 현황에 대하여 보고하고자 한다.

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X-ray Radiography에 적합한 Double Multilayer Monochromaotr (DMM) 설계와 제작

  • Jeong, Sun-Yong;Yang, Seong-Seon;Im, Jae-Hong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.118-118
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    • 2013
  • DMM은 방사광가속기의 백색광으로부터 단색광을 추출하기 위해 두 개의 다층 박막 (multilayer) 거울을 사용하는데, 첫 번째 거울은 Bragg 반사를 통해 분광을 하여 단색광을 생산하는 용도이고, 두 번째 거울은 이 단색광을 반사시켜 지면과 평행하게 출사되게 하기 위함이다. 일반적으로 사용되는 DCM (Double Crystal Monochromator)과의 차이점은, Bragg 반사를 위해 DCM에서는 결정을 사용하는 반면 DMM은 밀도차이가 많이나는 두 종류의 물질을 교대로 쌓아 올린 다층 박막을 사용한다는 것이다. 다층 박막의 주기가 곧 Bragg 반사에서의 d-spacing이 되며, X-선 분광의 목적으로 사용되는 d-spacing은 10-50 $\AA$ 사이이다. DCM이 0.01% 대의 우수한 에너지 분해능을 보이는데 비해, DMM은 1% 정도이다. 이 때문에 출사광의 밝기가 DCM에 비해 100배 밝은 특징이 있어서 에너지 분해능보다 광량이 더 중요한 응용에서 DMM이 사용된다. X-선 영상이나 방사선치료가 바로 이러한 응용에 해당한다. DMM은 포항가속기연구소와 (주) 벡트론에서 공동 설계하였으며, (주)벡트론에서 제작하였다. 그림 1에 DMM의 외형과 내부 구조를 나타내었다. Bragg 각의 조절 범위는 0.24-0.9도 이다. 입사광과 출사광의 수직 방향 offset을 10 mm로 유지하기 위해 두 번째 다층 박막이 수평방향으로 1,000 mm 가량 이동할 수 있어야 한다. 이를 위해 두 대의 고니오미터 stage를 사용하여 각각 첫 번째 및 두 번째 다층 박막의 위치와 방향을 제어한다. 첫 번째 다층 박막을 제어하는 고니오미터 stage는 하부가 전체 프레임에 고정되어 있고, 이 고니오미터의 회전축에서 Bragg 각을 조절한다. 두 번째 다층 박막을 제어하는 고니오미터 stage는 높이방향과 수평방향으로 이동이 가능하다. 다층 박막의 pitch는 고니오미터의 회전축에서 조절한다. 그리고 tilt stage를 사용하여 다층 박막의 roll을 조절한다.

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이차전지 양극활물질의 chemical state 측정을 위한 X0ray Induced Electron Emission Spectroscopy (XIEES)의 활용

  • 이재철;송세안;임창빈
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.167-167
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    • 2000
  • 전지 재료의 충방전 과정 연구에는 X-선 분말회절(x-ray powder diffraction techniques)과 중성자회절을 많이 사용하였다. 하지만 이러한 분석기술은 long-range order의 구조에 관한 정보를 제공하는데 유용하지만 atomic scale의 구조에 관한 정보를 얻기에는 한계가 있다. Li 전지에서의 전기화학적 반응에서는 cathode 물질에 포함된 전이금속의 산화, 환원 반응에 의한 Li 이온의 intercalation (charge process)과 deintercalation (discharge process) 현상이 일어난다. 이러한 충방전 과정은 알려지지 않은 다양한 형태의 위상 변화를 동반하게 되는데 x-선 이나 중성자를 이용한 powder diffraction techniques 로는 단지 정성적인 결정학적 정보를 얻을 수 있다. 따라서 최근에 원자 단위의 local structure에 관한 정보와 electrochemical state에 관한 정보를 동시에 얻을 수 있는 X-ray Absorption Fine Structure (XAFS) 분석기술을 Li 전지분석에 활용하기 시작하였다. XAFS는 하나의 x-ray 흡수원자에 대해서 주변원자들의 원자구조에 관한 정보와 구성 원소의 electrochemical state에 관한 정보를 얻을 수 있는 분석방법이다. X-ray Induced Electron Emission Spectroscopy (XIEES)는 x-ray에 의해서 방출된 전자를 검출하여 스펙트럼을 얻는 기능을 함축적으로 나타낸 것으로, x-ray를 물질 표면에 조사하여 발생하는 광전자, Auger 전자, 이차전자 등을 전자검출기(Channel Electron Multiplier: CEM)로 검출하는 기능과, 시료를 투과한 x-ray와 시료에서 발생하는 형광 x-ray를 비례계수기로 검출하는 기능을 가지고 있다. 이러한 검출 능력을 바탕으로 EXAFS, XANES, Standing Wave Technique, Elemental Composition Analysis, DXRD, Total Reflection Technique 등을 이용하여 물질을 구성하고 있는 원소의 성분, 미세원자구조, 전자구조에 관한 정보를 얻을 수 있는 새로운 spectrometer이다. 본 연구에서는 자체 개발한 XIEES의 XAFS 기능을 이용하여 여러 가지 방법으로 제조한 LiMn2-xO4와 LiMnO2, MnO2에서 Mn K-absorption edge에 대한 chemical state 변화를 측정하였다. Absorption edge에서 chemical shift를 측정하기 위해서는 방사광 가속기 수준의 에너지 분해능(~0.3eV)이 필요하다. 이번 연구에서는 SiO2(3140) monochromator를 사용하고 여기에 맞는 적절한 parameter를 적용하여 x-ray 에너지 분해능을 포항방사광가속기 수준으로 개선하였다. XIEES에서 얻은 스펙트럼과 포항방사광가속기에서 얻은 스펙트럼을 비교하였다. Chemical shift가 일어나는 경향은 두 실험 결과가 잘 일치하였다.

