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        • KCI등재

          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.

        • 우주부품 시험용 진공챔버 운용 현황

          이상훈,이상윤 한국진공학회 2021 한국진공학회 학술발표회초록집 Vol.2021 No.2

          한국항공우주연구원과 한국산업기술시험원에서는 우주급 핵심부품의 국산화 개발을 통한 국가 우주개발 수준향상을 위하여 국내 우주기업들의 부품 국산화를 지원하고자 우주부품 전문 시험인증 센터를 구축하였다. 특히, 고진공과 고온, 극저온으로 대변되는 우주환경에서의 부품 적합성을 확인하기 위하여 베이크 아웃 챔버, 열진공챔버를 구축 운영하고 있다. 2019년 구축 후, 운영 중인 우주부품시험센터의 진공챔버 운용 결과에 대해 고찰해보고자 한다.

        • KCI우수등재

          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.

        • KCI등재

          2002년 12월 10일 규모 3.6 철원지진의 진원요소 및 파상분석

          김우한,박종찬,함인경,김성균,박창업 한국지진공학회 2003 한국지진공학회논문집 Vol.7 No.5

          2002년 12월 10일 발생한 철원지진에 의해 기록된 지진파의 파상(phase)분석을 하고, 진원위치, 발생시간, 지진규모 등의 진원요소를 연구하였다. 이 연구에서는 기상청과 한국지질자원연구원의 지진관측망에 의해 기록된 속도 및 가속도 자료를 사용하였다. 이 지진은 휴전선 이북에서 발생한 관계로 휴전선 이남에서 직접파인 Pg가 기록된 관측소는 5곳에 불과하다. 또 굴절파의 초동파인 Pn은 대부분의 관측소에서 구분하기 어렵다. 이러한 이유로 진원 결정에서 기존의 방법으로는 오차가 클 가능성이 있다. 기록된 각 파의 구분을 위하여 Kim et a1. 개발한 파상 분석법과 주시곡선을 사용하여 P 및 S파의 직접파, 반사파 및 굴절파를 구분하였다. 진원위치 및 발생시간을 결정하기 위하여 기존의 방법에서 사용되는 Pg, Pn, Sg, Sn 파 외에 PmP 및 SmS 파를 추가로 사용하여 정확도를 증가시켰다. 진앙거리 200km 미만의 11개 자료로 결정한 철원지진의 진앙은 북위 38.81도, 동경 127.22도, 그리고 진원 깊이는 12.0km이며, 발생시간은 7시 42분 51.4초(한국시간)이다. Richter의 지진규모 정의에 따라 계산된 각 관측소의 평균적 지진규모는 M_{L} 3.6이다. 이 규모는 기상청과 한국지질자원연구원에서 결정한 규모보다는 각각 0.2와 0.5만큼 작다

        • KCI우수등재

          PLS 선형가속기 진공계의 운전특성

          김임경(Y. K. Kim),박용정(Y. J. Park),김경렬(K. R. Kim),남궁원(W. Namkung) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4

          PLS 선형가속기 진공계는 콜라이스트론 첨두출력 54 ㎿, 펄스폭 4.1 ㎲, 반복율 10 ㎐의 마이크로파 전력 공급상태에서 2.6×10^(-6) Pa의 진공도를 유지하고 있으며, 45℃ 운전조건에서 마이크로파 전력이 공급되지 않았을 때 진공도는 2.4×10^(-6) Pa이다. 설치 초기에 30×10^(-11) Torr-l/sec-㎠ 이었던 가스방출율은 각 가속단위마다 약 140 GJ의 마이크로파 에너지가 전파된 현재 1×10^(-12) Torr-l/sec-㎠ 이다. 주 장비로 사용중인 이온펌프는 모두 포화된 상태이며 60 l/s, 120 l/s, 230 l/s 이온펌프의 유효배기속도는 운전 영역에서 각각 45 l/s, 65 l/s, 140 l/s 이다. 진공계 운전중 야기된 문제점들로는 이온펌프 및 진공 게이지 전원제어기의 오동작, 에너지 배가장치의 출력창, 전자총 및 가속관 종단부하의 진공누출 등이었다. 최근 일년간 총 41회에 140.8시간운전 중지를 경험하여 98%의 가용도 (availability)를 나타내었다. 추후 시험중인 도파관 밸브와 개발중인 가속관 종단부하가 설치된다면 가용도를 99.5% 이상으로 증가시킬 수 있을 것으로 기대한다. The vacuum system of PLS linac provides average pressure of 2.6×10^(-6) Pa under high power microwave loading of 54㎿ peak with 4.1 ㎲ pulse width and 10㎐ repetition rates. The base pressure of system is 2.4×10^(-6) Pa with 45°C cooling water. The outgassing rate of the system is decreased from 3×10^(-11) Torr-l/see-㎠ at the initial stage after installation to 1×10^(-12) Torr-l/see-㎠ at present. Total accumulated microwave energy dose is about 140 GJ per module. All ion pumps are working under saturated regime and effective pumping speeds of 60 l/s, 120 l/s, 230 l/s ion pumps are 45 l/s, 65 l/s, 140 l/s under the operating range. Main problems occurred in recent year are troubles of ion pump controller and vacuum gauge controller, vacuum leak of energy doubler window and electron gun ceramic, and water leak in the dummy load of accelerating columns. Total of 41 troubles with 140.8 hours down time give good system availability of 98%. Down time can be reduced by high power waveguide valves and water dummy loads under development, and then availability is expected to be increased up to 99.5%.

