This paper describes a 7.5T magnetic flux density superconducting wiggler that minimize net angular deflection and displacement of an electron rotating along the orbit at storage ring in Pohang Light Source. It consist of dipole superconducting magnet,high uniformity flux distribution due to current source supply,cryostat,vacuum chamber,measurement system. In this paper magnet design procedure, manufacturing, experimental results are contained.
Radiation Belt, discovered by Van Allen in 1958, is a region energetic particles are trapped by the Earth's magnetic field. To measure charged particles and fields in the radiation belt, RBSP(Radiation Belt Storm Probes) mission will be launched in September 2012 by NASA. RBSP mission consists of two spacecraft having orbit from 600 km to 30,000 km and rotates the Earth twice a day. This mission is not designed just for scientific purpose but have operational function broadcasting real time data for space weather monitoring. As a program of KASI-NASA cooperation, KASI is constructing RBSP data receiving antenna that will be installed by April in Daejeon. With this antenna system, NASA can receive RBSP data for 24 hours and KASI also get space weather information to protect Korean GEO satellites. In this presentation, we will discuss how we use RBSP data for space weather forecasting. In addition, we will talk about science topics that can be achieved by RBSP mission. Especially we focus on the dusk-side electron precipitation that has been considered as a main mechanism of electron dropout events. We show the dusk-side precipitation is closely associated with radiation belt electron loss with NOAA-POES data, and why RBSP mission is important to understand radiation belt physics.
Single crystal $ZnIn_{2}S_{4}$ layers were grown on a thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $450^{\circ}C$ with the hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating the polycrystal source of $ZnIn_{2}S_{4}$ at $610^{\circ}C$ prepared from horizontal electric furnace. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $ZnIn_{2}S_{4}$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.51{\times}10^{17}\;electron/cm^{-3}$, $291{\;}cm^{2}/v-s$ at 293 K, respectively. The photocurrent and the absorption spectra of $ZnIn_{2}S_{4}$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) are measured ranging from 293 K to 10 K. The temperature dependence of the energy band gap of the $ZnIn_{2}S_{4}$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)$=2.9514 eV. ($7.24{\times}10^{-4}\;eV/K$)$T^{2}$/(T+489 K). Using the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model, the crystal field energy(${\Delta}cr$) and the spin-orbit splitting energy(${\Delta}so$) for the valence band of the $ZnIn_{2}S_{4}$ have been estimated to be 167.8 meV and 14.8 meV at 10 K, respectively. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_{1}$-, $B_{1}$-, and $C_{41}$-exciton peaks.
대표적 열전물질인 비스무스 텔루라이드에 자성원자를 도핑한 합금에 대한 구조 및 전자적 그리고 자기적 성질에 관한 연구는 고효율 열전물질의 개발이라는 목적뿐만 아니라 특이한 자기적 상호작용 규명 및 위상절연체 분야에서도 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 희토류 원자로서 매우 국소화된 f 전자를 갖는 Gd이 Bi을 치환하여 도핑된 비스무스 텔루라이드 합금의 자성 안정성을 밀도범함수(Density Functional Theory)에 입각하여 제일원리적으로 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane-wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 전자간 교환-상관 상호작용은 일반기울기 근사법(Generalized Gradient Approximation)을 도입하여 계산하였으며, 국소화된 f 전자를 기술하는 데 필요한 Hubbard+U 보정과 스핀-궤도 각운동량 상호작용은 제2 변분법적 방법을 이용하여 고려하였다. 계산 결과, 강자성 안정성을 보이는 Gd 덩치계와 다르게 이 합금은 강자성과 반강자성의 총에너지 차이가 ~1 meV/Gd 정도의 아주 작은 값으로 얻어져서, 그 자성 안정성은 결함이나 strain 등에 의한 구조변화에 민감하게 의존하여 변할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 Gd 스핀자기모멘트는 덩치에서의 값에 비해 감소하였고, Gd에 가장 가까운 Te에 유도 자기모멘트가 형성되는 것으로 미루어 Te를 매개로 한 자성상호작용이 자성 안정성을 결정하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 예측할 수 있었다.
