• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.72-80
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• 2010

KSTAR ICRF 시스템에서 안테나 전류띠 간 커플링에 의한 전류띠의 전압, 전류 분포 변화와 전류띠 간 전력 전달에 의한 공명현상 그리고 전송선상의 이상 전압 분포 등을 예측하거나 분석하는 것은 그것의 안정적이고 신뢰성 있는 운전을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 전류띠 간 커플링에 의한 현상들을 이해하기 위해 ICRF 안테나에서 측정한 S-parameter를 커플링이 고려된 8포트 전송선회로 모델에 적용하여 전류띠의 전송선 회로 모델을 완성하였다. 완성된 전송선 회로모델의 자체유도계수, 상호유도계수, 전기용량성 등은 전류띠의 유한한 길이로 인하여 2D 모델의 값보다 작은 것으로 나타났다. 커플링이 고려된 전류띠의 전송선 회로모델은 공명루프와 결합되어 있는 KSTAR ICRF 시스템의 운전에 활용될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권6호
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• pp.807-812
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• 2009

An ICRF discharge cleaning and a fast wave electron heating experiment were performed. For automated operation and providing the diagnostics of the ICRF system, the ICRF local network was designed and implemented. This internal network provides monitoring, RF protection, remote control, and RF diagnostics. All the functions of the control system were realized by customized DSP units. The DSP units were tied by a local network in parallel. Owing to the distributed feature of the control system, the ICRF local control system is quite flexible to maintain. Developing the subsystem is a more effective approach compared to developing a large controller that governs the entire system. During the first experimental campaign of the KSTAR tokamak, the control system operated as expected without any major problems that would affect the tokamak operation. The transmitter was protected from harmful over-voltage events through reliable operation of the system.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.317-317
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• 2011

Enhanced ICRF (Ion Cyclotron Range of Frequency) ion heating of H-mode D(H) plasma will be tried in 2011 KSTAR experimental campaign. Minority heating is a main ion heating scheme in the ICRF. Its efficiency increases as the hydrogen minority ratio increases in deuterium plasmas. And it should be sustained at a lower level than the critical minority ratio. Consequently, it is important to elevate the critical ratio to maximize ion heating and it is possible by increasing the ion temperature or parallel wave number (k${\parallel}$) of the antenna. Increasing the k${\parallel}$ is not a good approach since the coupling efficiency decreases exponentially with regard to k${\parallel}$ as well. So the remaining method is to increase ion temperature by using NB (Neutral Beam). Ion heating fraction of NB increases as the electron temperature increases. Therefore, we will try to heat electron by using ECH together with NB ion heating before ICRF power injection. The ICRF heating efficiency will be compared with respect to several NB+ECH+ICRF heating combinations through several diagnostics such as XICS (Xray Imaging Crystal Spectroscopy), CES (Charge Exchange Spectroscopy) and neutron measurement. The theoretical background and the experimental results will be presented in more detail in the conference.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.583-588
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• 1997

For the efficient current drive, the structure of ICRF wave propagation and absorption in a tokamak plasma should be first investigated. In this paper, two dimensional study on FWCD as well as ICRF minority ion heating for the KSTAR [Korea Superconducting Tok Amak Research] [1] plasma was performed using the full wave code of TORIC [2]. The ICRF wave propagation and absorption structures, the competitive power absorption between electrons and ions and the coupling of antenna/plasma are investigated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.207-219
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• 2022

The suppression of high-intensity blob structures in the scrape-off layer (SOL) by ion-cyclotron range of frequencies (ICRF) power, leading to a decrease in the turbulent fluctuation level, is observed first in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) experiment. This suppression effect from ICRF power injection is global in the whole SOL at EAST, i.e. blob structures both in the regions that are magnetically connected to the active ICRF launcher and in the regions that are not connected to the active ICRF launcher could be suppressed by ICRF power. However, more ICRF power is required to reach the full blob structure suppression effect in the regions that are magnetically unconnected to the active launcher than in the regions that are magnetically connected to the active launcher. Studies show that a possible reason for the blob suppression could be the enhanced E_r × B shear flow in the SOL, which is supported by the shaper radial gradient in the floating potential profiles sensed by the divertor probe arrays with increasing ICRF power. The local RF wave power unabsorbed by the core plasma is responsible for the modification of potential profiles in the SOL regions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.218-218
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• 2011

