• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• v.7 no.1
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• pp.1-7
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• 2003

The pressure distributions in the test stand built for developing KSTAR NBI ion sources were obtained using a network system composed of conductance elements modeling the ion source, the neutralizer, and other beam line components. The allowable regime was defined on the coordinates of the gas supply rate to the ion source and the neutralizer, considering the proper conditions of the three critical parameters, the ion source pressure for good arc discharge, the pressure integral in the neutralizer for sufficient neutralization, and the chamber pressure for minimum neutral beam loss. The neutral beam evolution along the path from the ion source extraction grid to the calorimeter through the neutralizer, the bending magnet and the vacuum chamber was estimated for typical pressure distributions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2006.08a
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• pp.209-209
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• 2006

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.54 no.6
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• pp.2334-2337
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• 2022

Deuterium-tritium reaction is the most promising one in term of the highest nuclear fusion cross-section for the reactor. So it is one of urgent issues to develop materials and components that are simultaneously resistant to high heat flux and high energy neutron flux in realization of the fusion energy. 2.45 MeV neutron production was reported in D-D reaction in KSTAR and regarded as beam-target is the dominant process. The feasibility study of KSTAR to wide area neutron source facility is done in term of D-D and D-T reactions from the empirical scaling law from the mixed fast and thermal stored energy and its projection to cases of heating power upgrade and DT reaction is done.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2002.07a
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• pp.707-710
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• 2002

A 120kV/70A high voltage switch has been installed at Korea Atomic Energy Research Institute in Taejon to supply power with Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) Neutral Beam Injection (NBI) system. NBI system requires fast cutoff of the power supply voltage for protection of the grid when arc detected and fast turn-on the voltage for sustaining the beam current. Therefore the high voltage switch and arc current detection circuit are important part of the NBI power supply and there are much need for high voltage solid state switches in NBI system and a broad area of applications. This switch consisted of 100 series connected MOSFETs and adopted the proposed simple and reliable gate drive circuit without bias supply, Various results taken during the commissioning phase with a 100kW resistive load and NBI source are shown. This paper presents the detailed design of 120kV/70A high voltage MOSFETs switch and simple gate drive circuit. Problems with the high voltage switch and gate driver and solutions are also presented.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.240-240
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• 2011

The first neutral beam injector (NBI-1) has been developed for the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) tokamak. A first long pulse ion source (LPIS-1) has been installed on the NBI-1 for an auxiliary heating and current drive of KSTAR core plasmas. Performance of ion and neutral beam extractions in the LPIS-1 was investigated initially on the KSTAR NBI-1 system, prior to the neutral beam injection into the main plasmas. The ion source consists of a JAEA magnetic bucket plasma generator with multi-pole cusp fields and a set of KAERI prototype-III tetrode accelerators with circular apertures. The inner volume of plasma generator and accelerator column in the LPIS-1 is approximately 123 liters. Final design requirements for the ion source were a 120 kV/ 65 A deuterium beam and a 300 s pulse length. The extraction of ion beams was initiated by the formation of arc plasmas in the LPIS-1, called as an arc-beam extraction method. A stable ion beam extraction of LPIS-1 has been achieved up to an 100 kV/42 A for a 4 s pulse length and an 80 kV/25 A for a 14 s pulse length. Optimum beam perveance of 1.21 microperv has been found at an accelerating voltage of 80 kV. Neutralization efficiency has been measured by using a water flow calorimetry (WFC) method of calorimeter and an operation of bending magnet. The full-energy species of ion beams have been detected by using the diagnostic method of optical multichannel analyzer (OMA). An arc efficiency of the LPIS was 0.6~1.1 A/kW depending on the operating conditions of arc discharge.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.717-718
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• 2004

• 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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• 1999.07a
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• pp.36-36
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• 1999

한국중공업(주)에서 수행한 KSTAR 진공용기 시작품 제작이 완성됨에 따라 제작과 관련된 종합기술을 분석하여 보았다. KSTAR 진공용기 시작품(그림1)은 전체의 1/4섹터인 90도 부분으로서 NBI(Neutral Beam Injection) 포트를 포함하는 45도 섹터와 축소포트(Reduced Port)를 포함하는 45도 섹터를 각각 먼저 제작한 후 두 부분을 용접하여 최종 시작품을 완성하였다. 용접은 SMAW법과 GTAW법 등 두가지 방법을 사용하였으며, 초기 용접시는 용접 면적이 작기 때문에 GTAW법을 이용하였고, 마무리 용접과 같이 용접 면적이 넓고 거친 부분에는 SMAW법을 이용하여 용접하였다. 모든 용접이 완전통과 용접이기 때문에 구조적 안전 면에서 좋으나, 진공측면에서는 다소 미흡한 점이 있다. 시작품은 상하 대칭구조로서 원통부분, 원형부분, 원추부분, 너클부분 (그림2) 등으로 나뉘어 지며 이중 원형품은 금형을 이용하여 성형하였고, 나머지 부분은 굽힘가공 후 절단적업을 하였다. 진공용기 조립은 안쪽과 바깥쪽 내벽부터 용접한 후 폴로이달 리브를 용접하고 외벽을 용접한다. 수평포트와 수직포트를 위해 스터브를 용접한 후 미리 용접해둔 NBI 포트 및 축소포트를 부착시켰다. 용접부위의 누설시험을 위한 방법으로, 용접주위 표면에서 개구하고 있는 홈에 적색 침투액을 침투시켜 침투 후 이 액을 홈의 개구로부터 빨아 내어 용접부위 표면상태에서 실제의 홈의 폭보다 확대한 홈의 지시모양으로 나타내게 하여 누설여부를 알기 쉽게 하는 액체 침투 탐상법을 적용하였다. 지시모양의 크기가 5mm 이상인 부분에 대해서는 재용접을 하였다. 누설 시험으로 초음파 탐상시험이 본제품 제작시 수행되어야 한다. 완성된 시작품에 대해 3군데의 위치에서 각각의 부분들이 용접되기 전과 후에 치수를 각각 측정하여 비교하였다. 또한 포트들에 대해서도 용접 전후 치수를 각각 측정하였다. 이러한 측정은 줄자를 사용하여 측정하였으므로 차 후 3차원 정밀 측정이 수반되어야 한다. 이상과 같이 시작품 제작을 통하여 문제점을 파악하고 개선책을 마련함으로서 향 후 KSTASR 진공용기 본 제품 제작할 때 반영코자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.222-223
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• 2010

KSTAR NBI 시스템은 플라즈마의 온도를 높여 주기 위해 고 에너지의 중성 입자빔을 만들어서 토카막 플라즈마에 투입시키기 위한 중성 입사 장치이다. NBI 아크 전원 공급장치는 토카막 내부에 플라즈마를 만들어 주는 역할을 하는데 본 논문에서는 3상 다이오드 정류기, LC필터, 2.4kW급 6 병렬 벅 컨버터로 설계하여 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.244.1-244.1
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• 2003