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핵융합 플라즈마의 비선형 자기수력역학적 불안정성 시뮬레이션을 위한 방법 소개
김재현(Kim Jayhyun) 한국산업응용수학회 2009 한국산업응용수학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.5
고온 핵융합을 목표로 하는 토카막 장치에서는 플라즈마 자체의 거시적인 안정성을 해치는 다양한 물리현상들이 존재하게 된다 [1]. 이런 물리현상들을 기술하는데 광범위하게 사용되는 magnetohydrodynamics (MHD)는 고려하고자 하는 물리현상들에 따라 ideal MHD, resistive MHD, two fluid MHD 등 몇 가지 세부 모델들로 다시 나뉘게 된다 [2]. 본 연구에서는 토러스 형태의 기하학적 구조를 가지는 토카막 장치에서 resistivity와 viscosity를 고려한 resistive MHD 모델을 다루기 위한 수치적 기법들을 소개하고 실제 운영 중인 실험 장치에서 일어나는 수준의 시공간적 해석을 위해 요구되는 시뮬레이션 환경에 대해 고찰하고자 한다.
전자오븐을 이용한 간편하고 연속적인 마이크로파 발생 장치 개발
권기청(Gi-Chung Kwon),김재현(Jayhyun Kim),김정희(Junghee Kim),이효석(Hyo-Suk Yi),전상진(Sang-Jean Jeon),허승희(Songwhe Huh),최원호(W. Choe) 한국진공학회(ASCT) 2000 Applied Science and Convergence Technology Vol.9 No.3
KAIST-TOKAMAK에서 재현성이 좋은 저항가열 플라즈마를 발생시키는데 필요한 전이온화(pre-ionization)에 응용하기 위해 2.45 ㎓ 마그네트론을 사용하여 간편한 마이크로파 발생장치를 개발하였다. 장치에 사용한 마그네트론은 출력 500 W, 주파수 2.45 ㎓이며, 일반적인 가정용 전자오븐(microwave oven)에 사용된다. 기존의 가정용 마그네트론은 음극(cathode)과 양극(anode)사이에 걸리는 고전압이 60 ㎐의 주기를 갖기 때문에 약 16 ㎳ 마다 약 8 ㎳ 동안만 주기적으로 마이크로파를 발생한다. 이 마그네트론을 사용하여 토카막 전이온화에 충분할 정도로 연속적으로 발생되는 마이크로파를 얻기 위해서 음극과 양극사이에 개량된 회로로 리플전압이 작은 DC 고전압(5㎸, 1 A)을 인가하였다. 본 논문에서는 주기적으로 생성ㆍ소멸하는 ECH 플라즈마와 연속적인 ECH 플라즈마를 발생시켜 랑뮈어탐침과 광증배관(PMT)을 이용한 이온 포화전류와 H_α 방출(emission)을 측정하여 마이크로파 발생장치의 특정을 조사하였다. In order to utilize as a pre-ionization means for reproducible ohmic plasma on KAIST-TOKAMAK, a simple, safe, economical and continuous microwave source has been developed using a home kitchen microwave oven. The magnetron used in the study can provide 500 W of power at 2.45 ㎓. A conventional magnetron in a home kitchen microwave oven generates microwave for 8 ㎳ at every 16 ms periodically due to the periodic (60 ㎐) high voltage applied to the magnetron cathote. In order to generate continuous microwave which is suitable for tokamak pre-ionization, the magnetron operation circuit has been modified using a DC high voltage (5 ㎸, 1 A) power supply. It provides high-voltage with small ripple for magnetron cathode bias. Using the developed magnetron system, electron cyclotron resonace heated (ECH) plasmas were produced and the characteristics of the system were studied by diagnosing the ECH plasma using Langmuir probe and H_α emission diagnostics.