KSTAR 진공용기 시작품 제작관련 기술분석

조승연(S. Cho),김형섭(H. S. Kim),도철진(C. J. Do),박종학(J. H. Park),사정우(J. W. Sa),엄기원(K. W. Urm),유인근(I. K. Yu),윤병주(B. J. Yoon),이강희(K. H. Lee),인상렬(S. R. In),임기학(K. H. Im),임종연(J. Y. Lim),조창호(C. H. Cho),정영수(Y. S. J 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)

한국중공업(주)에서 수행한 KSTAR 진공용기 시작품 제작이 완성됨에 따라 제작과 관련된 종합기술을 소개하고 분석하여 보았다. KSTAR 진공용기는 국내에서 제작경험이 없는 대형 진공용기이다. 따라서 이번 시작품을 통하여 구조물의 일체성과 원하는 초고진공을 얻기 위한 용접 방법을 시험하여 보았으며, 보강리브와 이중벽, 그리고 다양한 종류의 포트들로 구성된 복잡한 구조물에 대한 가공 및 조립방법을 개발해 내였다. 용접부위에 기본적인 누출시험을 수행하였으며 사용된 용접방법이 시험기준을 통과함을 확인하였다. 또한 시작품의 주 목적중의 하나인 제작 전후 치수변경측정을 통하여 대형 진공용기 조립성 및 제작성을 검토하여 보았다. 이번 시작품 제작을 통하여 발생된 문제점을 파악하고 개선책을 마련함으로써 향 후 KSTAR 진공 용기 본 제품 제작할 때 반영코자 한다. KSTAR vacuum vessel mockup was fabricated by Korea Heavy Industries. The fabrication technology chosen for the mockup is introduced and assessed in this paper. KSTAR vacuum vessel is a huge vacuum chamber of 52 cubic meters never built in this country. Through the experience of the KSTAR mockup fabrication, welding methods for obtaining both ultra high vacuum and structural integrity of the large vacuum chamber are extracted. The fabrication and assembly techniques for the complicated structure composed of reinforced ribs, double walls and various ports are also developed. A nondestructive test on the welding spot was performed and the results show that no major leaks violating the criterion were found. The one of the main objectives of the mockup fabrication is to measure the dimensions of the structure before and after fabrication, which plays an important role in the fabrication and the assembly. By assaying the problems occurred during mockup fabrication, the KSTAR mockup will provide the techniques for the fabrication of the main vacuum vessel.

ISO/TC 112 Vacuum Technology 국제표준 활동

홍승수,신용현,김진태,정광화,최형기,김익수,박완용,Hong, S.S.,Shin, Y.H.,Kim, J.T.,Chung, K.H.,Choi, H.K.,Kim, I.S.,Park, W.Y. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6

국제표준화기구 (International Organization for Standardization, ISO)의 기술위원회의 하나인 ISO/TC 112 (진공기술위원회)에서는 진공펌프, 진공장치, 진공부품 분야의 진공기술의 표준화를 하고 있다. 본 논문에서는 국제표준화기구에 대한 간략한 소개와 함께 진공기술위원회 ISO/TC 112의 조직과 표준화 규격제정절차나 방법 등을 요약하였으며, 또한 국내에서 최근에 제안한 "열음극 진공게이지 사양"과 "진공밸브시험절차" 핵심내용도 간략히 소개하였다. 국제표준화에 대한이해를 돕고 최근 상황을 소개함으로서 한국에서 더 활발히 진공기술이 발전하고 국제표준화를 선도하는데 도움이 되고자 한다. International Standardization for Vacuum pumps, vacuum instruments, and vacuum components has been established at ISO/TC 112 which is a technical committee of ISO (International Organization for Standardization) in the area of vacuum technology. This report shortly summarizes the structure of ISO/TC 112 and its activities on the standardization for vacuum technology. Also it introduces the brief contents of "specifications for hot cathode ionization gauges" and"Test procedure for vacuum valves" which are recently accepted as new proposals. These information on ISO/TC 112 would contribute to activate the development of vacuum technology as well as the participation for the international standardization in Korea.