Tokamak 플라즈마는 ICRF 영역에서 외곽 플라즈마 부근에 CUT-OFF밀도가 있으며, 이보다 낮은 밀도에서는 ICRF 전파가 투과하지 못하는 전파 장벽이 존재하게 된다. 이때 전달되는 효율은 안테나 부하저항으로 알 수 있으며, 이는 전파장벽이 낮을수록 큰 값을 갖는다. 따라서, 전파장벽은 에너지 전달 효율을 급격히 떨어뜨리므로 전파 장벽의 특성을 분석하고 이를 낮추는게 매우 중요하다. CUT-OFF 밀도는 자기장, k_par, 구동주파수, 플라즈마 밀도에 의존하게 되고, 측정한 밀도 분포를 통해 전파장벽의 구간을 안다면,이를 이용하여 안테나의 부하저항과의 의존성을 알 수 있다. 본 연구에서는 이러한 외곽 플라즈마 밀도 분포를 얻기 위해 토카막의 언저리 영역에서 플라즈마에 간섭없이 $10^{18}{\sim}10^{19}m^{-3}$의 플라즈마 밀도를 진단할 수 있는 9GHz~30GHz의 microwave를 사용하는 반사계를 설계하였으며,플라즈마 변수와 ICRF 운전 변수에 따른 부하저항의 계산결과와 반사계 시스템 설계에 대한 내용이 발표될 것이다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2003년도 추계학술발표대회 요약집
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• pp.243.1-243.1
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• 2003

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.314-324
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• 2006

KSTAR ICRF 안테나의 진공특성을 실험적으로 조사하였다. 제작된 안테나를 총 유효배기속도 1015 l/s의 진공펌프가 장착된 시험용 진공용기에 설치하였으며, 고주파 시험하기 전에 시간에 따른 압력 변화, 총기체 부하, 도달 진공도 등을 측정하였다. 낮은 출력의 고주파를 반복적으로 인가함으로서 세정 효과를 확인하였다. 안테나에 고주파를 인가하여 시험하는 동안 진공도 변화를 측정하였으며, 압력 상승에 의해 방전이 유발되는 한계 압력을 조사하였다. 본 안테나의 경우 고주파 인가 중에 진공용기의 압력이 $10^{-4}$ mbar 이상이 되면 방전이 일어났다. 장펄스 시험에서 안테나의 온도와 시험용 진공용기의 압력을 측정하여 안테나를 냉각하지 않은 상태에서 운전이 가능한 전압을 조사하였으며, 냉각했을 때의 결과와 비교하였다.

• 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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권2호
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• pp.595-602
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• 2023

The EAST ICRF system operating space has been extended in power and phase control with a low-level RF system for the new double-strap antenna. Then the multi-step power and periodic phase scanning experiment were conducted in L-mode plasma, respectively. In the power scanning experiment, the stored energy, radiation power, plasma impedance and the antenna's temperature all have positive responses during the short ramp-ups of P_L;ICRF. The core ion temperature increased from 1 keV to 1.5 keV and the core heating area expanded from |Z| ≤ 5 cm to |Z| ≤ 10 cm during the injection of ICRF waves. In the phasing scanning experiment, in addition to the same conclusions as the previous relatively phasing scanning experiment, the superposition effect of the fluctuation of stored energy, radiation power and neutron yield caused by phasing change with dual antenna, resulting in the amplitude and phase shift, was also observed. The active control of RF output facilitates the precise control of plasma profiles and greatly benefits future experimental exploration.