        • KCI우수등재

          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.

        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          비선형 연약지반을 고려한 약진에 의한 비탄성 응답스펙트럼

          김용석 한국지진공학회 2003 한국지진공학회논문집 Vol.7 No.4

          Seismic design codes developed taking into account the strong earthquakes may result in unnecessary economical loss in the low seismic area, and the importance of the performance based design considering the soil-structure interaction is recognized for the reasonable seismic design. In this study, elastic and inelastic seismic response analyses of a single degree of freedom system on the soft soil layer were performed considering the nonlinearity of the soil for the 11 weak earthquakes scaled to the nominal peak accelerations of 0.07g and 0.11g. The seismic response analyses were performed in one step applying the earthquake motions to the bedrock, utilizing a pseudo 3-D dynamic analysis software of the soil-structure system. The study results indicated that seismic response spectra of a system assuming the rigid base or the linear soil layer does not represent the true behavior of a structure-soil system, and it is necessary to take into account the nonlinear soil-structure interaction effects and to perform the performance based seismic design for the various soil layers, having different characteristics, rather than to follow the routine design procedures specified in the design codes for the reasonable seismic design. The nonlinearity of the soft soil excited with the weak seismic motions also affected significantly on the elastic and inelastic seismic response spectra of a system due to the nonlinear soil amplification of the earthquake motions, and it was pronounced especially for the elastic response spectra. 강진을 고려한 지진설계 규준은 약진지역에서는 불필요한 경제적 손실을 가져올 수 있고, 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능기준 설계가 합리적인 지진설계를 위해서 중요하다는 것이 인식되었다. 이 연구에서는 연약지반 위에 놓인 단자유도계의 탄성, 비탄성 지진응답 해석을 지반의 비선형성을 고려하여 최대지진가속도를 0.07g와 0.11g로 조정한 11개 약진에 대해 수행하였다. 지진응답해석은 지반-구조물체계에 대해 유사 3차원 동적해석 프로그램으로 암반에 지진기록을 입력하여 한 단계에 일괄적으로 수행하였다. 연구 결과에 의하면 고정지반이나 선형지반을 가정한 지진응답 스펙트럼은 구조물-지반체계의 실제적인 거동을 보여주지 못하는 것으로 나타났으며, 합리적인 지진설계를 위해서는 지진규준에 정해진 일상적인 설계절차에 따라서 수행하는 것보다 다른 성질을 가진 여러 지반에 대해서 성능기준 지진설계를 수행하는 것이 필요하다. 약진을 받는 연약지반의 비선형성도 입력지진동을 증폭시켜 탄성, 비탄성 지진응답 스펙트럼에 심하게 영향을 미쳤으며, 그 현상은 특히 탄성 응답스펙트럼에서 두드러졌다.

