• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.233-233
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• 2011

ECR 이온원을 가볍고 작게 하면서 운전을 단순화함으로써 유지보수를 최소화하는 것은 특히 의료용 중입자 가속기에서 매우 중요한 조건 중 하나가 된다. 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 의료용 중입자가속기의 이온원으로 영구자석형 ECR 이온원을 개념 설계하였다. 영구자석은 이온원 입출구에서 강력한 축방향 자장을 만들기 위한 솔레노이드 자석 두 개와 반경방향 자장을 만들어 주기 6극 자석으로 구성된다. 또한 축방향 자장 흐름을 효과적으로 만들어주기 위한 두 개의 링 형 자석을 추가하여 자장의 강도를 높였다. 그러나 영구자석으로만 만들어진 자장 구조는 제작과 동시에 고정이 되어 수정이 불가능하기 때문에 제작 후 매우 제한적인 운전영역을 가질 뿐 만 아니라 최악의 경우에는 운전조건을 찾지 못하는 경우도 발생할 수 있다. 따라서 본 설계에서는 그림과 같이 두 개의 작은 보조 솔레노이드 전자석을 추가하여, 최소한의 운전조건으로 ECR 이온원의 공명영역을 결정하는 최소 자장의 구조뿐만 아니라 축방향 자장의 세기도 각각 능동적으로 제어할 수 있도록 하였다. 또한 마이크로파원으로는 TWT (Traveling Wave Tube)를 사용하여 10 GHz에서 14 GHz 까지 다양한 주파수에서 운전이 가능할 수 있도록 설계하였다. 이러한 설계를 통하여 다양한 운전조건을 가질 수 있는 안정된 ECR 이온원을 부피가 작으면서도 유지보수를 최소화하는 구조로 만들 수 있으며, 본 이온원은 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 목적뿐 만 아니라 다양한 중이온을 작은 규모로 만들어내기 위한 장치에서도 사용될 수 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.42-45
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• 1997

핵융합로 제1벽이 사용수명 동안에 받는 조사량은 300dpa 이상인데, 연구용 원자로에서 이와같은 조사량으로 조사시키기 위해서는 상당히 장기간이 요구된다. 그러므로 핵융합로 제1벽 재료의 연구에서는 중성자 조사 대신에 단시간에 높은 조사량으로 조사시킬 수 있는 싸이클로트론 등 입자가속기를 이용한 이온조사 시험이 활용되고 있다. 따라서 조사 손상에 미치는 이온조사와 중성자조사의 상관성은 대단히 중요하므로 본 연구에서는 이의 상관성에 대해 검토 분석하였는데, 이온조사시 경화가 일정하게 일어나는 plateau, 영역에서는 중성자 조사와 선형 관계가 있으나 경화가 크게 일어나는 peak 영역에서는 중성자 조사에 비해 경화가 크게 일어났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.426-437
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• 1991

SNU 1.5-MV 직렬형 반데그라프 가속기의 $He^{++}$ 빔 수송계를 이온광학적으로 분석하였다. 각 이온광학요소의 최적운전조건을 결정하고, 이온빔 수송을 모사하기 위하여 프로그램 OPTRANS를 개발하였다. 일차행렬법을 사용하였으며, 공간전하효과는 무시하였다. 프로그램 OPTRANS를 사용하여 0.5~3.0 MeV $He^{++}$ 빔 수송을 위한 최적운전조건을 결정하였다. 초기 이온빔의 방사면량은 인출전극의 구조와 이온빔 인출실험에 의해 0.5$\times$80.0 mm.mrad으로 가정하였다. 운전조건의 변화에 따른 각 이온광학요소의 이온빔 수송 특성을 검토하였으며, 각 Slit과 Stripping Foil, 그리고 표적에서 빔 크기가 최소로 되도록 하는 운전조건을 계산하였다. 이온빔 수송 실험으로부터 얻어진 최적운전조건은 계산된 값과 오차 범위 15% 내에서 일치하였다. 이온빔 수송 모사와 실험을 통해, 계산된 최적운전조건의 타당성 및 프로그램 OPTRANS의 유용성을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.226.1-226.1
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• 2014