이온층 구면을 사각형 격자로 분할하여 각 격자에서 총전자수를 추정하는 지역적 GPS 이 온층 모델을 제시한다. 한반도 상공을 위도와 경도 1$^{\circ}$$\times$1$^{\circ}$의 공간해상도를 가진 격자로 구분하고 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 격자 상의 총전자수를 추정하였다. 이 연구를 위해 한국천문연구원에서 운영하고 있는 전국 규모의 9개 GPS 상시 관측소의 데이터를 이용하였다. 수신된 의사거리 데이터의 측정 잡음을 줄이기 위해 의사거리와 반송파 위상 데이터를 선형 조합한 위상보정 의사거리(phase-leveled pseudorange) 데이터를 새롭게 만들어 사용하였다. 또한 지역적 이온층의 변화에 적합한 태양-지자기 좌표계(solar-geomagnetic reference frame)를 이용하였다. 태양 활동이 비교적 활발하지 않은 때의 경우, 이 연구의 모델은 이온층 활동이 활발한 낮 시간대의 총전자수가 대략 30-45 TECU 정도로 나타났다. 이 모델의 신뢰성을 평가하기 위해 한국천문연구원(Korea Astronomy Observatory, KAO)의 지역적 모델과 Center for Orbit Determination in Europe의 전 지구적 모델에 의한 총전자수를 동일 지역에 대해 비교했을 때 5일 동안 약 4-5 TECU 정도의 RMS 차이를 보였다.
다목적 실용위성 1호는 고도 685km, $98^{\circ}$의 궤도 경사각를 가지며, 탑재된 이온층 측정 센서(Ionospheric Measurement Sensor)로 전자 온도와 전자 밀도를 측정하였다. 이 관측 자료로부터 22:50LT인 밤 시간에 $+60^{\circ}~-60^{\circ}$의 저위도 지역에서 자기적으로 안정한 상태(Kp <4)의 계절별 전자 밀도와 전자 온도의 분포를 구하였다. 관측 결과, 전자 온도와 전자 밀도의 분포는 계절과 경도에 따라 변화를 나타냈다. 대체로 전자 밀도는 자기 적도 부근에서 높아지고, 전자 온도는 낮아지는 경향을 보였다. 봄, 가을에는 전자 밀도와 온도 모두 자기 적도를 중심으로 대칭적으로 분포하였다. 그러나 여름에는 전체적으로 북반구 쪽으로 이동하여 전자 밀도의 극대점과 전자 온도의 극소점이 자기 적도 북쪽에 위치하였고, 겨울에는 이와 반대의 변화를 나타냈다. 또한, 각 계절에서 경도에 따라서도 전자 온도와 밀도 분포의 차이를 보였다. 이러한 차이가 생기는 원인은 경도와 계절에 따라 달라지는 F층의 중성 바람이 이온층 플라즈마에 영향을 주는 것에 의해 설명될 수 있다. 이 관측에서 얻은 전자온도와 밀도의 분포는 IRI95모델을 이용해 구한 분포와 차이를 보였다.
목적: 전자선 조사야에서 자기장의 유무, 세기와 형태에 따른 표면 선량의 변화를 알아보고 임상에서의 적용 가능성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 6 MeV 전자선과 $10{\times}10\;cm^2$의 조사야를 이용하여 9개의 hole이 있는 차폐블록을 제작하여 필름 농도를 측정하고 전자선 조사야 내에 자장이 위치 할 때와 조사야의 외부에 위치 할 때의 선량변화를 필름과 표면선량 측정기를 이용하여 측정하였다. 결 과: 전자선의 입사각은 조사야의 중심에서 측면으로 4 cm 지점에서 3도 정도의 입사각을 나타내었으며, ring type의 자기장을 사용할 경우 0.9%의 표면선량 증가가 나타나고, lens block에 자기장을 위치시키면 1.58%의 표면선량이 증가하고, half 조사야의 중심 측면에 자기장을 위치시키면 조사야의 중심에 3.6%의 표면 선량 증가를 보였다. 결 론: 전자선은 선속의 중심에서 측면으로 일정 각도를 이루고 조사되어지며 자기장이 위치한 조사야내 표면선량의 변화는 자기장으로 인하여 전자선의 진행 방향이 변화되었음을 의미하고 안구와 같은 부위에 환자의 불편함이 없이 표면선량을 증가 시켜야 할 경우 유용한 방법으로 사용되어질 것이다.
