• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.115.1-115.1
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• 2013

4세대 방사광 가속기에 설치되는 out-vacuum 언듈레이터 진공용기는 내경 5.2 mm, 길이 5 m인 매우 얇고 긴 형태로 제작된다. 좁은 간격의 언듈레이터 진공용기를 지나는 전자의 진행을 용이하게 하기 위해서는 높은 내부 진공도와 매끄러운 내부 표면이 요구된다. 현재 시제품으로 제작된 언듈레이터 진공용기의 요구 진공도는 Pave < $5{\times}10^{-7}$ mbar이며, 내부 표면 거칠기는 Ra < 150 nm 이하이다. 언듈레이터 진공용기는 알루미늄을 압출하여 제작한 후 초정밀 기계가공으로 제작하였다. 본 논문에서는 현재까지 수행한 공정 개발 결과를 정리하여 보고하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2012

차세대 가속기용 언듈레이터 진공용기는 In-vacuum 또는 out-vacuum 형태로 제작되며 out-vacuum 언듈레이터 진공용기는 얇고 길이가 긴 모양을 가진다. 이 진공용기는 완전한 비자성체가 요구되므로 주로 알루미늄 합금재로 제작된다. 또한 언듈레이터의 자석 간극은 그 중심에서 자기장의 세기가 극대화 되도록 최대한 근접하게 제작하기 때문에 진공용기의 단면도 이에 따라 매우 작고 또 진공용기의 두께도 매우 얇아야 만 한다. 현재 설계하고 있는 PAL-xFEL x-선 언듈레이터 용 진공용기는 내부 단면의 최대 크기가 5.2 mm, 두께는 $0.5mm{\pm}0.05mm$ 이고 길이 6,000 mm에서 그 평탄도가 0.1 mm 이하가 되어야 한다. 이 같은 진공용기를 제작하기 위하여서는 초정밀 압출, 후 평탄화 공정, 내표면 경면 처리, 초정밀 기계가공, 진공용접이 핵심공정이다. 본 논문에서는 알루미늄 6063-T5을 재료로 이 같은 초정밀 진공용기를 제작하는 전체 공정에 대한 국외 기술 동향과 국내 적용 가능한 공정을 조사하여 보고하고자 한다.

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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2013

10 Gev의 빔에너지를 가지는 4세대 방사광 가속기의 hard X-ray구간에는 약 200 m의 언듈레이터 홀이 건설 중이며, 내부에는 길이 5 m의 언듈레이터와 1m의 언듈레이터 사이구간이 연속적으로 배치되어 있다. 이 구간에는 언듈레이터를 비롯하여 phase shifter, quadrupole, BPM 등이 설치되는 진공용기가 있으며, 이 진공용기는 최적화된 환경을 제공하기 위해서 매우 얇고 긴 형태로 제작되며 각 구간마다 빔손실이 발생하지 않도록 설계가 되어야 한다. 여기에서는 현재 실험 및 설계 중인 언듈레이터 챔버와 사이구간의 진공시스템에 대하여 소개하고, 현재까지 수행한 결과와 앞으로의 진행방향에 대해 다루고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.230-230
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• 2012

제4세대 가속기용 언듈레이터 진공용기는 길이가 긴 반면에 그 단면은 매우 작고 또 정밀하게 제작되어야 한다. 이 진공용기는 알루미늄을 재료로 압출법으로 일차 모양을 만든 후에 정밀 기계가공으로 제작한다. 언듈레이터 제작을 성공적으로 수행하기 위하여서는 길이 6,000 mm에서 평탄도 0.1 mm, 두께 0.5 mm를 가지는 정밀 진공용기 제작 공정을 확보하여야 한다. 포항 가속기 연구소 진공팀에서는 이 같은 초정밀 진공용기를 제작하기 위한 정밀 압출, 초정밀 기계가공 공정을 개발하고 있으며 공정 개발용 1차 시제품을 제작하고 있다. 본 논문에서는 현재까지 수행한 공정 개발 및 그 결과를 정리하여 보고하며 앞으로의 개발 과정도 다루고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2012