이온빔 소스는 반도체 및 디스플레이 공정에 있어, 표면 에칭 및 증착 등 여러 응용 분야에 활발히 이용되고 있다. 본 연구에 사용된 원형 이온빔 소스는 선형 이온빔 소스의 가장자리에서의 특성 분석을 위해 제작되었으며, 높은 직류전압과 자기장 공간에서 플라즈마를 방전시키고 발생된 이온들을 가속시켜 높은 에너지의 이온빔을 발생시킨다. 이온빔 특성 분석을 위해 전위지연 탐침과 패러데이 탐침을 개발하였다. 전위지연 탐침은 격자판에 전압을 인가하여 선택적으로 이온을 수집하고, 이온의 에너지분포함수를 측정한다. 패러데이 탐침은 이온 수집기와 가드링으로 구성되어 수집기 표면에 일정한 플라즈마 쉬스를 형성하여 정확한 이온전류밀도를 측정한다. 본 연구에서는, 아르곤 기체를 이용하여 기체유량(8~12 sccm) 및 방전전압(1~2 kV)에 따라 방전전류 16~54 mA, 소모전력 16~108 mW의 특성을 보였다. 운전압력은 0.4~0.54 mTorr이며, 이온소스로부터 18 cm 거리에서 이온전류밀도와 이온에너지분포를 측정하였다. 또한, 중공음극선을 이용하여 인위적으로 전자를 이온 소스에서 발생된 플라즈마에 공급하고 이온빔 및 플라즈마의 특성 변화를 위 시스템에서 분석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 춘계학술발표논문집
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• pp.232-235
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• 2006

본 논문은 금속 이온에 둘러싸인 다중벽 탄소 나노튜브를 이용한 기가급 진동자의 응용 가능성에 대한 해석을 수행하였다. 탄소 나노튜브 오실레이터 안쪽에 포함된 칼슘 이온들은 외부에서 공급된 전계에 의해 가속될 수 있고 $nK^+@CNT$ 오실레이터로 구성된 기가 헤르쯔 진동자는 본 연구의 분자동역학 시뮬레이션에서 공급된 전계에 의해 초기화될 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.17-22
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• 1999

임상에서 사용되는 가속기의 설계특성변화가 빔 출력변화에 미치는 영향을 알아봄으로써 보다 효율적인 정도관리를 수행하고자 한다. 선형가속기를 구성하고 있는 여러 가지 요소 중에서 빔 조정 인자들인 이온원부의 입사전류 (INJ-I), 이온원부의 입사전압 (INJ-E), 가속전압 (PFN), 휨자석 전류 (BMI), 펄스반복주파수 (PRF)를 선택하여 디지털 메바트론 제어프로그램 상에서 선형가속기가 자동 제어되는 허용범위를 조사한 후 그 영역내에서 전류값들을 변화시켜가면서 선량에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이온함을 사용하여 홉수선량을 측정하고 오실로스코프를 사용하여 빔 출력의 파형을 분석하였으며 방사선 계측장치로 대칭성과 평평도를 계측하였다. 방사선 가속 장치는 선형가속기 (Mevatron MD, Siemens, Germany)를 이용하였으며, 계측장치로는 RFAplus (Scanditronix, Sweden)를 사용하였다. 그리고 가속기의 설계특성변화 즉 , 빔 조정 인자들의 변화가 선량분포특성에 변화를 주는 것을 측정하기 위해 0.6cc 이온함(Capintec PR06C, USA), 미소전위계(Capintec192, USA)와 오실로스코프 (Tektronix, USA)를 사용하였다. 선형가속기의 선량률과 에너지변화에 영향을 미치는 인자들인 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF의 전압과 전류값들을 변화시켰을 때 인자들마다 차이는 있었지만, 이온함을 사용하여 측정했을 때와 오실로스코프로 출력펄스의 변화를 보았을 때는 선량률의 변화를 확인할 수 있었다. 그러나 RFAplus로 에너지와 대칭성 등에 관한 그래프를 그렸을 때는 거의 동일한 결과를 나타내었다. 인자 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF 들의 D10/D20은 0∼0.02, 대칭성은 0.1-0.2%, 평평도는 0.1∼0.4%의 미세한 변화를 보였다. 디지털화 된 각 인자들의 전류와 전압값들을 변화시킬 때 선량률에는 미세한 영향을 미치게 되지만, 기계자체에서 기준값에 맞추기 위해 자동 제어가 되어 선량분포에는 크게 영향을 미치지는 못하는 것으로 평가되어졌으나 빔 조정 인자들의 특성을 파악함으로써 정도관리의 기초자료를 확보하였다.

