• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.194.1-194.1
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• 2016

방사성 폐기물의 운반이나 장기 보관 시 방사성 물질의 침출을 차단하기 위한 유리화 기술을 실현하기 위해 이송식 아크 플라즈마에 대해 전산해석을 수행하였다. 본 연구에서는 운전전류나 아크길이와 같은 운전조건 변화에 따른 열플라즈마의 특성 변화 뿐만 아니라 150 kW급 고출력 이송식 아크 플라즈마의 최적 설계를 위하여 핵심 부품인 파일럿 노즐의 길이와 직경 변화에 따른 예상 용융영역을 전산해석 하여 방사성 폐기물의 유리화 기술을 상업적으로 이끌어내는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 노즐직경은 4, 5, 6 mm로 변화시켰으며, 길이는 2, 4, 6mm로 하였다. 이러한 다양한 설계조건에 대하여 운전변수로는 전류 200 A, 방전 기체인 알곤의 유량 15 L/min, 아크 길이 2 cm로 고정하였다. 전산해석 결과 노즐직경이 작을수록 아크압축 효과에 의해 중심부에서 최고 온도가 높은 열플라즈마 제트를 발생시킬 수 있으나, 반경방향으로 온도구배가 커서 고온 구간이 급격히 감소하는 경향이 예상되었다. 반면 노즐직경이 증가할수록 아크 압축효과는 줄어들지만 반경방향으로 온도가 완만히 감소하여 콘크리트가 대부분인 유리화 대상물질을 충분히 용융시킬 수 있는 $2,600^{\circ}C$ 이상의 고온 면적이 넓어지게 될 것으로 예상되었다. 또한, 노즐길이가 줄어들 경우 아크방전의 안정성은 다소 떨어 질 수 있으나 수 있으나 고온의 열플라즈마 제트가 반경방향으로 효과적으로 넓어 질 수 있음이 예측되었다. 따라서 고온 영역의 확장 관점에서 이송식 아크 플라즈마 토치를 제작할 경우 아크의 안정성을 유지하는 범위 내에서 파일럿 노즐의 직경을 크게 하고 길이는 짧게 하는 것이 효과적인 유리화를 위해 유리할 것으로 예상되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.149-149
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• 2011

아르곤 기체의 방사세기 또는 그 세기 비는 플라즈마 공정 진단에서 일반적으로 사용된다. 본 실험에서는 100 mTorr 압력 조건하의 유도결합 플라즈마(13.56 MHz)에서 E-H 모드 전이 영역, rf 바이어스(12.5 MHz) 전력 인가 및 N2 혼합 시 단순화한 충돌-방사 모델에 기초한 광방사 세기비 방법을 적용하여 플라즈마 변수를 진단하였다. 개발 프로그램 기반의 분광기를 사용하여 아르곤 기체의 특정 파장(750.4, 751.5 그리고 811.5 nm)들을 관측하였고, 동일한 조건하에서 정전 탐침법으을 이용하여 전자 에너지 분포함수의 변화도 측정 하였다. 맥스웰 전자 에너지 분포를 가정하는 일반적인 경우와 비교하여 볼 때 실제적인 전자 에너지 분포함수의 측정은 전자의 가열 메커니즘에 대한 상세한 정보를 제공함과 동시에 플라즈마 재흡수에 대한 보정을 가능하게 해준다. 광방사 세기비법에 의해 측정된 결과에 의하면, 750.4 nm/751.5 nm는 높은 에너지(>13.08 eV)의 전자들의 유효 전자온도에 대한 정보를 나타내는 반면 811.5 nm/750.4 nm는 아르곤 준안정 준위 밀도(1s5)에 대한 정보를 제공하게 된다. 수행된 실험 조건하에서, 측정된 준안정 준위 밀도는 E-H 모드 전이 영역에서 최대값을 나타내었고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하는 결과를 얻었다. 유효 전자온도의 경우 광방사 세기비법과 정전 탐침법 모두 같은 결과를 보여 주었는데, E-H 모드 전이 영역에서는 전자온도는 거의 일정하였고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 전자온도는 증가하였다. 이러한 실험 결과는 방전 모드 전이, 바이어스 인가 그리고 혼합 기체 사용하는 공정 플라즈마를 이해하는데 있어 이들 변수의 진단이 중요한 요소임을 보여준다.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.5 no.1
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• pp.40-45
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• 1991

This paper proposes a simplifying model for the calculation of the radiant flux and radiation energy in an RD (Radiation Dominated) arcplasma. Defects of the previous models are that the radiant flux and radition energy must be numerically solved by the three dimensional integration, and these calculations demand enormous computing time. Thses attribute to the global properties of radiation transfer. This paper suggests a simple calculation technique of radiation characteristics by considerig the relation between the plasma states and the radiation transfer process and by the systematic tabulation of the relation.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.5 no.4
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• pp.3-7
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• 1991

This paper proposes a simplifying model for the calculation of the radiant flux and radiation energy in an RD(Radiation Dominated) arcplasma. Defects of the previous models are that the radiant flux and radition energy must be numerically solved by the three dimensional integration, and these calculations demand enormous computing time. These attribute to the global properties of radiation transfer. This paper suggests a simple calculation technique of radiation characteristics by considering the relation between the plasma states and the radiation transfer process and by the systematic tabulation of the relation.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2012.05a
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• pp.151-152
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• 2012

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.116.1-116.1
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• 2015

원자력 발전소 고리 1호기의 해체가 결정됨에 따라 발전소를 구성한 금속기기의 제염처리가 대두되고 있다. 금속 방사성폐기물 중 상당수는 그 자체가 방사성 오염 물질이라기보다는 오염 핵종이 표면에 부착하고 있는 경우가 많아 제염 공정을 거쳐 폐기한다면 보관해야 하는 양을 획기적으로 줄일 수 있을 것이다. 이에 따라 본 연구실에서는 플라즈마트론을 이용한 방사성 폐기물 건식제염처리에 대하여 연구하였다. 본 실험에서는 방사성을 띄지 않는 동위원소 Co sheet와 DC 플라즈마트론을 사용하였다. Ar 1000 sccm을 고정으로 비율(10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4), 거리(20 mm, 30 mm 40 mm), 시간(60 sec, 120 sec, 180 sec)을 변수로 두어 실험하였다. 결과적으로 기체의 혼합비가 4:1일 때 최대 식각율 $9.24{\mu}m/min$을 확인했다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.1
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• pp.14-21
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• 2011

The plasma emission characteristics are investigated in cylindrical syringe plasma jet device. Cylindrical syringe electrode is applied AC power using inverter. In the center of syringe is injected into a inert gas and plasma jet occurs. If there is no ground electrode, firing voltage is 3 kV and plasma column length is 10 mm. According to high firing voltage and large current, the plasma column length control is difficult. The case of an internal ground electrode, firing voltage is 1 kV. Because of the losing current from internal ground, even if a higher input voltage, plasma emission does not occur. The case of an external ground electrode, the plasma column can be controlled between 0~10 mm with change the applied voltage from 1 to 2 kV, and the discharging current changed from 1 to 4 mA.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.107-107
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• 2005

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2012.05a
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• pp.267-268
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• 2012

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2005.06a
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• pp.410-411
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• 2005