방사광 가속기의 좁은 간격 언듈레이터 진공용기를 지나는 전자의 진행을 방해하는 wakefield 효과를 최소화하기 위해서는, 진공용기의 내부 표면이 매끄럽게 제작되어야 한다. 알루미늄 진공용기의 일반 압출 직후 내부 표면 거칠기는 이러한 요구 조건을 만족하지 못하며, 다양한 표면처리를 통하여 원하는 표면 조도를 얻을 수 있다. 여기서는 일반 압출 공정만 거친 시료와 압출 이후 표면처리를 거친 시료의 내부 표면 조도를 비교하였다.

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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.259-259
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• 2013

4세대방사광 가속기의 언듈레이터 사이에 설치되는 사극자석 진공용기는 내경 12 mm, 길이 300 mm인 매우 얇고 긴 형태로 제작되어야 하며, 비자성체이면서 전기 전도도와 내부 표면 거칠기 또한 우수하여야 한다. 스테인리스강 316 L EP 튜브는 비자성체로써 기계가공성 및 내부 표면 거칠기가 우수하다. 또한 내부에 DC Magnetron Sputtering을 통하여 알루미늄 층을 형성함으로써 높은 전기 전도도를 확보할 수 있다. 여기서는 스테인리스강 316 L EP 튜브를 이용하여 손쉽게 사극 자석 진공용기를 제작한 후, Cylindrical Magnetron Sputtering System을 구성하여 내부에 균일한 알루미늄 층을 증착하는 공정에 대해 설명하려고 한다. 또한 치밀한 알루미늄 산화막을 형성하는 공정에 대하여 현재까지 수행한 결과를 정리하여 보고하며 앞으로의 개발 과정도 다루고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.205.1-205.1
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• 2014

4세대 가속기 언듈레이터 진공용기는 길이가 6 m이고 내경이 $7{\times}11mm$로 매우 좁아서 내부 표면의 경면연마가 까다롭다. 미국이나 독일의 경우 입자유동연마 방법으로 표면 거칠기와 표면 산화막 두께를 요구되는 수준으로 낮췄다. 이 방법을 적용해 본 결과, 연질의 알루미늄 표면에 스크레치 및 피트 발생율이 높고 고비용에 처리시간이 길다는 단점이 있었다. 포항가속기에서는 입자유동연마와 병행하여 화학연마 방법으로 관경이 좁은 형상이나 길이에 구애받지 않고 긴 진공용기 크기의 약품조가 없이 표면연마 할 수 있는 장치를 고안하였다. 이 장치는 표면조도 개선 목적의 화학연마, 표면 산화막 두께 개선, 세척 및 건조장치가 한 시스템으로 구성되어 큰 약품조와 수세조가 필요하지 않다는 장점이 있어서 입자유동연마 공정을 대체할 수 있는 방법으로 기대된다. 본 발표에서는 화학연마 장치에 대해 소개하고 연마 전 후 표면조도와 산화막 개선 결과에 대해서 논하고자 한다.

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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.257-257
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• 2013

4세대 방사광가속기를 2014년 말 건설 완공 목표로 언듈레이터 시제품 제작하여 테스트 진행과정에 있다. 좁은 틈의 언듈레이터를 지나가는 펄스전자의 진행이 잘되려면 낮은 임피던스가 요구되는데, 전자의 진행을 방해하는 주요 요인으로 진공 표면 거칠기와 산화층 두께에 영향을 많이 받는다. 이러한 영향을 줄이기 위하여 연질의 알루미늄 6063-T6를 재료로 압출공정에 혼합가스를 주입하여 표면 산화를 최소화하였다. 본 실험은 6 m 압출형 진공용기에 압출공정만 거친 것과 유체연마 메디아 종류별, 크기별, 처리시간에 따른 표면개선 효과와 산화층 변화를 알아보았다. 그리고 최종 유체연마 메디아제거 과정에 경면 연마된 표면에 2차 스크레치가 발생하는 원인을 진단하고 이를 방지하기 위한 알코올 주입형 정압시스템을 개발한 것을소개한다.