• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.257-257
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• 2013

4세대 방사광가속기를 2014년 말 건설 완공 목표로 언듈레이터 시제품 제작하여 테스트 진행과정에 있다. 좁은 틈의 언듈레이터를 지나가는 펄스전자의 진행이 잘되려면 낮은 임피던스가 요구되는데, 전자의 진행을 방해하는 주요 요인으로 진공 표면 거칠기와 산화층 두께에 영향을 많이 받는다. 이러한 영향을 줄이기 위하여 연질의 알루미늄 6063-T6를 재료로 압출공정에 혼합가스를 주입하여 표면 산화를 최소화하였다. 본 실험은 6 m 압출형 진공용기에 압출공정만 거친 것과 유체연마 메디아 종류별, 크기별, 처리시간에 따른 표면개선 효과와 산화층 변화를 알아보았다. 그리고 최종 유체연마 메디아제거 과정에 경면 연마된 표면에 2차 스크레치가 발생하는 원인을 진단하고 이를 방지하기 위한 알코올 주입형 정압시스템을 개발한 것을소개한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.155.1-155.1
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• 2014

Bunch compressor (BC)는 4세대 방사광가속기가 요구하는 매우 짧은 길이의 전자빔을 만들기 위해서 제작된다. 4개의 이극전자석을 이용하여 에너지에 따른 서로 다른 경로차이를 발생시켜 전자빔을 압축할 수 있다. 중간에 위치한 2개의 이극전자석은 전자빔의 길이를 최적화하기 위하여 전자빔에 수직방향으로 가변된다. 전자빔의 궤도와 진공용기 중심을 동일하게 가져가기 위해 이극전자석 진공용기 사이에는 밸로즈를 사용하였다. BC 진공용기의 요구 압력은 Pave < $5{\times}10^{-7}mbar$이며, 4개의 이온펌프(60 L/s)를 이용하여 진공 배기한다. BC 진공용기 전체 길이는 대략 16 m이며, 전자빔과 진공용기 내부 표면 거칠기와의 상호작용에 의한 Wakefield 효과를 줄이기 위해 거칠기는 Ra <250 nm 이하로 제작하였다. 본 논문에서는 현재까지 진행된 BC 진공용기 시제품 제작 현황에 대하여 보고하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.100-100
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• 2011

포항가속기연구소에서는 제3세대 방사광가속기 성능향상사업(PLS-II)을 수행하고 있다. 2010년 12월 말 PLS (Pohang light Source) 해체를 시작한 후 2011년 6월 말 까지 PLS-II 저장링 건설을 완료 하였으며 현재 시운전을 계속하고 있다. 성능향상은 기존 PLS 건물을 그대로 유지한 채 삽입장치를 20기 까지 설치하도록 변경하도록 하였으며 전자빔의 에너지는 2.5 GeV에서 3 GeV로, 빔전류는 200 mA에서 400 mA로 증가시키는 반면 빔에미턴스는 약 1/3로 줄인다. 저장링 진공시스템은 저장된 전자가 충분한 시간동안 저장되도록 운전시 2${\times}$10-9 Torr 이하의 진공도를 가지도록 건설하였다. 본 발표에서는 지난 2년 동안 진행되어온 PLS-II 저장링 진공시스템에 대한 설계, 제작, 시험, 설치, 시운전 및 건설 일정/인력에 등에 대하여 보고하며 PLS 건설 및 해체에 대한 내용도 보고한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.181-194
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• 1992

광학기구기법을 이용하여, 포항방사광가속기(浦項放射光加速器) 본체(本體)의 일부인 진공챔버의 시제품 상하판(上下板)의 용접에 의한 변형과 초고진공(超高眞空)을 위한 Baking에 의한 변형을 관측(觀測)하였다. 이 변형의 관측(觀測)은 진공챔버 본 제품의 설계와 주변 설치물과의 간섭상태 파악 및 상대적 위치 관계를 정립하는데 기본자료를 제공함을 그 목적으로 하였다. 챔버의 변형관측(觀測)을 성공적으로 수행함으로써, 광화기구기법은 기계적(機械的) 정밀관측(觀測)의 대체안(代替案)으로서 그 효용성이 입증되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.117-123
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• 2011

