• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
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• pp.361.1-361
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• 2001

• 핵융합뉴스레터
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• 통권35호
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• pp.1-8
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• 2007

ITER 협정 비준동의안 통과/핵융합&플라즈마 연구개발 성과/김우식 부총리 축사/KSTAR 10대 기술성과/KSTAR TF·PF 전류전송계 진공배기 시험 성공/핵융합 연구동향/국제협력/워크샵.세미나/내방인사/대중과 함께하는 핵융합/NFRC 이모저모/

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2003년도 추계학술발표대회 요약집
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• pp.243.1-243.1
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• 2003

• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.72-80
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• 2010

KSTAR ICRF 시스템에서 안테나 전류띠 간 커플링에 의한 전류띠의 전압, 전류 분포 변화와 전류띠 간 전력 전달에 의한 공명현상 그리고 전송선상의 이상 전압 분포 등을 예측하거나 분석하는 것은 그것의 안정적이고 신뢰성 있는 운전을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 전류띠 간 커플링에 의한 현상들을 이해하기 위해 ICRF 안테나에서 측정한 S-parameter를 커플링이 고려된 8포트 전송선회로 모델에 적용하여 전류띠의 전송선 회로 모델을 완성하였다. 완성된 전송선 회로모델의 자체유도계수, 상호유도계수, 전기용량성 등은 전류띠의 유한한 길이로 인하여 2D 모델의 값보다 작은 것으로 나타났다. 커플링이 고려된 전류띠의 전송선 회로모델은 공명루프와 결합되어 있는 KSTAR ICRF 시스템의 운전에 활용될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.559-559
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• 2013

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 장치는 차세대 에너지원 중의 하나인 핵융합로를 위한 과학기술 기반을 마련하기 위해 개발된 중형급 토카막 실험장치로서 토카막 운전 영역의 확장과 안정성 확보, 정상상태 운전 도달을 위한 방법 연구, 최적화된 플라즈마 상태와 연속 운전 실현 등을 주요 목표로 하고 있다. 이를 위해 핵융합 반응에 의한 점화조건과 가까운 상태로 플라즈마를 가열해주어야 하며, 토카막 장치의 저항가열 이외에도 외부에서 추가 가열이 반드시 필요하다. 중성 입자빔 입사 장치는 현재 토카막에서 사용되고 있는 가열장치 중 가장 신뢰성있는 추가 가열 장치라 할 수 있으며 한국 원자력연구원에서는 1997년부터 KSTAR 토카막 실험 장치에 사용될 중성 입자빔 입사 장치를 개발해왔었다. 중성빔 입사 장치는 크게 이온원, 진공함, 열량계, 진공 펌프, 중성화 장치, 이온덤프와 전자석으로 이루어져 있으며, 이중 이온원은 중성빔의 성능을 좌우하는 핵심적인 장치라 할 수 있다. 최근 한국원자력연구원에서는 2 MW 중성 입자빔 입사장치용 이온원 개발을 완료하여 KSTAR 토카막 장치에 설치하였으며, 2013년 현재 KSTAR에는 총 두 개의 이온원이 장착되어 최대 약 3 MW 이상의 중수소 중성 입자빔을 입사하여 KSTAR 토카막 실험의 H-mode 달성과 운전 시나리오 연구에 많은 기여를 하고 있다. 한국원자력연구원에서 최초로 개발된 이온원은 미국 TFTR 장치에서 사용되었던 US LPIS (Long Pulse Ion Source)를 기본으로 하여 국내 개발을 수행하였다. 이 온원은 크게 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와 발생된 이온을 인출 및 가속시키는 가속부로 구성되는데, 개발과정에서 가장 먼저 KSTAR의 장주기 운전에 적합하도록 플라즈마 방전부와 가속부의 냉각회로를 요구되는 열부하에 맞게 설계 수정하였다. 그 후 플라즈마 방전부는 방전 시간과 안정성, 플라즈마 밀도의 균일도, 정격 운전, 방전 효율 등을 고려하여 수정 보완하며 개발을 진행하여왔다. 가속부의 경우 국내 제작기술의 한계를 극복하기 위해 빔 인출그리드를 TFTR의 US LPIS 모델의 슬릿형 그리드 타입에서 원형 인출구 타입으로 변경하였으며, 이후 가속 전극의 고전압 내전력 문제, 빔 인출 전류와 전력, 인출 빔의 광학적 질(quality), 빔 인출 시간 동안의 안정성 등을 위해 그리드의 크기와 간격, 모양 등을 변경하여 개발을 수 행하여 왔다. 이 논문은 한국원자력연구원에서 개발이 진행되어 왔던 이온원들을 시간적으로 되짚어 보면서 현재까지의 성과와 문제점, 그리고 앞으로의 개발 방향에 대해 논의하고자 한다.

