포유동물의 초기 발생단계에서 핵의 분화와 전능성(totipotency) 을 규명하고, 수정란의 cloning technique를 개발하여 우량유전자로 조성된 개체를 복제함으로써 효과적인 종축개량 기법으로 응용하기 위하여 생쥐 수정란을 모델로 하여 미세조작기법과 Sendai virus를 이용한 핵융합기술을 이용하여 인위적으로 동일한 유전자를 가진 복제 수정란을 작출하고 이들의 작출효과, 체외발달능력 및 체내 이식후 개체발생여부 등을 조사하였다. 2-세포기, 4-세포기 및 8-세포기의 수정란으로부터 핵을 채취하여 이들을 탈핵된 2-세포기의 수정란에 이식하였을 때, 이들의 핵융합 성공율은 각각 88.6%, 87.1% 및 84.7%이었다. 나아가서 이들 핵융합된 수정란을 체외에서 96시간 배양한 결과, 2-세포기, 4-세포기 및 8-세포기의 핵이 이식된 수정란은 각각 76.5%, 68.4% 및 48.3%가 배반포로 발달하였다. 핵이식 후 체외에서 배반포로 발달된 수정란을 골라 수란생쥐에 이식하였던 바, 2-세포기의 핵이 이식된 수정란 156개 중 58개(37.1%) 가 발달하여 신생자로 생산되었으며, 4-세포기의 핵아 이식된 수정란 135개 중 40개(29.6%)가, 그리고 8-세포기의 핵이 이식된 92개의 수정란 중 15개(16.3%)가 신생자로 생산되었다.
본 연구에서는 촉매-플라즈마 반응기를 농산물(사과, 키위) 저장고에 적용하여 저장 중 발생되는 에틸렌을 제거하고자 하였다. 1 m3 유닛 컨테이너 2개를 제작하여 에틸렌을 처리하지 않는 대조군과 발생하는 에틸렌을 촉매와 플라즈마에 의해 처리하는 실험군으로 구분하여 상온에서의 장기 저장성을 비교하였다. 또한 실험군에는 곰팡이 등의 세균 증식을 억제하기 위하여 소량의 오존을 주입하였다. 상온에서 사과와 키위를 각각 50 day와 57 day 동안 저장하여 에틸렌 농도 변화, 경도, 당도, 산도, 및 손실율을 비교하였다. 저장기간 동안의 에틸렌 농도 변화는 대조군이 실험군에 비해 높게 나타나 실험군에서 에틸렌이 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. 저장 후의 경도, 당도 및 당산비는 저장 전에 비해 좋게 나타났으며, 특히 키위가 사과에 비해 높게 향상하였다. 또한 저장 종료 후, 대조군에서 사과와 키위의 손실율은 각각 10%와 54.1%로 나타났으나, 실험군에서의 손실율은 각각 6%와 34.8%로 나타났다. 따라서 실험군의 저장성이 대조군에 비해 좋게 나타났다.
Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.
본 논문에서는 차세대 초전도 핵융합 연구장치의 상태 진단 및 점검을 위한 마이크로파 진단 시스템에 적용하기 위한 광대역 대역 통과 여파기를 설계하였다. 광대역 특성 및 낮은 손실과 높은 스컷 특성을 위해 메타 전자파 구조를 적용하였다. 제안된 광대역 대역 통과 여파기는 한국형 핵융합 원자로의 마이크로파 진단 시스템 내에서 전압제어 발진기의 출력 단에 적용되어 전압제어 발진기에서 발생되는 고조파 성분들을 제거하여 시스템의 선형성을 개선하는 역학을 한다. 광대역 대역 통과 여파기는 18-28 GHz의 대역을 통과 시키고 그 외 대역에서 .20 dB 이하의 저지 특성을 갖도록 설계하였다. 메타 전자파 구조 특성 확인을 위해 위상의 분산도를 확인하였으며 통과 대역의 하측 대역에서 LH 특성을 갖으며 그 외 대역에서는 RH 특성을 보이도록 설계하였다. 제안된 광대역 대역 통과 여파기의 군지연 (Group Delay)의 경우 0.5 nS 이하로 매우 우수한 특성을 보였다.
In D-T fusion reaction, $D_2$ (duterium) and $T_2$(tritium) are used as fuel gas. The exhaust gas of nuclear fusion includes hydrogen isotopes $Q_2$ (Q means H, D or T), tritiated components ($CQ_4$ and $Q_2O$), CO, $CO_2$, etc. All of hydrogen isotopes should be recovered before released to the atmosphere. This study focused on the recovery of hydrogen isotopes from $CQ_4$ and $Q_2O$. Two kinds of experiments were conducted to investigate the catalytic reaction characteristics of SMR (Steam Methane Reforming) and WGS (Water Gas Shift) reactions using Pt catalyst. First test was performed to convert $CH_4$ into $H_2$ using 6% $CH_4$, 6% CO/Ar feed gas. In the other test, 100% CO gas was used to convert $H_2O$ into $H_2$ at various reaction conditions (reaction temperature, S/C ratio, GHSV). As a result of the first test, $CH_4$ and CO conversion were 41.6%, 57.8% respectively at $600^{\circ}C$, S/C ratio 3, GHSV $2000hr^{-1}$. And CO conversion was 72% at $400^{\circ}C$, S/C ratio 0.95, GHSV $333hr^{-1}$ in the second test.