방사광 영상은 내부가 보이지 않는 생물학적 검체의 구조를 관찰하는데 사용될 수 있으며, 조직의 고정이나 염색없이 비침습적으로 조직의 미세 구조를 관찰하는데 유용하다. 본 연구에서는 포항방사광가속기의 1B2 빔라인에서 개발한 경엑스선(hard X-ray) 현미경을 이용하여 11.1 KeV의 에너지에서 인간 유방 조직의 현미경적 영상을 얻고자 하였으며, 고해상도의 영상을 얻기 위해 동심원 회전판(zone plate)과 위상차 영상기법을 사용하였다. 실험 결과 경 엑스선 현미경을 이용하여 유방 섬유낭성변화와 유방암 조직의 방사광 미세 영상을 얻었으며, 이들 영상의 공간 해상도는 60 nm로 각각의 유방 조직의 미세 구조를 관찰하기에 충분하였다. 또한 방사광 미세 영상과 기존의 유방촬영 영상을 비교하였을 때, 방사광 미세 영상에서 각 조직의 특징적인 형태학적 변화가 더 뚜렷하게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로, 경엑스선 위상차 현미경을 이용한 방사광 영상은 유방 질환의 진단에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되며, 임상적으로나 여러 연구 목적으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.61.2-61.2
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• 2013

우리나라 최초의 거대과학 장치인 포항방사광가속기(PLS)는 지난 16년(1994~2010) 동안 국내외 이용자에게 제3세대 방사광을 제공했다. 최초 2기의 빔라인을 시작으로 꾸준하게 빔라인 증설과 성능개선을 위해 노력해 왔다. 지속해서 늘어나는 방사광 이용자 수와 더욱더 좋은 수준의 방사광 요구에 부응하기 위하여 2009년부터 3년 동안 가속장치의 성능향상사업(PLS-II)을 마쳤다. PLS-II는 PLS 대비에너지와 빔전류는 3 GeV, 400 mA로 늘리는 반면 빔의 크기는 크게 줄이고 빔안정성을 개선한 고품질 X-선 방사광 발생장치이다. 2012년부터 16기의 삽입장치 빔라인을 포함한 30기의 빔라인을 가동하여 이용자 지원을 하고 있으며 초전도케비티 설치를 포함한 목표 성능의 확보에도 많은 노력을 기울이고 있다. 현재는 6 nm-rad의 빔에 미턴스, 3-GeV전자빔, 약 0.5 ${\mu}m-rms$ 빔안정도를 가진 200 mA Top-up 운전으로 빔을 제공 하고 있으며 2014년 말에는 저장전류 400 mA급의 PLS-II 목표치로 운전할 계획이다. 본 발표에서는 포항가속기의 25년 역사를 돌아보고 가속장치의 건설에 얽힌 이야기, 중요장치 그리고 운전과 빔제공에 관한 내용, 특히 핵심 운전가치인 빔안정성을 개선하고 유지하기 위한 노력을 빔운전 측면과 진공을 포함한 엔지지어링 측면에서 언급하고자 한다. PLS 건설부터 현재 운용 중인 30기의 빔라인에서 수행된 연구 성과의 통계에 대하여 훑어보고 X-선 산란과 광전자분광을 이용한 구조, 성분 및 물성분석, 그리고 이미징 등의 분야에서 나온 탁월한 연구 결과를 살펴본다. 앞으로 건설될 신규 빔라인과 빔라인의 향후 운영 방향을 소개한다. 마지막으로 지금 포항가속기연구소에서 건설 중인 제4세대 가속기(X-선 자유전자레이저) 프로젝트의 개요 및 건설 현황과 함께 앞으로 기대되는 새로운 과학에 대하여도 소개하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.2249-2251
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• 1997