• 핵융합뉴스레터
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• 통권46호
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• pp.20-21
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• 2010

영화 "타이타닉"으로 유명한 제임스 카메론 감독의 "아바타"는 개봉 후 약 40일 만에 한국관객 1,000만 명을 돌파하며 흥행에 성공했다. 개봉 후 반년이 지난 지금까지도 영화에 대한 다양한 논의가 계속되고 있는 것은 물론 관객의 눈을 사로잡는 화려한 입체 영화 즉, 3D 영화의 새로운 장을 열어 더욱 의미가 큰 "아바타". 게다가 한국의 인공태양 KSTAR 장치의 기본 원리가 숨어 있어 그것을 찾아보는 재미까지 쏠쏠하니, 다시 한 번 판도라 행성으로 떠나 보자.

• 핵융합뉴스레터
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• 통권46호
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• pp.14-15
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• 2010

국내 유일의 초전도 선재 제조업체인 KAT(대표이사 한상덕)는 철저한 품질관리와 높은 기술력을 보유하고 있어 KSTAR 제작에 참여하여 그 실력을 인정받았다. 이번 ITER 사업에도 KSTAR에 참여했던 노하우를 살려 ITER 건설을 위한 국내조달 품목 중 하나인 초전도 선재 총 58톤을 공급하기로 계약을 체결한 KAT. 세계적으로도 일부 제조 회사만이 생산 가능한 나이오븀틴($Nb_3Sn$) 초전도 선재를 제작해내는 KAT를 만나본다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.153-159
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• 2007

KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

• 설비공학논문집
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• 제27권3호
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• pp.158-168
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• 2015

To create an ultra-high vacuum state at the KSTAR, the temperature of plasma facing component and vacuum vessel should be maintained at $300^{\circ}C$ and $110^{\circ}C$ respectively at a baking phase. The purpose of this research is obtaining the target baking temperatures. Experiments were performed to investigate the temperature characteristics of PFC and VV at the baking phase. Thermal network analysis was used to find heat transfer rates among PFC, VV and other components, and this analysis was verified by using the experimental data. The required heating energy of the PFC and the heating and cooling energy of the VV for the target baking temperatures were found to be 346 kW, 28 kW, and 136 kW, respectively.

• 한국진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.285-292
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• 1998

KSTAR 토카막용 진공용기는 토러스형으로써 내부에 사람이 들어가 작업할 수 있 는 큰 종단면을 갖고 있다. 이 용기는 불순물이 적은 깨끗한 플라즈마 발생을 위해 기저압 력이 초고진공이어야 하며 각종 플라즈마 대향부품을 포함해서 용기전체를 $350^{\circ}C$까지 베이 킹하는 것으로 계획되어 있다. 진공용기의 형태가 삼차원적으로 복잡하고 토카막 가동중 용 기에 걸리는 다양한 임을 해소하기 위해 지지구조물이 설치되어 있으며 균일한 온도분포를 만들기 어려워서 베이킹시 큰 열응력이 발생할 것으로 예상된다. 이 논문에서는 진공용기의 불균일한 온도분포를 만들기 어려워서 베이킹시 큰 열응력이 발생할 것으로 예상된다. 이 논문에서는 진공용기의 불균일한 온도분포와 지지구조의 구속조건에 따라 열응력이 어떻게 변하는가를 살펴보고 가능한 해결책을 제시하려고 한다.