전기공학에서 방전현상 즉 절연파괴문제는 복잡하고 미해결의 문제가 아직도 않아 극히 증요한 Thema로 되여있다. 더구나 이 plasma, laser등의 방전응용분야의 발전과 더불어 방전현상은 항상 흥미있는 문제들을 제공하여 주고 있으나 관계하는 인자가 너무나도 많고 순수한 형태로 현상을 파악하는 것이 곤란하여 마치 수렁에 발을 넣는것과 같다고까지 말하여 왔다. 그러나 전자, X선의 발견등 근대물리학발전의 단서를 이룬것은 방전이라고 하여도 과언은 아니다. 또 현재 세계의 많은 학자가 다투어 연구하고 있는 핵융합 plasma의 연구에 대해서도 그 원류는 방전이라 할 수 있다. 이와 같이 방전의 연구에 시작하여 빛나는 많은 성과를 올렸으며 더욱이 최근 방전현상에 관한 연구가 발전함에 따라 많은 변화를 가져왔다. 즉 plasma의 이론 및 실험의 전개, gas절연, 고분자고체절연, 극저온액체절연 등의 신절연기술의 발달, 500-1,000KV의 초고전압절연이나 직류고전압절연등의 기술개발, laser, 기타 방전가공등 방전응용기술의 발달은 괄목하다 하겠다. 여기에 수반하여 방전현상에 관한 이론이나 실험 Data도 여러 면에서 크게 일신되였지만 아직도 개발되지 못한 미해결의 문제가 너무나도 많으며 그 중에서도 특히 고체, 액체절연물에 있어서는 더욱 그러하다.
플라즈마를 도전성 유체라고 생각한다면 외부에서 인가된 전자장이 있을때 전기장에 의해 전류가 생성이 되고, 이전류에 의해 자기장이 다시 생성되기 때문에 플라즈마 내에서는 self-consistence 한 전자장을 구한다는 것은 상당히 난해한 문제가 될 수 있다. 초고온 핵융합 플라즈마의 연구는 대용량 컴퓨터를 이용한 수치 해석적인 방법이 없이는 불가능할 정도로 중요하게 이용되고 있다. 최근에 그 이용 범위가 급속도로 널리 퍼지고 있는 저오니 플라즈마의 경우, 내부에서 일어나는 복잡한 전리, 재결합, 여기 반응 등에 대한 이해가 없이 이용되고 있으나 더욱 정교한 제어가 요구되면서 이들 반응에 대한 이해가 필요하게 되었다. 이를 위해서 최근에 모델링에 관한 연구가 시도되기 시작하고 있다. 최근에 컴퓨터 용량 및 연산 속도의 급속한 증가가 종래에 불가능하게 여겨졌던 플라즈마 현상을 수치해석을 통해 이해가 가능하게 도와주고 있으며 앞으로 플라즈마 연구에 있어서 그 중요성이 더욱 커지리라 생각된다.
본격적인 국제 사이버 과학기술 R&D 시대를 열어 줄 국제과학기술협업연구망 글로리아드(GLORIAD) 개통을 기념해, 우리 연구원은 지난 9월 5일부터 6일까지 이틀 간 서울롯데호텔(소공동 소재)에서 세계적인 과학기술계 석학들과 함께 '글로벌 첨단 과학기술협업연구망의 발전방안 모색'이라는 주제로 국제 심포지움을 개최했다. 그 첫날인 9월 5일 우리 연구원은 전자신문사와 공동으로 글로리아드 개통의 의의와 앞으로의 발전방향을 진단해 보는 좌담회를 열었다. 좌담회는 우리 연구원 이지수 슈퍼컴퓨팅센터장의 사회로, 미국 글로리아드 사업책임자인 오크릿지 국립연구소(UT-ORNL) 그렉 콜(Greg Cole) 박사, KAIST 전자전산학과 전길남 교수, 세계 핵융합에너지(ITER) 연구의 최고 권위자인 러시아 쿠르차토프연구소(RRC" Kurchatov Institute) 벨리코프(Evegany Velikhov) 소장, 중국 글로리아드 사업 책임자인 중국 전산망정보센터 얀 바오핑(Baopin Yan)센터장, 세계적인 네트워킹 기업 VSNL의 디렉터 빅토르 헤다드(Victor Haddard)가 참가했다.
매우 복잡한 컴퓨터 시뮬레이션 실험을 이용한 제반 연구의 효용성을 높이기 위하여 공간적 예측모형에 기초한, 자료참조의 축차적 부최적 실험계획법을 고려하였다. 이 실험계획법들은 실제로 핵융합기기의 반응모형 시뮬레이터에 적용되었으며, 적용상의 효과적 방법과 경험이 기술되었다. 또한 비정상적으로 주어진 실험영역과 최적기준의 계산상의 복잡함으로 인하여 실제의 최적 실험계획을 구축하는데 어려움이 많았고, 따라서 이에 대한 대안들이 컴퓨터 알고리즘과 함께 제안되었다.
Spherically convergent beam fusion device accelerate ions, which are generated between outer anode and inner grid cathode, toward the spherical center. The collision of opposite direction ions give rise to fusion reactions. Spherically convergent beam fusion device is very simple and compact, therefore the device has a potential that is applied to a portable neutron source. An experimental device consist of a 20cm-diameter spherical mesh-type anode and 7cm-diameter open spherical grid cathode and was maintained at a constant pressure of about 1333 Pa by feeding argon gas.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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