• Nuclear industry
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• v.17 no.8 s.174
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• pp.8-10
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• 1997

이 보고서는 97년 6월 22일~25일까지 대전에서 열린 $\ulcorner$차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR 장치)$\lrcorner$에 대한 물리적 타당성 검증 평가위원회(위원회)의 조사 결과 및 추천 사항을 요약한 것이다. 검증위원은 M. 시마다(위원장, 일본원자력연구소), V. 첸(미국 제너럴 아토믹사), 엄한섭(미국 해상전술연구소), O. 그루버(독일 막스플랑크연구소), E. 마마(미국 MIT 공대), O. 모또지마(일본 국립핵융합과학연구소), 이문종(미국 메릴렌드대), Y. 시모무라(국제열핵융합실험로)이다. 검증 평가위원은 각 분야의 전문가이며 $\ulcorner$KSTAR 물리적 타당성 검증 문서$\ulcorner$ 및 발표 자료를 기초로 검증하였다.

• 핵융합뉴스레터
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• s.37
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• pp.3-4
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• 2007

• Superconductivity and Cryogenics
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• v.7 no.2
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• pp.34-37
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• 2005

• 핵융합뉴스레터
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• s.46
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• pp.12-13
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• 2010

국가핵융합연구소는 국내 기술로 개발된 차세대 초전도핵융합 연구장치 KSTAR 내부에 플라즈마 제어코일을 설치하는 성과를 올렸다. 'ㄷ'자 모양으로 무게 500kg, 길이 8m에 달하는 분할형 제어코일의 KSTAR 내부설치는 고성능의 플라즈마를 얻기 위한 것으로 그 어느 나라도 성공하지 못한 기술적 난제였다. 이번 플라즈마 제어코일 설치 성공은 우리나라만의 독특한 기술을 적용한 대표적인 사례로 프랑스에 건설하고 있는 국제핵융합실험로(ITER)도 역시 KSTAR의 성공사례를 토대로 같은 개념의 플라즈마 제어코일 설치를 위한 설계 변경을 결정했다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2006.06a
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• pp.596-601
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• 2006

Because of insufficiency of energy resources and pollution of environment, it is necessary to develop alternative energy sources. Nuclear fission energy is used widely for source of electric Power but being restricted due to radioactivity problem. Nuclear fission is highlighted as the new generation of nuclear energy and researched worldwide because of low risk of radiation effect. The representatives of fusion research is China's EAST, KSTAR of Korea and ITER of world. Korea Superconducting Tokamak Advanced Research(KSTAR) project is on progress for the completion in August, 2007. In this study, the research of utility system for KSTAR be carried out. The utility system of KSTAR is consist of water cooling & heating system, $N_2$ gas system, DI water system, service water system and instrument air & auto control system. The progress of KSTAR utility system is under commissioning state after construction completion. The optimal operation scenario will be verified during commissioning and adopted to the KSTAR operation.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.04a
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• pp.355-358
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• 2003

본 연구에서는 차세대 초전도 핵융합장치(KSTAR)의 가열장치인 중성입자입사장치(NBI : Neutral Beam Injection) 시스템 중 휨 전자석(Bending magnet)의 중요한 파라메타인 전류에 따른 온도상승값과 B-field의 측정을 행하고 그 결과를 나타내었다. 휨 전자석(Bending magnet)은 중성입자입사장치(NBI) 시스템 중 중성화장치(Neutralizer) 후단에 설치되어, 미처 중성화되지 못한 이온들의 케도를 변경시켜 중성입자와 분리되도록 한 후 이온덤프에서 이들 이온들의 에너지가 흡수될 수 있도록 하는 역할을 한다. 사용전원은 15[V], 1200[A]의 가변전원을 사용하였고 전류값 변화에따른 온도상승값은 thermo couple 신호선을 이용하여 측정하였으며, B-field는 3차원 Gaussmeter를 이용하여 측정을 행하였다. 측정된 결과들은 설계시의 값과 비교분석을 행하여 오차를 줄여나가고자 하였고 향후 NBI 주 진공용기에 장착하여 중성입자입사장치의 개발 수행을 행하게 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.101_102
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• 2009

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Reseach)장치는 차세대핵융합연구장치로써 30개의 초전도자석으로 구성된다. 이 초전도자석에 전원을 공급하게 되는 PF (Poloidal Field) MPS(Magnet Power Supply)는 12상 Pulse 운전을 하게 되는데 이때 $h=kp{\pm}1$의 특성고조파와 90%에 가까운 무효전력이 발생되어 KSTAR 전력계통과 인근 부하장치에 치명적인 영향을 줄 수 있어 고조파와 무효전력을 동시에 보상할 수 있는 최적의 무효전력보상장치의 도입은 필연적이다. 본 논문에서는 KSTAR 1st Plasma 실험시의 무효전력과 고조파를 저감하기 위해 설치했던 즉, 1단계 기계식 스위칭에 의한 RPC(Reactive power compensator)의 보상특성의 평가결과를 기반으로 KSTAR 2009년 Plasma 실험에 대비하여 이의 운전특성과 설치 공간에 따르는 제약 등을 고려하여 최적의 RPC 설계를 도출하기 위해 실시한 TSC(Thyristor Switch Capacitor)기반의 RPC[1] 모의해석 결과와 기술적 사항을 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.10
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• pp.1558-1565
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• 2004

It is important to determine supporting locations for structural stability when a structure is loaded with non-uniform load or supporting locations as well as the number of the supporting structures are restricted by the problem of space. Moreover, the supporting location optimization of complex structure in real world is frequently faced with discontinuous design space. Therefore, the traditional optimization methods based on derivative are not suitable Whereas, Genetic Algorithm (CA) based on stochastic search technique is a very robust and general method. The KSTAR in-vessel control coil installed in vacuum vessel is loaded with non- uniform electro-magnetic load and supporting locations are restricted by the problem of space. This paper shows the supporting location optimization for structural stability of the in-vessel control coil. Optimization has been performed by means of a developed program. It consists of a Finite Element Analysis interfaced with a Genetic Algorithm. In addition, this paper presents an algorithm to find an optimum solution in discontinuous space using continuous design variables.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.11b
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• pp.247-254
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• 2000

The base pressure of vacuum vessel of the KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) Tokamak is to be a ultra high vacuum, $10^{-6}{\sim}10^{-7}Pa$, to produce clean plasma with low impurity containments. For this purpose, the KSTAR vacuum vessel and plasma facing components need to be baked up to at least $250^{\circ}C,\;350^{\circ}C$ respectively, within 24 hours by hot nitrogen gas from a separate baking/cooling line system to remove impurities from the plasma-material interaction surfaces before plasma operation. Here by applying the implicit numerical method to the heat balance equations of the system, overall temperature distributions of the KSTAR vacuum vessel and plasma facing components are obtained during the whole baking process. The model for 2-dimensional baking analysis are segmented into 9 imaginary sectors corresponding to each plasma facing component and has up-down symmetry. Under the resulting combined loads including dead weight, baking gas pressure, vacuum pressure and thermal loads, thermal stresses in the vacuum vessel during bakeout are calculated by using the ANSYS code. It is found that the vacuum vessel and its supports are structurally rigid based on the thermal stress analyses.