남.북한 지진 목록을 이용한 한국지진위험도

김소구,이승규 한국지진공학회 2000 한국지진공학회논문집 Vol.4 No.1

본 연구에서는 서기 2년부터 1977년까지 남.북한 역사지진(A.D 2-1904)과 초기 계기 지진(1905-1977) 목록을 이용하여 남한 지진 규모로 재조정된 지진목록을 작성하였다 역사 지진은 과거의 협소한 인구분포로 인해 지진 기록의 누락이 많앗다 지진 위험도를 작성하기 위해 지진 발생분포와 지체구조의 특성을 고려하여 4개의 지진구(seismic province)를 설정하였다. 각 지진구에서 최대 잠재 지진결정은 Gumbel의 최대치 이론을 이용하였다 제 1수정 점근 함수 분포에서 유한 상한 값(finte upper boundary) 의 존재는 각 지진구에서 발생할 최대 잠재 지진의 진원(source)이 유한하다는 사실과 잘 일치한다. 따라서 이를 근거로 각 지진구에서 10년 , 20년, 30년, 50년 이내에 2% 5% 10% 초과 확률을 갖는 최대 규모지진을 추정하였다 또한 각 지진구에서 유한 지진원은 과거에 발생했던 큰 규모의 특정 지진과 지진 지체구조 정보에 근거하여 결정하였다. 연구결과 조선시대(1392-1904) 의 지진위험도에서는 경주 울산지역과 서울과 평양지역을 따라 높은지반 가속도 값을 보이며 경주지역에서 0.24g의 최대 지반 가속도 값으로 나타났다 계기 지진목록(1905-1998)을 이용한 한반도의 지진 위험도에서는 경주, 울산, 대구 지역에서 0.10-0.12g 의 최대 지반가속도 값을 보였다. 그리고 계기 지진 목록(1905-1998) 만을 이용하여 작성한 서울.경기 지역의 지진 위험도에서는 김포, 잠실 , 성남 지역의 한강을 따라 분포하는 충적층과 강남지역의 지반 운동이 한강 이북의 대보 화강암 지역에 비해 비교적 높은 0.09-0.10g의 지반 가속도를 보이는 것이 특징이다.해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.한 소비자 의견은 미국과 한국노인 모두 유니버셜 디자인된 새 설비의 장점을 인정하였다. 욕조와 세면조가 매력적이라 평하였고 샤워조작기가 색상구분으로 도운물과 찬물인지가 편하며, 접이식 의자가 유용하며, 문 달린 욕조의 안전 손잡이와 욕조가장자리를 잡고 안전하게 출입한다고 했다. 그러나 욕조길이와 높이에서 두 나라간에 차가 있어 앞으로 치수에 대한 것이 연구과제로 지적되었다. 3) 욕실 설비 개발 시 유니버셜 디자인 용품에 요구되는 목표는 안전하게 쓸 수 있고, 가령에 따른 신체장애요소가 커버되어 스스로 사용가능하고, 사용상 번거로움이 없어 정신적 스트레스를 주지않는 것이어야 하겠다. 4) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 표준치수의 현 욕조위치에 장착이 가능하여 앞으로 현 주택에의 교체가 가능하였다. 5) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 인체치수와 문화가 다른 두 나라 노인 모두 긍정적으로 평가하여 앞으로의 국제적 보급이 기대되었다.ction factor has been suggested with decreasing power law as a function of rainfall rate. This proposed model uses the entire rainfall rate distribution as input to the model, while the ITU-R and DAH model approaches only use a single 0.01% annual rainfall rate and assume that the attenuation at other probability levels can be determined from that single point distribu

고주파 인가시의 KSTAR ICRF 안테나의 진공특성

배영덕,곽종구,홍봉근,Bae, Young-Dug,Kwak, Jong-Gu,Hong, Bong-Geon 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.3

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. The vacuum characteristics of the KSTAR ICRF antenna were experimentally investigated. The fabricated antenna was installed in the RF Test Chamber(RFTC) which has a vacuum system with an effective pumping speed of 1015 l/s. The time variations of RFTC pressure, total gas load and ultimate pressure were measured before the RF test. RF conditioning effect was studied by repeating RF pulses at low power level. A time variation of the RFTC pressure was measured during a RF power was applied to the antenna. Threshold pressure at which a RF breakdown occurs was investigated. Whenever the pressure was higher than $10^{-4}$ mbar, the RF breakdown occurred. During a long pulse testing, the temperature of the antenna and RFTC pressure were measured to investigate long pulse limitation of the maximum available voltage without any cooling, which were compared with testing results with a water cooling of the antenna.