인공위성의 추적자료(시선거리, 시선거리변화율, 방위각, 고도)에 영향을 줄 수 있는 여러가지 요인들을 모델링하여 궤도추적 자료를 추적 안테나에서 받은 실제 자료와 가능한 거의 같게 이론적으로 생성하는 S/W를 개발하였다. 개발한 S/W를 이용하여 광시간 효과와 지구 대기에 의한 추적자료의 지연량을 산출하였다. 대기에 의한 추적자료 지연량들의 변화를 살펴본 결과, 대류층에 의한 지연량은 온도, 상대습도, 압력이 클수록 증가하고, 이온층에 의한 지연량은 최대전자밀로와 주파수에 따라 차이가 나는데, 최대전자 밀도가 증가할수록 지연량은 점점 증가하고, 주파수가 증가할 수록 지연량이 감소함을 알 수 있었다. 또한, 광시간 효과에 의한 추적자료의 지연량은 위성의 고도가 낮을 수록 빠른 궤도운동으로 지연량이 커짐을 알 수 있다.
GPS 전파엄폐는 GPS 전파가 대기에 의해 굴절 및 지연되는 현상에 기초하여 대기의 물리적 특성을 관측하기 위한 원격탐사 기법이다. 2006년 미국과 대만이 공동 개발한 FORMOSAT-3/COSMIC 위성은 하루 2500여건의 전파엄폐 자료를 준실시간으로 제공하고 있으며, 우리나라의 다목적실용위성 5호의 AOPOD(Atmosphere Occultation and Precision Orbit Determination) 시스템은 이중주파수 GPS 수신기 및 전파엄폐 자료수신용 안테나를 장착함으로써 전파엄폐 자료의 획득이 가능하도록 설계되어 대류권과 전리층 연구에 활용될 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 GPS 전파엄폐의 신호처리와 지오메트리 분석기법을 검토하고, 대류권 온습도와 전리층 전자밀도 및 신틸레이션(scintillation) 산출기법을 분석하며, 이러한 전자엄폐 탐측자료를 활용하기 위한 방안으로서 전리층 총전자수 변화를 통한 지진감시와 효율적인 자료서비스를 위한 오픈 API(application programming interface) 구축에 대해 검토하고자 한다.
텅스텐 타겟인 양극의 각도에 의존하는 X-선관 집속관의 전자빔 초점 크기를 오페라-3차원/스칼라(OPERA-3D/SCALAR) 프로그램을 이용하여 구하였다. 시뮬레이션 분석은 X-선관을 음극과 양극 그리고 4영역을 나누어 유한요소법을 적용하였다. X-선 집속관의 필라멘트로부터 방출되는 열전자 궤적은 전자밀도 분포함수에 따라 양극에 도달할 때 실초점으로 집속되고 양극에 부딪쳐서 유효 초점 크기로 X-선을 발생하게 된다. 전자빔 실초점 크기는 X-선 집속관 모양을 결정짓는 폭, 길이, 높이를 조절하여 줄일 수 있었고, 양극각도의 크기에 따라 미세하게 변하였다. 양극각도가 $10^{\circ}{\sim}17^{\circ}$에서는 전자빔 실초점 크기를 $70{\mu}m$ 이내로 유지하였고, 가장 최소 초점크기는 $15^{\circ}$에서 실초점 크기가 $40{\mu}m$로 나타났다. 최적화된 X-선 집속관의 변수들로 시뮬레이션하는 열전자의 방출 궤적을 분석하여 얻은 마이크로 크기인 실초점을 활용하는 새로운 의료 영상진단기기 개발이 가능할 것으로 보여진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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