        • Vacuum Safety

          주장헌,Ju, Jang-Heon 한국진공학회 2015 진공 이야기 Vol.2 No.2

          진공 배기 시스템에 위험한 환경을 초래할 수 있는 모든 가능성을 찾아 낼 수는 없지만 누적된 현장 경험과 연구 결과에 맞추어 최대한 필요한 안전 조치들을 취해야 한다. 진공 배기 시스템이나 그 구성품들에 대한 심각한 파손을 유발하는 공통적인 요인들은 발화성 물질의 점화나 진공 배기 시스템의 배기구 막힘에 의해 발생한다. 따라서, 진공 펌프와 진공 시스템의 안전한 가동과 사용을 위해서는 다음과 같은 것들을 반드시 준수하여야 한다. ${\blacksquare}$ 발화성, 폭발성 공정 물질을 사용하는 진공 배기 시스템은 정규 유지 보수 작업(PM) 후 첫 번째 배기 과정은 매우 천천히 진행하여 진공 배기 시스템 내부에 급격한 난류가 형성되지 않도록 해 주어야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 배기 시스템 내에서 발화성 물질들의 농도가 발화 영역(flammable zone, potentially explosive atmosphere)에 들어가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서는 불활성 가스를 이용하여 진공 펌프와 진공 배기 시스템의 가동 예상 조건이나 고장 환경하에서 안전한 농도 이하로 희석시켜야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 장착되어 사용되는 밸브 등의 기계적 부품들이나 공정에 사용되는 물질과 공정 부산물들(by-products)로 인하여 배관, 필터 배기구 등이 막히지 않도록 하여야 한다. ${\blacksquare}$ 공정에 사용되는 물질들, 특히 산소($O_2$), 오존 ($O_3$) 등의 산화제 농도가 높을 때는 오일 회전 배인 진공 펌프(Oil rotary vane vacuum pump)에 미네랄(mineral) 오일을 사용하지 말아야 하며, PFPE(Perfluoropolyether) 오일을 사용하여야 한다. 시판되는 진공 펌프 오일 중 비발화성(non-flammable)으로 표기된 오일이라고 하더라도 산화제(oxidant)의 농도가 체적비로 30 % 넘는 공정 환경에는 사용하지 말아야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 의해 배기되는 물질들이 물($H_2O$)과 격렬하게 반응하는 경우는 물이 아닌 다른 냉각제를 사용하여야 한다. ${\blacksquare}$ 안전하지 않다고 판단되는 상황에서는 해당 전문가의 조언이나 해당 전문가의 직접적인 현장 도움을 통해 문제를 해결하여야 한다.

        • KCI등재

          KSTAR 전류전송계통 진공배기계 구축 및 시운전

          우인식,송낙형,이영주,곽상우,방은남,이근수,김정수,장용복,박현택,홍재식,박영민,김양수,최창호,Woo, I.S.,Song, N.H.,Lee, Y.J.,Kwag, S.W.,Bang, E.N.,Lee, K.S.,Kim, J.S.,Jang, Y.B.,Park, H.T.,Hong, Jae-Sik,Park, Y.M.,Kim, Y.S.,Choi, C.H. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6

          KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 전류전송계 (Current Feeder System)는 4.5 K의 저온에서 운전되는 초전도자석과 300 K의 실온에서 운전되는 전원장치 (Magnet Power Supply)를 전기적으로 연결하는 장치이다. 전류전송계는 최대 35 kA의 DC 전류가 인가되는 TF 자석용 및 350초간 20$\sim$26 ㎄의펄스 전류가 인가되는 PF 자석용으로 분리되어 있으며 리드박스 내부는 전류인입선, 초전도버스라인, 열차폐체 및 냉각라인 등이 설치되어 있다. 리드박스와 초전도버스라인 진공덕트는 KSTAR 주장치와는 별도로 진공배기 시스템이 구축되어있으며, 전체적으로 아령 형상을 하고 있는 진공공간을 효율적으로 진공배기하기 위하여 버스라인 덕트와 주장치 저온용기 사이에 진공 분리막 (Vacuum Separator)이 설치되어 있다. 진공배기를 위한 초벌배기계는 로터리펌프 및 부스터펌프 (Mechanical Booster Pump)로 구축되었으며 고진공 배기계는 4대의 크라이오펌프 (Cryo-pump)로 구축되었다. 진공장치 운전을 위해 PLC 기반의 로컬 제어시스템을 구축하였고 장치 안전을 위한 자체 인터록과 중앙인터록 시스템 및 중앙제어연계시스템이 함께 구축되어 있다. 전류전송계 설치완료 후 진공배기 시운전을 통해 배기시스템의 자가진단 및 리드박스 내부에 설치되어 있는 헬륨배관의 진공누설검사를 완료하였으며, 액체질소를 사용하여 전류인입선 냉각시험을 완료하였다. Current feeder system (CFS) for Korea superconducting tokamak advanced research(KSTAR) project plays a role to interconnect magnet power supply (MPS) and superconducting (SC) magnets through the normal bus-bar at the room temperature(300 K) environment and the SC bus-line at the low temperature (4.5 K) environment. It is divided by two systems, i.e., toroidal field system which operates at 35 kA DC currents and poloidal field system wherein 20$\sim$26 kA pulsed currents are applied during 350 s transient time. Aside from the vacuum system of main cryostat, an independent vacuum system was constructed for the CFS in which a roughing system is consisted by a rotary and a mechanical booster pump and a high vacuum system is developed by four cryo-pumps with one dry pump as a backing pump. A self interlock and its control system, and a supervisory interlock and its control system are also established for the operational reliability as well. The entire CFS was completely tested including the reliability of local/supervisory control/interlock, helium gas leakage, vacuum pressure, and so on.

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