• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.227-228
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• 2015

우리나라가 조달하는 ITER(국제핵융합시험로) 초전도자석 전원장치용 변압기는 CCU/L(Correction Coil Upper/Lower) 컨버터 형식용 6대, CCS(Correction Coil Side) 컨버터 형식용 3대, VS1(Vertical Stabilization 1) 컨버터 형식용 2대, CS(Central Solenoid) 컨버터 형식용 6대 그리고 TF(Toroidal Field) 컨버터 형식용 1대로 구성되어 있다. ITER한국사업단은 (주)효성과 컨버터 변압기의 공급계약을 2011년에 체결하고 예비 설계를 시작하여 2014년에 최종설계를 마친 후 동년 후반부터 CCU/L, CCS 및 VS1 컨버터 형식용 각 1대씩의 초도품 변압기 제작에 착수하였다. 각 변압기는 제작이 완료되어 CCU/L 및 CCS 형식은 FAT(Factory Acceptance Test)를 완료하였고 VS1 형식은 공장 자체시험을 완료하고 현재 전기연구원에서 실시할 단락시험을 준비하고 있다. 이어 CS 형식의 초도품과 1대만 조달하는 TF 형식의 제작을 착수할 예정이고, 각 형식별 초도품 1대씩은 단락시험을 포함하는 형식시험(Type Test)을 실시하여 형식별 적합성을 검증하고, 나머지 물량은 정기시험(Routine Test)을 실시한 후 2017년까지 두 번으로 나누어 프랑스 남부에 위치한 ITER 현장에 운송 및 설치할 예정이다. 설치를 마친 변압기들은 각각의 컨버터 짝과 통합시험을 포함하는 SAT(Site Acceptance Teat)를 거친 후 ITER 기구에 인계될 예정이다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.49-54
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• 2009

This paper presents the numerical simulation results on the moving type electrodynamic suspension (EDS) simulator and static type EDS simulator using high-Tc superconducting (HTS) levitation magnet. The levitation force of the EDS system is formed by the reaction between the moving magnet and the fixed ground conductor. The possible two ways to simulate the EDS system were simulated in this paper by using finite element method (FEM). The first way was the moving type simulator which consists of the fixed HTS magnet and the moving ground conductor. The second way was the static type simulator which consists of the fixed magnet, the fixed ground conductor and the ac current supply system. To verify the characteristics of high speed EDS system with the moving type simulator heavy, large and fast moving ground conductor is needed. The static type simulator can get the characteristics of the high speed EDS system by applying equivalent ac current to velocity, therefore it does not need large moving part. The static type EDS simulator, which can consist of an HTS magnet, the fixed ground conductor(s), an AC power supply and the measuring devices, also test the effect of the shape of the ground conductor easily. The plate type ground conductor made stronger levitation force than ring type ground conductor. Although the outer diameter 335 mm ring type ground conductor (Ring3) was larger than the outer diameter 235 mm ground conductor (Ring2), the levitation force by Ring2 was stronger than that by Ring3. From the calculation results on this paper, the consideration of the magnetic flux distribution according to the levitation height should be included in the process of the ground conductor design.

• Progress in Superconductivity
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• 제14권2호
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• pp.122-127
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• 2012

Current leads are one of the important components for carrying the current to the coil in the superconducting magnet system. Heat leakage through the current lead is the major factor of entire heat load in the cryogenic system because current leads carry the current from room temperature to near 4 K, connecting thermally each other. Therefore, minimization heat load through current lead can reduce the operating temperature of superconducting magnet. The semi-retractable current lead, composed of multi-contact connector and HTS element, is one of good options. Comprehension of Multi-contact connector's structure, contact resistance and heat generation is essential for estimating heat generation in current leads. Multi-contact connector has several louvers inside of socket and the shape, number, size of louvers are different with the size of connector. Therefore contact area, current path and contact resistance are also different. In this study, the contact resistance in multi-contact connector is measured using the electrical power as a function of connector's size and temperature. Also, the unique correlation of electrical contact resistance is derived and heat generation is estimated for superconducting magnet application.