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Vacuum system for PAL-XFEL (4세대방사광가속기 진공시스템)

  • Na, Donghyun
    • Vacuum Magazine
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    • v.4 no.1
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    • pp.12-15
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    • 2017
  • The Pohang Accelerator Laboratory X-ray Free Electron Laser (PAL-XFEL) is a 0.1 nm hard X-ray FEL which aims at providing photon flux higher than $1{\times}10^{12}$ photons/pulse using a 10-GeV electron linac. The vacuum system of the machine consists of an injector section including an S-band photocathode RF gun, 10-GeV electron linac section based on S-band normal conducting accelerating structures and a 150-m long out-vacuum undulator system. We introduce the present status of PAL-XFEL vacuum systems.

다수의 동일부품 중 소수의 고장 데이터를 갖는 부품의 수명분석 및 예비품수 결정

  • 염세경;전치혁
    • Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.465-468
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    • 2000
  • 본 논문에서는 고장 데이터가 극히 적은 상황에서도 다수의 동일부품이 사용되는 경우에는 중단자료를 활용하여 최우추정법으로 고장수명분포를 추정할 수 있음을 입증한다. 부품의 수명분포로 와이블분포를 사용하며 모수의 최우추정치를 구하는 비교적 단순한 방법을 제시한다. 또한, 향후 주어진 기간동안 필요로 하는 적정 예비품수를 결정하는 확률적 방안을 제안한다 그리고 이와같은 방법을 포항방사광가속기의 주요부품인 광자막이와 수냉플랜지에 적용한 사례를 소개한다.

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연구여적-빛을 만들어낸 사람들

  • Go, In-Su
    • The Science & Technology
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    • v.31 no.4 s.347
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    • pp.90-92
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    • 1998
  • 10년 전인 1988년 1천5백억원이 투자된 포항방사광가속기 건설사업에 참여한 필자는 6년9개월의 시설기간을 거쳐 시운전을 끝내기까지 많은 시련과 경험을 쌓았다. 포철측과 회의중 포철간부가 “진공용기의 내부표면적이 몇 평이며 부피는 몇 드럼이냐”고 질문해 ‘센티미터’나 ‘리터’를 기준으로 하고 있는 나로서는 어리둥절 했던 일과, 가속기 설명을 위해 TV카메레 앞에 섰을 때 10번도 넘는 NG를 냈던 일 등은 지금도 잊을 수가 없다.

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Vacuum test of a Sector Chamber of the PLS Storage Ring (포항방사광가속기 저장링 Sector 챔버의 진공실험)

  • 한영진;최만호;김명진;이해철;김효윤;최우천
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.3 no.4
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    • pp.389-394
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    • 1994
  • 설계변경된 sector 챔버를 제작하고 저장링 챔버로서 성능을 알기 위하여 각종 진공실험을 하였 다. 가스방출률은 낮은 10-13 Torr.1/sec/cm2 이고 누설률은 1-10-10 Torr.1/sec 이하이며 2회 ba-keout과 NEG활성화후 얻어진 최종진공도는 낮은 10-11 Torr이었다.이러한 결과는 저장링 sector 챔버으 진공요 구조건을 충분히 만족시킨다.

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Synchrotron X-ray Powder Diffraction Study of CFC-13 Loaded Zeolite LSX (제올라이트 LSX에서의 CFC-13 분자체 흡착에 관한 결정학적 연구)

  • Lee, Yong-Jae;Lee, Jong-Won;Yoon, Ji-Ho
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.21 no.3
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    • pp.307-312
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    • 2008
  • Rietveld analysis using synchrotron X-ray powder diffraction data collected at 15 K reveals that CFC-13 ($CF_{3}Cl;$ chlorotrifluoromethane) sorbed on Na,K-LSX binds through fluorine to sodium ions around the single 6-ring aperture in the supcrgage.