• 제목/요약/키워드: Klystron

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EPICS를 이용한 가속기 RF 제어시스템 개발 (EPICS Based RF Control System for PAL Storage Ring)

  • 윤종철;박홍집;이진원;최진혁;남상훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2239-2241
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    • 2003
  • A new RF control system of Pohang Accelerator Laboratory (PAL) storage ring is a subsystem upgraded PAL control system, which is based upon Experimental Physics and Industrial Control System (EPICS). There are 5 control components, Low Level RF System (LRS), Klystron System, Circulator System, Cavity System, Local Cooling Water System (LCW) at the storage ring of PAL. The new RF control system for the storage ring has been under development for one years, first versions of individual VME (Versa Module Europa) Input/output modules under construction and system integration begun. In this system, VMEbus-based hardware is widely used for front-end controllers (FDS), Input/output controller (IOC). A number of Programmable Logic Controller (PLC) and SUN workstations are also used for Operator Interfaces (OPI) in the control system. This paper describes the development VME I/O module to the new control system and how the design of this new system.

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L-band 산업용 가속기 RF 증폭기의 전원장치를 위한 제어기 개발 (Klystron and Modulator Controller for L-band Industrial Accelerator System)

  • 권세진;손윤규;장성덕;오종석;조무현;남궁원;정기형;이경태;박상욱
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1468-1469
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    • 2007
  • 포항가속기 연구소에서는 RIS 프로젝트 사업과제의 일환인 L-band 산업용 전자빔 가속기의 제작 및 기술개발 연구를 철원의 물리기술연고소 주관으로 수행하고 있다. L-band 산업용 전자빔 가속기는 전자빔에 의한 고분자개질 공정, 농수산물의 멸균 및 의료기기의 멸균 등에 적용이 가능하다. 포항가속기연구소에서는 10 MeV급 산업용 전자빔 조사장치에 적용되는 RF증폭기용 펄스 전원장치인 모듈레이터를 설계, 제작을 하였다. 펄스 전원장치인 이 모듈레이터 시스템은 평균 출력 60 kW, 펄스폭 7 us, 펄스반복율 300 Hz의 L-band 상업용 RF 증폭기 전원장치이며, RF 증폭기로 사용되는 클라이스트론은 Thales 사의 TV2022D를 사용하였다. 본 논문에서는 펄스 전원장치인 모듈레이터의 운전과 인터록을 위한 제어장치의 개발과 제작에 대하여 논하고자 한다.

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고출력 펄스응용을 위한 고전압 펄스변압기 최적설계 (Design Optimization of High-Voltage Pulse Transformer for High-Power Pulsed Application)

  • 장성덕;강흥식;박성주;한영진;조무현;남궁원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1297-1300
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    • 2008
  • A conventional linear accelerator system requires a flat-topped pulse with less than ${\pm}$ 0.5% ripple to meet the beam energy spread requirements and to improve pulse efficiency of RF systems. A pulse transformer is one of main determinants on the output pulse voltage shape. The pulse transformer was investigated and analyzed with the pulse response characteristics using a simplified equivalent circuit model. The damping factor ${\sigma}$ must be >0.86 to limit the overshoot to less than 0.5% during the flat-top phase. The low leakage inductance and distributed capacitance are often limiting factors to obtain a fast rise time. These parameters are largely controlled by the physical geometry and winding configuration of the transformer. A rise time can be improved by reducing the number of turns, but it produces larger pulse droop and requires a larger core size. By tradeoffs among these parameters, the high-voltage pulse transformer with a pulse width of 10 ${\mu}s$, a rise time of 0.84 ${\mu}s$, and a pulse droop of 2.9% has been designed and fabricated to drive a klystron which has an output voltage of 284 kV, 30-MW peak and 60-kW average RF output power. This paper describes design optimization of a high-voltage pulse transformer for high-power pulsed applications. The experimental results were analyzed and compared with the design. The design and optimal tuning parameter of the system was identified using the model simulation.

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Characterization of the Hydrogen Reservoir for a High Power Gas Switch

  • 이병준;박성수;김상희;권세진;장성덕;문용조;주영도;김창범;황일문;신승환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.547-547
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    • 2013
  • This paper presents the understandings carried out for the installation of the hydrogen reservoir of the multi-gap pseudospark switch under developing for the accelerator applications. As a cold cold cathode switch, the pseudospark switch could replace the thyratron switch which has hot cathode and being used well currently in the high power field such as laser and accelerator applications. Especially in the klystron modulator, the key component is a switch which mostly defines the jitter and the instability of the modulator system. To get the less jitter and the instability, we need to find proper range of the pressure for the gas discharge inside gas switch. This could be achieved by the understanding of the characteristic of the nonevaporable getter (NEG) which is used as a hydrogen reservoir for the switch. Therefore we verified the characteristics of the NEG (St 172, Saes) and its installation in the switch. Finally we controlled the getter to find best pressure point for the pseudospark switch.

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XFEL를 위한 기존의 펄스전원공급장치 개선 연구 (Study of Pulse Generator used Inverter HV Power Supply)

  • 박성수;김상희;김성철;황정연;한영진;최진혁;김홍근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2146-2148
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    • 2005
  • The 2.5GeV linac of the Pohang Light Source(PLS) is planed to be converted to a XFEL. The PAL XFEL requires a new 1.2-GeV linac that will be combined to the existing linac to increase a beam energy upto 3.7GeV. This stability is mainly determined by a low level RF drive system and klystron-modulators. The stability level of the modulator has to be improved 10 times better to meet the pulse stability of 0.02 %. The regulation methods such as traditional de-Qing and precision inverter charging technology are reviewed to find out suitable upgrade scheme of the modulators. In order to obtain electron beam of the consequently stability for XFEL linac, the pulse-to-pulse beam voltage regulation is less than +/-0.5%. To get the reliable stability of the modulator which is less than +/-0.2%, a charging section is improved in a modulator which has been operated with inverter power supply and de-Q'ing.