얼음극 전리진공계 특성연구

홍승수(S. S. Hong),정광화(K. H. Chung),신용현(Y. H. Shin),임종연(J. Y. Lim),이상균(S. K. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4

전달표준기(transfer gauge)로 사용되는 열음극 전리진공계의 교정을 위하여 초고진공표준기의 압력비(pressure ratio), 오리피스 콘덕턴스, 그리고 porous plug 콘덕턴스 측정에 대한 연구를 수행하였다. 이 표준기를 이용하여 제조회사가 다른 두 개의 전리진공계를 7×10^(-7) ~4×10^(-3) Pa 압력구간에서 아르곤 가스를 사용하여 교정하였다. 그 결과 extractor 전리진공계의 고진공과 초고진공 사이에서 압력에 따른 비직선성의 차이는 4%로 나타났고, stabil 전리진공계는 3% 정도로 나타났다. Extractor 전리진공계의 경우 기체의 감도를 적절히 조절해서 사용하면 진공계 자체 불확도인 10% 이내의 오차범위에서 사용이 가능함을 알 수 있었다. 또한 stabil 전리진공계는 별도의 감도 조절을 하지 않고도 최대 4% 오차범위에서 사용이 가능함을 알 수 있었다. To establish the calibration system of hot cathode ionization gauges as transfer gauges, researches were concentrated on measurements of the pressure ratio, the orifice conductance as well as the porous plug conductance of a ultrahigh vacuum standards system. Two ionization gauges obtained from two different vendors were calibrated in the pressure range of 7×10^(-7) to 4×10^(-3) Pa by injecting argon gas into the standards system. As a result, a 4% difference was revealed in non-linearity of the extractor ionization gauge due to the pressure difference between high vacuum and ultrahigh vacuum, and 3% for the stabil ionization gauge. It has been understood that the extractor ionization gauge is able to be used within the 10% error, the uncertainty of the extractor ionization gauge, if properly regulating the sensitivity of the gas. The stabil ionization gauge was also proved to be useable in the maximum error margin of 4% without the control of the gas sensitivity.

PLS 2 GeV 선형가속기의 진공계통 설계

김임경(Y. K. Kim),오형석(H. S. Oh),이인준(I. J. Lee),박주식(J. S. Bak),남궁원(W. Namkung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.1

본 논문은 포항가속기연구소에서 건설중인 PLS 2 GeV 선형가속기 진공계통의 설계에 관한 것이다. PLS 2 GeV 선형가속기의 진공계통은 길이 3.07m인 42개의 가속관과 길이 약 400m의 도파관으로 구성되어 있다. 진공장치의 배치는 충분한 지역적 배기능력을 고려한 분산 배기방식으로 다지관 방식의 기계적 복잡성을 단순화하였다. 진공계는 가속관 중심과 도파관에서 5×10^(-7)Torr, 클라이스트론 출력창에서 5×10^(-8)Torr까지 배기되도록 설계하였다. 주 진공펌프로는 가속관과 도파관 및 에너지 배가장치에 대하여 각각 용량이 60 l/s와 120 l/s인 sputter 이온펌프를 사용하기로 하였다. This paper describes the vacuum system design for the PLS 2 GeV linac which is now under construction at Pohang Accelerator Laboratory (PAL). The vacuum system of the PLS 2 GeV linac consists of fourty two 3.07 m long accelerating columns and about 400 m long waveguide network. The configuration is adopted by the distributed pumping method to simplify the mechanical complexity from the manifold method. The vacuum system is designed to evacuate the accelerator to the pressure of 5×10^(-7) Torr at the center of the each column and of 5×10^(-8) Torr at the klystron output window. The main pumps are: one 60 l/s sputter ion pump for each accelerating column, two 120 l/s sputter ion pumps for the waveguide system and the energy doubler for each module.

10-¹¹ Torr의 초고진공 실현

유운종(U.J. Yoo),이재선(J.S. Lee),김명길(M.K. Kim),서성기(S.K. Suh) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.1