Total 144 quadrupole magnets are installed in PLS. The magnets are connected in series with groups of two or 24. Each group is powered by a high-precision constant-current DC power supply. For the purpose of the beam based alignment of beam position monitors in the PLS, it is necessary to adjust the current of each quadrupole independently. To achieve this, a high current shunt regulator is designed. It can shunt a maximum 50 A of the quadrupole magnet current. The shunt regulator is programmable and the current amplitude can be varied linearly with a 12-bit resolution. Power transistors are used in the current shunt regulator. The operation of transistors is in linear region. The RS232C protocol is used for remote control and status report of the shunt regulator to the main control centre of the PLS. Preliminary result indicates that the calibration accuracy of the beam position monitor can be achievable in less than $10{\mu}m$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.559-563
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• 1996

Total 215 magnet power supplies are under operation in Pohang Light Source(PLS). Current, voltage and peak power handling capabilities of DC power supply are in the range of 21 to 643V, 45 to 850A and 0.94 to 531KW, respectively. The DC power supplies can be categoriezed as uni-polar and bipolar power. Typical required stability and ripple of uni-polar power supplies are ${\pm}0.005%$ and ${\pm}0.05%$, respectively. The bipolar power supplies should be maintained within ${\pm}0.05%$ stability and ${\pm}0.5%$ ripple. Precise measurement results show that all power supplies meet or exceed the required specifications. The long term operation reliability to be sufficient for a stable operation of the Pohang Light Source.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2325-2327
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• 2002

포항 가속기연구소(PAL)에서는 포항방사광가속기(PLS)가 가동을 시작한 1994년 이후 현재까지 사용되어 온 기존의 제어 시스템을 새로운 환경인 EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System) 시스템으로 개발하고 있다. EPICS 시스템의 구성은 IOC(Input/Ouput Controller) 와 OPI(Operator Interface)의 2-Layer로 구성되며 이는 MIU(Machine Interfaces Unit), SCC(Subsystem Computer Control System) 그리고 HMI(Human Machine Interface)로 이어지는 기존의 3-Layer 단계 중 SCC단계를 줄여 2-Layer로 구성된다. 이들 두 계층간의 통신은 Client(OPI)/Server(IOC) 구조의 Channel Access를 통해서 이루어진다. 개발중인 EPICS 시스템은 Open Architecture 구조로 IOC와 OPI 각 부분에서 개발시에 사용된 운영체제나 Hardware 를 사용하지 않고 다른 운영체제나 Hardware를 사용하더라도 하나의 공통부분 즉, Channel Access만 있으면 이를 통해 서로 다른 Subsystem IOC의 데이터를 Access할 수 있다. 전체 EPICS 제어시스템 중 저장링 운전의 핵심이 되는 BPM(Beam Position Monitoring) 및 MPS(Magnet Power Supply) 시스템은 IOC부분에 MVME5100(Target Machine) 보드와 vxWorks(Operating System)를 이용하고 OPI부분에는 SUN Workstation(Host Machine)와 Solaris(Operating System)을 사용하여 개발하고 있다. 본 논문에서는 IOC 및 OPI의 설치 절차와 설치 방법에 대해 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.1800-1802
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• 1998

The Pohang Light Source (PLS) is a third generation 2 GeV synchrotron machine. An injection kicker modulator is positioned in the PLS storage ring tunnel. The kicker modulator is driving four kicker magnets simultaneously. The kicker magnets produce magnetic field to deflect the stored beam orbit in the storage ring closer to the injected beam from the PLS beam transfer line. The injected beam then falls into the storage ring beam dynamic aperture. The current kicker modulator was upgraded and installed on August 1995. Since then, the kicker modulator has shown very reliable and stable performance. The kicker modulator specifications are ${\sim}6.0{\mu}s$ full width, ${\sim}24$ kA peak current, and 10 Hz repetition rate. Output current waveform is a half sinusoid. Two thyratron switches(EEV CX-1536AX) are used in the kicker modulator. Total accumulated thyratron heater run hour is about 15,000 hours as of May 1998. Measurement result of spatial magnetic field distribution in the kicker magnet shows good uniformity.