• 진공이야기
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• 제3권4호
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• pp.14-18
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• 2016

본 원고에서는 2010년대 중반 현재 초고진공 환경에서 작동 가능한 저온 주사터널 현미경의 세계적 흐름을 정리 및 소개를 한다. 벡터형 초전도 자석을 장착한, 저진동 초고진공용 희석식 냉동기의 개발에 힘입어 수십 밀리 켈빈 이하의 온도 대 및 10 테슬라의 고자기장하의 실험 조건을 가지는 밀리 켈빈 주사터널 현미경이 세계 선도 그룹에서 속속 구축이 완료되고 있다. 또한 2000년대 중반 이후 본격적으로 시작된 1 켈빈 이하 고자기장 냉동기를 이용한 저온 주사 터널 현미경의 응용 범위 역시 넓어지고 있다. 튜닝 포크를 이용한 저온 원자 힘 현미경 및 저온 광자 주사터널 현미경을 이용한 연구도 활발히 진행되고 있다. 이러한 논의를 바탕으로 2020년대에 본격 출현할 초고진공 저온 주사터널 현미경의 흐름을 예측해 보겠다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제51권4호
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• pp.159-164
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• 2002

This paper presents the design and fabrication of a high-Tc superconducting (HTS) power supply for charging of the HTS magnet load, and its characteristics have been analyzed through experiments. HTS power supply consists of two heaters, an electromagnet, a Bi-2223 solenoid and a Bi-2223 pancake magnet load. In this experiment, 331 mH electromagnet and 0.8 A dc heater current were used, and 8.5 sec and 17 sec were used for pumping period. Mechanism of the superconducting switch is used for heater-trigger. In order to measure the pumping-current with respect to the magnet flux changes, hall sensor was installed at the center of the Bi-2223 pancake load. The experimental observations have been compared with the theoretical predictions. In this experiment, the pumping-current has reached about 1.2 A. In computer simulation, the maximum pumping-current of the system has been predicted to be about 2.7 A.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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• pp.176-176
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• 2001

목적： 기존의 역수신코일(inside-out receiver coil)로 관벽의 MR 영상을 얻을 때 영상영역이 좁고 수신감도가 불균일한 단점을 보완하면서 신호대 잡음비(S/N ratio)도 높일 수 있는 회전자계역수 신코일(quadratic inside-out receiver coil)의 개발을 목적으로 한다. 대상 및 방법： 8극형코일, 선형자계수신코일, 회전자계수신코일에 대하여 컴퓨터 모의실험으로 영상영역 및 감도의 균일성을 비교하였다. 회전자계수신코일은 안장 모양을 한 두 개의 선형자계코일이 서로 간섭이 일어나지 않도록 수직 방향으로 배열된 구조를 갖도록 하였다. 지름 3 cm 크기로 각 코일을 제작하였으며 지름 20 cm의 원통 중앙에 내경 4 cm의 관이 있는 팬텀을 만들어 MnC1$_2$를 섞은 물을 채운 다음 1.5T 초전도 MRI 장치와 0.3T 영구자석 MRI 장치에서 팬텀의 관벽 영상을 얻었다. 본 실험을 시행한 1.5T 장치의 구조 때문에 회전자계코일의 두 안장코일을 결합하는 회로를 제작하여 사용하였고 0.3T에서는 장치에 내장된 결합회로를 사용하였다. 또한 포르말린 용액에 보관된 소의 대장 조직 단면 영상을 FOV 10-12 cm로 얻어 회전자 계안장코일의 성능을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.296-296
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• 2010