초고진공 시스템을 구성할 때 고려할 요소는 진공용기의 세척과 표면조도, 진공용기의 재질, 기타 방출 기체의 요인이다. 초고진공용기를 전해연마 처리하였으며, 처리한 진공용기의 표면조도를 표면조도기(surface profiler)로 측정하였다. 진공용기는 직경이 300 ㎜이고 높이는 720 ㎜로 하였다. 설치한 초냉각 펌프로 18시간 배기 후 2.9×10^(-10)Torr를 얻었으며, 계속해서 초고진공용기를 250℃에서 60시간 baking후 최저도달 압력이 3.08×10^(-11)torr에 도달하였다. 누드이온게이지를 이용하여 초고진공용기의 최저도달압력과 누출비를 측정하였다. The factors considered in building the ultrahigh vaccum system were the cleanliness and roughness of chamber surface, chamber material species and other source of outgassing. Electropolishing has been applied to a UHV chamber. The roughness of treated surface was measured by surface profiler. The dimension of the chamber were 300 ㎜ in inner diameter and 720 ㎜ in length. With a cryopump installed, a pressure of 2.9×10^(-10)torr was obtained after 18 hours of pumping. The base pressure of the UHV chamber was reached 3.08×10^(-11)torr after baking the chamber at 250℃ for 60 h. Two nude B-A ion gauge were employed to measure the base pressure and the leak up rate of the UHV chamber.

A Study of Non-uniform Pressure Distribution in Vacuum Chamber during Dynamic Gas Flow

Wakil Khan(와킬 칸),K. S. Hong(홍기성),S. S. Hong(홍승수) 한국진공학회(ASCT) 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.6

진공챔버는 진공게이지 교정, 산업에서의 재료처리 등 여러 가지 다양한 용도에 맞게 적용이 가능하다. 이 진공챔버 내부에서 가스가 유입되는 과정에서의 진공도는 일정하게 유지하기가 힘들다. 산업체 응용에서뿐만 아니라 연구과정에서도 진공챔버 내부에 가스가 유입되는 동안의 내부압력분포와 최대도달 평형압력을 아는 것이 매우 중요하다. 이러한 진공챔버 내부의 압력 불균형을 감소시키기 위해서 가스 주입구 부분에 baffle을 이용하는 방법이 있다. 현재 지속적인 기체흐름이 있는 진공챔버 내부의 기체흐름의 작용에 관해 0.1 Pa~133 Pa 영역에서 불규칙한 압력을 최소화하기 위한 baffle plate의 효과에 대해 연구하였다. 최대편차는 가스 주입구 부분에서 나타나는 압력으로 baffle plate가 전환흐름영역에서 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. Vacuum chambers have wide application for a variety of purposes such as material processing, vacuum gauge calibration, etc. As the dynamic pressure generated in such chamber is non-uniform, in many industrial as well as research processes, it is vital to know the non-uniform gas distribution with associated gas flow regimes and the ways of minimizing these pressure non-uniformities. In the present work, the behavior of gas flow in a vacuum chamber, during continuous gas flow, is described in the pressure range 0.1-133 Pa and the effect of baffle plate in minimizing the pressure non-uniformities is investigated. It was observed that maximum deviations in the pressure occur near the gas inlet point and that the effect of baffle plate in minimizing the pressure non-uniformities is more obvious in the transitional flow regime.

진공기술 발전의 역사

정광화 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.3

스크류 형 건식진공펌프 기술 현황 및 응용

노명근,황태경,박제우,Noh, Myung-Keun,Hwang, Tae-Kyoung,Park, Jea-Woo 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.4

반도체 및 디스플레이 공정과 같이 진공의 높은 청결도의 진공이 필수적으로 요구되어 지는 산업분야가 확대됨에 따라 건식진공펌프의 중요성은 급격히 증대되어 왔다. 다단루츠형 진공펌프와 함께 건식진공펌프 양대 축의 하나를 형성하는 스크류형 건식진공펌프는 공정부산물 발생이 많은 고 난이도 응용분야에서 그 장점을 발휘하여 왔다. 최근 들어 에너지 효율이 획기적으로 개선된 스크류형 건식진공펌프의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이 총설논문에서는 스크류형 건식진공펌프의 전반적 기술사항들을 살펴보고 실제 반도체 공정에의 응용 및 스크류형 건식진공펌프의 향후 발전 방향에 대하여 살펴보았다. As the industry requiring clean vacuum condition like semiconductor and display manufacturing expands, importance of dry vacuum pumps has been increased. Screw-type dry vacuum pump, occupying major share with multi-stage roots pump in dry-pump market, has big strength specially in harsh application area accompanying serious by-product accumulation. Recently, development in screw-type pump has been focused on improving energy efficiency. In this article, technology of screw-type dry vacuum pump is reviewed and the requirement for actual industrial application is considered. In addition, the expected evolution for screw-type dry pump in near future is also described.