• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권1호
• /
• pp.292-300
• /
• 2024

Kinetic simulations have been performed on an Inertial Electrostatic Confinement Fusion (IECF) device. These simulations were performed using the particle-in-cell (PIC) method to analyze the behavior of ions in an IEC device and the effects of some parameters on the Confinement Time (CT). CT is an essential factor that significantly contributes to the IEC's performance as a nuclear fusion device. Using the PIC method, the geometry of a two-grided device with variable grid radius, the number of cathode grid rings, variable pressure and different dielectric thickness for the feed stalk was simulated. In this research, with the development of previous works, the interaction of particles was simulated and compared with previous results. The simulation results are in good agreement with the previous results. In these simulations, it was found that with the increase of the dielectric thickness of the feed stalk, the electric field was weakened and as a result, the confinement time was reduced. On the other hand, with the increase of the cathode radius, the confinement time increased. Using the results, an IEC device can be designed with higher efficiency and more optimal CT for ions.

• 공업화학
• /
• 제29권6호
• /
• pp.635-644
• /
• 2018

리튬 이온 배터리는 휴대용 전자 제품, 전기 자동차 및 그리드 규모의 에너지 저장 장치 등과 같이 일상 생활에서 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 최근 높은 에너지 밀도, 경량 및 저비용과 같은 상업적 요구를 만족하는 리튬 이온 배터리 전극 소재 개발을 위하여 상당한 노력이 진행되어 오고 있다. 이 총설에서는 리튬 이온 배터리 양극 및 음극 재료의 원리와 최근 연구 동향을 요약하였으며, 특히 전극 소재의 설계 및 고급 특성화 기술을 강조하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.48-48
• /
• 2010

현재 포항가속기연구소의 선형가속기에서 운전되고 있는 모듈레이터는 클라이스트론의 펄스 전원을 공급하는 펄스 전원공급 장치로서 출력은 최대 400 kV, 500 A, $7.5\;{\mu}s$의 펄스를 S band 클라이스트론에 공급한다. 모듈레이터의 고전압펄스 약 40 kV을 스위칭 하기위하여 진공스위치인 싸이라트론 스위치를 사용하고 있다. 모듈레이터 시스템에서 Jitter 발생 요인을 살펴보면, 대부분 싸이라트론 스위치회로에서 발생된다. 싸이라트론이 유발시키는 Jitter는 약 10 ns 이하이므로 매우 적다고 할 수 있다. 스위치의 Jitter가 적음에도 불구하고 모듈레이터 시스템에서 Jitter가 크게 발생한다면, 싸이라트론의 음극(cathode)에서 양극(anode)으로 흐르는 전자빔을 제어하는 Control Grid(G1 & G2)의 pulse 전압의 Jitter가 크기 때문이다. 싸이라트론 Grid 2에 공급되는 pulse 전압의 Jitter를 줄이는 것은 필수적이라 하겠다. 진공스위치인 싸이라트론 Grid에 pulse 전압을 공급하는 싸이라트론 드라이버 시스템의 안정화가 중요하므로 시제품 설계시 안정성을 충분히 고려하였다. 본 발표에서는 시제품으로 제작한 Thyratron Drive System의 기능 및 측정결과에 대해서 기술하고자 한다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제52권3호
• /
• pp.171-179
• /
• 2019

We have developed a numerical model to analyze flow dynamics and heat transfer characteristics of the cooling water in a circular rotating magnetron cathode by a moving boundary grid method realized in a commercial multiphysics package, CFD-ACE+. The numerical model is composed of a target, dual mass rotating cathode and cooling water connections. When the inlet and outlet of the cooling water are offset by the same distance from the rotation axis, the temperature at the center is higher by $50^{\circ}C$ at maximum. At 5 mm away from the target surface, the temperature profile showed typical center high characteristic. At heat input of 30 kW, the maximum temperature change of the cooling water hits $6^{\circ}C$ within 0.5 sec under 60 rpm. With a cooling water configuration of center in/edge out, the temperature of the center region of the target gets lowered. Within 100 seconds of plasma operation time, the cooling water temperature keeps getting higher.

• 한국표면공학회지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.225-233
• /
• 2007

Effects of alloying elements on the corrosion layer formation of Pb-grid/active materials interface has been researched for improvement of corrosion resistance of Pb-Ca alloy. For this research, various amounts of alloying elements such as Sn, Ag and Ba were added to the Pb-Ca alloys and investigated their corrosion behaviors. Batteries fabricated by using these alloys as cathode grids were subjected to life cycle test. Overcharge life cycle test was carried out at $75^{\circ}C$, 4.5 A, for 110 hrs. with KS standard (KSC 8504). And then, after keeping the battery with open circuit state for 48 hr, discharge was carried out at 300A for 30 sec. Corrosion morphology and interface between Pb-grid and active materials were investigated by using ICP, SEM, WDX, and LPM. Corrosion layer of Pb-Ca alloy got thicken with increasing Ca content. For Pb-Ca-Sn alloy, thickness of corrosion layer decreased as Sn and Ag content increased gradually. In case of Pb-Ca-Sn-Ba alloy, thickness of corrosion layer decreased up to 0.02 wt% Ba addition, whereas, it was not changed in case of above 0.02 wt% Ba addition.