• 멤브레인
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• 제17권4호
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• pp.338-344
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• 2007

HI몰랄리티가 9.5 $mol/kg-H_2O$인 HI의 전해-전기투석을 시판의 양이온교환막(CMB)을 이용하여 요오드의 존재하에 실험을 진행하였다. 수소이온 투과의 선택성을 증가시키기 위해, 막은 전자선 가속기를 이용하여 방사선 처리하였다. 방사선 처리한 막의 막특성(막 저항, 이온교환용량, 함수율)을 측정하였다. 각각의 방사선량에서 처리한 막의 2 $mol/dm^3$의 KCl 용액에서 막저항, 이온교환용량과 함수율은 처리하지 않은 막과 거의 동등의 값을 가졌다. HI몰랄리티가 9.5 $mol/kg-H_2O$인 HI의 전해-전투기투석을 $75^{\circ}C$, 9.6 $A/dm^2$에서 진행하였다. 전자선 가속기에 의해 방사선 처리한 양이온교환막은 처리하지 않은 막과 비교하여 고분자의 가교구조와 함께 수소이온투과의 높은 선택성을 가졌다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권2호
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• pp.115-121
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• 1987

SNU 1.5MV 직렬형 반데그라프 가속기의 고전압 안정화 계통을 설치하여 그 동작 특성을 파악하고 최적화하였다. 이온빔 수송계통의 최적 운전 조건을 단계적인 실험을 통하여 결정하였으며 적절한 운전 조건하에 표적함에서 350nA의 가속된 양성자빔을 얻었다. 고전압을 안정화하지 않았을 때의 고전압 변동은 이온빔을 가속하지 않을 때와 가속할 때 각각 $\Delta$V/V=5.2$\times$$10^{-3}$, 7.2$\times$$10^{-3}$이었으며 그 변동 주파수는 3Hz 이하였다. 터미날 전압 247.3kV에서 고전압 안정화 계통의 최적 운전을 통하여 터미날 전압의 변동은 $\Delta$V/V=2.45$\times$$10^{-4}$ 으로 줄었고 에너지 안정도는 $\Delta$E/E=2.44$\times$$10^{-4}$ 으로 유지되었으며 이 때의 안정화 계수는 29.4였다.

• 한국진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.26-31
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• 1995

본 연구에서는 Co/Si 계에 대한 이온선 혼합실험을 온도와 이온선량을 변수로 하여 실시하였고, Co/Si 계에 대한 상형성 과정을 금속/Si 계에 대한 이온선 혼합시의 비정질상 및 결정상 형성예측 모델(ADF Model)과 초기 결정상 예측 모델(PDF Model)을 이용하여 해석하였다. 이온선 혼합은 80KeV 가속기를 이용하여 상온$-400^{\circ}C$의 온도 범위에서 1.0X1015Ar+/$\extrm{cm}^2$-2.0X1016Ar+/$\textrm{cm}^2$의 이온선량을 변화시키면서 실험하였으며 상분석은 투과전자현미경(TEM)과 X선 회절 분석을 이용하였다. Co/Si 계에서 이온선 혼합시 형성되는 초기 결정상은 Co2Si이며 이온선량의 증가에 따라 CoSi로 상전이하였다. 이러한 실험 결과는 비정질상 및 결정상 형성 예측 모델(ADF model)과 초기 결정상 예측모델(PDF model)의 예측결과와 매우 잘 일치하고 있다. 이상의 연구 결과로부터 ADF 모델과 PDF모델을 이용하여 박막에서 형성되는 상을 보다 정확히 예측할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.269-277
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• 1996

PLS 선형가속기 진공계는 클라이스트론 첨두출력 54MW, 펄스폭 4.1$\mu \textrm s$, 반복율 10Hz의 마이크로파 전력 공급상태에서 $2.6\times 10^{-6}$Pa의 진공도를 유지하고 있으며 $45^{\circ}C$ 운전조건에서 마이크로파 전력이 공급되지 않았을 때 진공도는 $2.4\times 10^{-6}$Pa이다. 설치 초기에 $3.0\times 10^{-11}Torr-l/sec-\textrm{cm}^2$이었던 가스방출율은 각 가속단위마다 약 140 GJ의 마이크로파 에너지가 전파된 현재 $1\times 10^{-12}Torr-l/sec-\textrm{cm}^2$이다. 주 장비로 사용중인 이온펌프는 모두 포화된 상태이며 60 l/s, 120 l/s, 230 l/s 이온펌프의 유효배기속도는 운전 영역에서 각각 45 l/s, 65 l/s, 140 l/s이다. 진공계 운전중 야기된 문제점들로는 이온펌프 및 진공 게이지 전원제어기의 오동작, 에너지 배가장치의 출력창, 전자총 및 가속관 종단부하의 진공누출 등이었다. 최근 일년간 총 41회에 140.8시간 운전 중지를 경험하여 98%의 가용도(availability)를 나타내었다. 추후 시험중인 도파관 밸브와 개발중인 가속관 종단부하가 설치된다면 가용도를 99.5% 이상으로 증가시킬 수 있을 것으로 기대한다.