• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.295-296
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• 2006

Prototype NBI(Neurtal Beam Injector), which Is tested at KAERI(Kaeri Atomic Energy Research Instutide), is the facility for tokamak plasma Ignition of the advanced nuclear fusion KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research). New NBI facility, which is the part of KSTAR tokamak, will be constructed during next three years. This investigation is focused on the preliminary test to construct the control system for KSTAR NBI, before KSTAR NBI facility is constructed.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.425-426
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• 2017

본 논문은 미래 녹색에너지원으로 주목받는 핵융합에너지 개발 장치인 한국형 초전도 핵융합 연구로(KSTAR : Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)의 가열장치인 중성입자빔(NBI : Neutral Beam Injector) 장치를 소개하고, 2016년 KSTAR 실험에서 빔 에너지 90/70/80 keV, 빔 출력 3.81 MW, 70.6초의 최대 장 펄스와 빔 에너지 95/90/90 keV, 빔 출력 5.13 MW, 10.6 초로 입사 운전한 NBI 장치 실험 결과를 정리한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.32-39
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• 2011

FPS(Filament Power Supply), one of the KSTAR NBI(Neutral Beam Injections) is implemented by full-bridge DC/DC converter. NBI heating device for KSTAR(1.5MW) is developed for heating an ion source of plasma in KSTAR tokmak. The full-bridge DC/DC converter is applied to FPS for isolation with input and output. And FPS is operated with PWM control method which is the most usual method. In this paper, NBI FPS of 4.8kW is simulated by using the PSIM 6.0. And the full-bridge DC/DC converter using IGBTs is fabricated to demonstrate it. The processor DSP 28335 is implemented for digital control.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.485-486
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• 2010

FPS(Filament Power Supply), one of the KSTAR NBI (Neutral Beam Injections) is implemented by full-bridge DC/DC converter. NBI heating device for KSTAR(1.5MW) is developed for heating an ion source of plasma in KSTAR tokmak. The full-bridge DC/DC converter is applied to FPS for isolation with input and output. And FPS is operated with PWM control method which is the most usual method. In this paper, NBI FPS of 4.8kW is simulated by using the PSIM 6.0. And the full-bridge DC/DC converter using IGBTs is fabricated to demonstrate it. The processor DSP 28335 is implemented for digital control.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.425.1-425.1
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• 2016

고온의 플라즈마를 긴 펄스 및 장시간 연속운전 유지기술 개발 및 연구를 위해서는 플라즈마는 더욱 가열되어야 하고, 고온 고밀도의 플즈마 상태를 유지시켜야 한다. 이러한 고성능 플라즈마 개발은 향후 핵융합 에너지의 상용화를 위한 절대필수적 기반기술이다. 현재 KSTAR 토카막에서는 플라즈마를 가열하기 위한 장치들 중 하나로서, 출력 6 MW 급의 중성입자빔을 입사하는 NBI (Neutral Beam Injection) 가열장치가 설치 운영 중에 있다. 이 NBI 가열장치는 진공환경에서 고온, 고압, 고전압 방전 및 수냉 등이 작동 및 운전되고 있기 때문에, 구성 부품 들의 미세한 구조적 결함에도 장치의 치명적 failed로 이어질 수 있다. 이번 연구에서는 NBI 가열장치의 특성상 극한 운전 환경에 있는 진공용기 부품 중 하나 인 빔인출을 위한 가속 그리드 (accelerating grid)의 구조적 손상및 결함 여부를 고속중성자 이미지 기법을 적용하여 내부를 투시 진단하였다. 가속 그리드는 copper로 제작되었고, 빔인출을 위한 원형의 구멍과 냉각관을 가진 평면판 형태로 되었다. 본 연구에서 내부투시 및 진단할 수 있는 고속중성자 이미징 기법의 적용으로 진공용기 부품 및 장치의 구조적 결함 및 손상 여부를 판단 가능하다는 연구 결과를 얻었다.