• 전기학회논문지
• /
• 제61권7호
• /
• pp.1001-1006
• /
• 2012

This paper presents a carbon nanotube (CNT) triode-structure field emitter as an ion source in a micro time-of-flight mass spectrometer(TOF-MS). In the ion source by field emission, the electrons emitted from cathodes under an electric field accelerated to the anode and ionize gas molecules by impact before arriving the anode. The generated positive ions are to be accelerated to the ion collector. Whereas most of ions are drawn to the cathodes in diode field emitters, a grid in the triode field emitter prevents the ions from being drawn to the cathodes. The triode field emitter is fabricated by micromachining. The cathode is composed of six CNT cylinders. The total size of the fabricated device is $8.0{\times}7.3{\times}1.9mm^3$. The anode and the grid current of the fabricated CNT field emitter were measured for various anode and grid voltages. When the anode and the grid voltages are 1000 V and 990 V, respectively, the emission current passing through the ionization region is 8.6 ${\mu}A$, which is a sufficient emission current for ionization and mass spectrometry.

• 한국가스학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.40-48
• /
• 2000

연료전지는 일정하게 유지되는 전극-전해질계의 공정에 의해 연료와 산화제의 화학에너지를 전기에너지로 끊임없이 전환시킬 수 있는 전기화학장치이다. 인산형 연료전지는 전해질로 진한 인산염을 사용한다. 연료전지 시스템에서 가장 중요한 부분인 스택은 연료의 산화가 일어나는 anode, 산화물의 환원이 일어나는 cathode, 그리고 anode와 cathode를 분리시키고 이온을 전도시키는 전해질로 이루어져 있다. 연료전지의 성능은 시스템의 환경에 따른 작동 및 디자인 변수들에 의해 좌우된다. 따라서 연료전지의 핵심부분이라 할 수 있는 스택의 성능향상을 위하여 전산유체역학 코드를 이용한 스택에 대한 3차원적 모델링 및 전기화학반응이 포함된 모사를 수행하였다. 이로부터 산화제의 유량변화에 따른 스택 내부에서의 연료, 산화제 및 생성물의 농도, 그리고 반응에 의해 생성된 열의 전달에 의한 스택의 온도 분포 및 변화를 전산유체 코드인 FLUENT를 이용하여 계산하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.392-392
• /
• 2011

Carbon nanotubes (CNT) emitter has widely become an attractive mechanism that draws growing interests for cold cathode field emission.$^{1,2}$ CNT yarns have demonstrated its potential as excellent field emitters.$^3$ Extensive simulations were carried out in designing a CNT yarn-based cathode assembly. The focal spot size dependence on the anode surface of the geometric parameters such as axial distance of the electrostatic focus lens from the cathode and the applied bias voltages at the cathode, grid mesh and electrostatic focus lens were studied. The detailed computer simulations using Opera 3D electromagnetic software$^4$ had revealed that a remarkable size of focal spot under a focusing lens triode type set-up design was achieved. The result of this optimization simulation would then be applied for the construction of the CNT yarn based micro-focus x-ray tube with its field emission characteristics evaluated.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권10호
• /
• pp.967-972
• /
• 2003

직경 5 cm cold hollow cathode 이온원을 박막의 이온보조증착법 또는 이온보조반응법에 사용하기에 적합한 이온빔으로 넓은 면적을 균일하게 조사할 수 있는 이온원을 설계, 제작하기 위한 방안으로 연구하게 되었다. 이온원은 글로우 방전을 위한 음극과 이온화 효율의 증가를 위한 자석, 플라즈마 챔버, 그리드 전극으로 이루어진 이온광학시스템, 직류전원공급장치로 이루어진다. 전자인출전극의 구조 및 형태로 구분하여 한개의 노즐로 이루어진 (I) 형태와 복수개의 노즐로 변형된 (II) 형태로 제작하였다. 서로 다른 구조의 전자인출전극 (I)형태와 (II) 형태를 부착한 이온원에 beam profile을 측정한 결과 (I) 형태의 전자인출전극을 부착한 경우에는 이온원의 중심에서 140 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 측정되어 졌으며, 외곽으로 멀어질수록 급격히 전류밀도가 감소하여 균일한 영역(최대값의 90%)은 직경 5 cm로 측정되어졌다. (II) 형태로 변형되어진 이온원의 경우 중심에서 65 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 (I) 형태와 비교하여 상대적으로 낮은 전류밀도가 측정되었지만 외각으로 멀어졌을 경우에도 전류밀도는 완만하게 감소하여 균일한 영역은 직경 20 cm로 측정되었으며, 본 연구목적에 부합되는 특성이 측정되었다. 이온빔 균일도가 증가한 (II) 형태의 전자인출전극을 부착한 이온원으로 주입하는 아르곤 가스량의 변화, 이온광학시스템의 플라즈마 그리드 전극과 가속 그리드 전극 간격의 조절, 이온빔 에너지 변화에 따른 beam profile 및 특성을 괸찰하였다.

• Journal of Information Display
• /
• 제2권3호
• /
• pp.72-77
• /
• 2001

Amorphous silicon thin-film transistors (a-Si TFTs) were incorporated into Mo-tip-based triode-type field emitters and diode-type ones of carbon nanotubes for an active-matrix cathode (AMC) plate of field emission displays. Also, we developed a novel surface-treatment process for the Mo-tip fabrication, which gleatly enhanced in the stability of field emission. The field emission currents of AMC plates on glass substrate were well controlled by the gate bias of a-Si TFTs. Active-matrix field emission displays (AMFEDs) with these AMC plates were demonstrated in a vacuum chamber, showing low-voltage matrix addressing, good stability and reliability of field emission, and highly uniform light emissions from the anode plate with phosphors. The optimum design of AMFEDs including a-Si TFTs and a new light shield/focusing grid is discussed.