ICRF 시스템을 이용한 방전세정인 ICWC(Ion Cyclotron Wall Cleaning)는 ITER와 DEMO 같은 초전도 자석을 이용하는 토카막에서 토카막 shot 중간에 자장을 낮추지 않고 바로 방전 세정을 할 수 있는 방법이다. 토카막에서 방전세정은 탄소나 산소 화합물과 같은 불순물을 제거하여 방사에 의한 플라즈마 냉각을 막고 토카막 초기 start-up시 진공 챔버 벽면으로부터 의도하지 않은 연료주입을 제거하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICWC 방전 세정 최적화를 위해 플라즈마의 불순물 제거 특성을 수소 유량의 크기와 ICRF 펄스의 duty ratio를 바꿔가면서 관찰하였다. ICRF 전력은 44.2 MHz에서 20-50 kW 가 입사되었으며 자장은 3 T에서 고정되었다. 운전압력은 $10^{-4}$ mbar 정도이다. 헬륨의 유량을 400 sccm으로 고정한 후 수소의 유량을 40 sccm에서 160 sccm까지 증가시켜가면서 제거율을 관측하였다. 그 결과 수소 유량의 증가에 따라 제거율이 증가하는 불순물과 오히려 감소하는 불순물이 있음이 관측되었다. 제거율이 증가되는 불순물 group은 charge-to-mass ratio가 26, 28, 40, 44이고 감소하는 불순물 group은 18, 20, 32 이다. 펄스의 duty ratio를 1/9(on/off) 초에서 5/5(on/off) 초로 증가시킴에 따라 제거율이 증가하는 불순물과 감소하는 불순물이 또한 나타났는데 수소 유량 실험과 그 group에 차이가 없었다. 이러한 실험결과는 수소 유량의 증가나 펄스 길이의 증가에 따라 가스의 종류에 관계없이 모두 증가하거나 감소할 것이라는 예측과는 다른 결과로서 이것에 대한 명료한 해석이 필요하다. 왜냐하면 위와 같은 운전조건에서 효율적인 불순물 제거를 위해서는 불순물 제거 운전 방법이 불순물의 종류에 따라 모두 달라져야 하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 특성을 불순물의 dissociation 에너지 관점에서 해석을 시도하였다.

• Progress in Superconductivity
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• 제10권1호
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• pp.50-54
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• 2008

A conduction-cooled superconducting magnet system is developed for material separation. The superconducting magnet for material separation has to be designed to have a strong magnetic field in a control volume. Since the magnetic field gradient is larger at the end rather than at the center of the magnet, we developed a design method to optimize the superconducting magnet for material separation. The safety of the superconducting magnet is evaluated, taking into account the electro-magnetic field, heat and structure. The superconducting coil is successfully wound by the wet-winding method. The superconducting coil is installed in a cryostat maintaining high vacuum, and cooled down to approximately 4 K by a two-stage GM cryocooler. The performance of the conduction-cooled superconducting magnet system is discussed with respect to the supplied current, cooling medium and cooling power of a cryocooler.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.115-116
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• 2016

ITER 전원장치(CPS: Coil Power Supply System)는 핵융합 초전도자석에 전기를 공급하는 중요설비로서 컨버터의 고장이나 초전도코일에 이상발생 시 주요장치들을 안전하게 보호하여야 한다. 이를 위해 설계된 전원장치 보호계통(PIS: Plant Interlock System)은 Event 발생 시에 언제든지 작동하여 전원장치를 보호할 수 있도록 높은 신뢰도가 요구된다. 본 논문에서는 ITER 설비의 중앙보호계통(CIS: Central Interlock System)과 전원장치 PIS의 계통연계 및 신호흐름을 분석하고, 신뢰도 계산을 위해 RBD(Reliability Block Diagram) 방법을 사용하여 PIS 모델을 구성한다. PIS 비가용도 계산은 Reliasoft사의 BlockSim 소프트웨어 툴을 사용하여 분석하고, 계산결과가 설계기준을 만족하는지 평가한다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.59-64
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• 2006

A closed-loop cryogenic cooling system for high field magnets is presented. This design is motivated by our recent development of cooling system for 21 tesla Fourier Transform ion Cyclotron Resonance (FT-ICR) superconducting magnets without any replenishment of cryogen. The low temperature superconducting magnets are immersed in a subcooled 1.8 K bath, which is connected hydraulically to the 4.2 K reservoir through a narrow channel. Saturated liquid helium is cooled by Joule-Thomson heat exchanger and flows through the JT valve, isenthalpically dropping its pressure to approximately 1 6 kPa, corresponding saturation temperature of 1.8 K. Helium gas exhausted from pump is now recondensed by two-stage cryocooler located after vapor purify system. The amount of cryogenic Heat loads and required mass flow rate through closed-loop are estimated by a relevant heat transfer analysis, from which dimensions of JT heat exchanger and He II heat exchanger are determined. The detailed design of cryocooler heat exchanger for helium recondensing is performed. The effect of cryogenic loads, especially superfluid heat leak through the gap of weight load relief valve, on the dimensions of cryogenic system is also investigated.