• 한국진공학회지
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• 제8권4B호
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• pp.548-555
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• 1999

The NBI (Neutral BGeam Injection) System for the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) is composed of ion sources, neutralizers, bending magnets, ion dumps, and calorimeter. The vacuum chamber, in which all of the beam line components are enclosed, is composed of differential pumping system for the effective transfer of the neutral beams. The needed pumping speeds of each of the divided vacuum chamber and the optimized gas flow rate ot the neutralizer were calculated with the help of the particle balance equations. The minimum gas flow rate to the ion sources for producing needed beam current (120kV, 65A, 78MW), the pressure distributions in the vacuum chamber for minimizing re-ionization loss, and the beam loss rate on the beam line components were used as the input in the calculation. Also the scenario for short pulse operation was determined by analysing the time dependent equations. It showed that beam extraction during less than 0.5 sec could be made only with TMP.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권3호
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• pp.226-233
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• 2003

The discharge characteristics of a prototype ion source was investigated, which was developed and upgraded for the NBI (Neutral Beam Injection) heating system of KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research). The ion source was designed for the arc discharge of magnetic bucket chamber with multi-pole cusp fields. The ion source was discharged by the emission-limited mode with the control of filament heating voltage. The maximum ion density was 4 times larger than the previous discharge controlled by a space-charge-limited mode with fully heated filament. The plasma (ion) density and arc current were proportional to the filament voltage, but the discharge efficiency was inversely proportional to the operating pressure of hydrogen gas. The maximum ion density and arc current were obtained with constant arc voltage ($80{\sim}100V$), as $8{\times}10^{11}cm^{-3}$ and 1200 A, respectively. The estimated maximum beam current was about 35 A, extracted by the accelerating voltage of 80kV.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권8호
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• pp.793-802
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• 2006

The design concept of a bending magnet to be installed in the KSTAR NBI system is presented. It is the function of a bending magnet that removes unconverted ions from the main beam stream and produces an 8 MW, 120 keV deuterium neutral beam. In order to determine the proper size and shape of the bending magnet, a parametric study on the B-field pattern was carried out by changing the dimensions of the pole face model. In addition, the detailed trajectories of the dominant ion species produced in the beam line were calculated. The electrical and cooling parameters of the coil assembly were also estimated.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.518.1-518
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• 2001

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.36-36
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• 2000

KSTAR 토카막은 보조가열 장치로 2005년까지 1대(최종적으로는 2대)의 중성입자빔 입사장치(NBI)를 설치하여 장치의 기본 설계값에 도달할 예정이다. KSTAR NBI는 3개의 이온원을 가지고 있으며 총 수소 유입량은 70 Torr.L/s인 반면 고속 중성 입자빔량은 모두 11 Torr.L/s로 기체 배기량은 59 Torr.L/s에 달하고 압력은 장소에 따라 10-5~10-6 Torr로 유지되며 총배기속도가 1~2$\times$106 L인 펌프가 필요하다. 이때 크라이오 펌프(cryopump) 방식이 거의 유일한 해결책이라고 할 수 있다. 크라이오 펌프는 고속 입자빔 수송로의 양편에 각각 설치되는데 총면적 30m2 내외의 극저온 냉각판(cryo-pnael)들과 이를 상온 열복사로부터 보호하기 위한 열차폐(thermal shield) 및 흡기구 배플(baffle), 그리고 적절한 냉각장치로 구성된다. 시운전 단계에서는 15K GM 냉동기와 활성탄이 부착된 냉각판을 사용하는 방식과 4K GM 냉동기로 냉각하는 방식이, 최종 운전단계에서는 3.7K 액체 헬륨을 사용하는 방식이 고려되고 있다. 크라이오 펌프의 구조설계에 앞서 우선 배기속도, 흡？량, 작동압력, 냉각판 온도, 열손실량 등 설계사양을 확정하고 정리하는 일이 진행되고 있다. 또 냉각방식과 상관없이 동일한 개념으로 만들어지는 배플과 열차폐의 최적설계를 위한 몬테카를로 계산과 열전도 계산을 병행하고 있다. 이 곳에서는 KSTAR NBI 장치의 주배기계로서 사용될 크라이오 펌프의 설계방향과 전반적인 구조 및 예상성능 등에 대해 발표하려고 한다.