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선형가속기의 10년간 관리 자료를 바탕으로 한 통계분석 (Statistical analysis of failures of a medical linear accelerator over ten years)

  • 주상규;허승재;한영이;서정민;김원규;김태종;박영환
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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    • pp.158-161
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    • 2004
  • 방사선 치료의 핵심 장비인 선형가속기의 10년간 관리 기록을 분석하여 효율적인 관리 지표로 활용하고자한다. 장비의 장애 요인을 다각적으로 분석하기위해 고장 원인을 치료기 부위별로 세분했고 각각이 미치는 영향을 세 단계로 구분하여 조사했다. 또한 장비 사용량이 고장에 미치는 영향을 분석하기 위해 년도별 치료 환자수와 고장건수, 중요 부속의 평균 수명 등을 분석했다. 10년간 전체 고장건수는 587건 이였으며 이중 조사헤드부의 고장이 20%를 자치해 가장 높게 나타났으며 고장이 미치는 영향에 의한 분석에서는 일시적 장애해 당하는 중간 정도의 고장이 41%를 차지해 가장 높게 나타났다. 장애 영향이 가장 큰 조사 불가능 상태의 고장은 가속부에서 49%로 가장 높게 나타났으며 고장과 관련된 지표는 사용연수 및 치료건수와 밀접한 관계를 나타냈다. 중요 부속의 평균 수명은 클라이스트론과 싸이라트론의 경우 치료건수가 증가함에 따라 교체 주기가 빨라져 각각 제조사 권고치의 42%, 83% 수준이였다. 안정적인 치료서비스 제공을 위해서는 사용 연수가 증가함에 따라 장비 관리의 필요성이 더욱 중요시 되어야하며 10년간 장비 관리기록을 통해 얻은 각종 지표가 향후 효율적 관리의 좋은 지침이 될 것으로 사료된다.

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선형가속기의 10년간 가동률과 고장률에 관한 통계분석 (Statistical Analysis of Operating Efficiency and Failures of a Medical Linear Accelerator for Ten Years)

  • 주상규;허승재;한영이;서정민;김원규;김태종;신은혁;박주영;여인환;최동락;안용찬;박원;임도훈
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제23권3호
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    • pp.186-193
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    • 2005
  • 목적: 방사선치료의 핵심 장비인 선형가속기의 10년간 고장 기록을 분석하여 효율적인 관리 지표로 활용하고자 한다. 대상 및 방법: 1994년 4월부터 2004년 12월까지 10년 8개월간 의공기술과에서 기록한 장비 수리일지와 사용자가 기록한 업무일지의 내용을 통계분석을 통해 관리실태를 분석했다. 장비 장애 요인을 다각적으로 분석하기 위해 고장 원인을 치료기 부위별로 세분했고, 고장 발생 시 치료업무에 미치는 영향에 따라 세 단계로 구분하여 조사했다. 또한, 장비 사용량이 고장에 미치는 영향을 분석하기 위해 연간 치료 환자 수와 고장건수, 중요 부속의 평균 수명, 수리비용 등을 분석했다. 결과: 10년간 발생한 전체 고장건수는 587건이였으며, 이중 조사헤드부의 고장이 전체 건수의 $20\%$ 차지해 가장 높게 나타났고, 고장이 미치는 영향에서는 일시적 장애에 해당하는 '조사능력 저하'상태의 고장이 $41\%$를 차지해 가장 높았다. 고장 부위에 따른 장애 영향 분석에서는 장애 등급이 가장 높은 '조사 불가능'상태의 고장이 가속부에서 전체 건수의 약 $10\%$를 차지해 가장 높게 나타났으며, 고장과 관련된 각종 지표 및 수리비용은 사용연수 및 치료건수가 증가함에 따라 함께 증가했다. 중요 부속의 평균 수명은 클라이스트론과 싸이라트론의 경우 치료건수가 증가함에 따라 교체 주기가 빨라져 각각 제조사 권고치의 $42\%,\;83\%$ 수준이었다. 결론; 안정적인 치료서비스 제공을 위해서는 사용 연수가 증가함에 따라 장비 관리의 필요성이 더욱 중요시되어야하며, 10년간 장비 관리기록을 통해 얻은 각종 지표가 향후 예방적 관리의 좋은 지침이 될 것으로 생각된다.방사선으로 인한 폐손상 시에 항섬유증 약물로의 사용가능성을 확인하였다.방향으로 2.1 mm, 그리고 SI 방향으로 1.7 mm이다. 결론: 연구 결과 SSD, CLD, 클립의 움직임 및 isocenter의 위치변화 측면에서 분석될 경우 그다지 큰 오차는 발생하지 않았음을 보여준다. 그러므로 본 연구결과 유방암 환자의 경우 진단용 CT를 사용한다 하더라도 준비오차는 모의 CT를 사용하는 경우와 비교하여 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나 모의치료와 CT스캔 사이의 준비오차를 감소하기 위해서는 CT 영상 획득 시 환자 위치고정에 특별한 주의를 기울여야 한다.EX>$\alpha/\beta$=10인 경우 $62.0\~121.9\;Gy_{10}$ (중앙값: $93.0\;Gy_{10}$)의 분포를, ${\alpha/\beta}=3$인 경우 $93.6\~187.3\;Gy_3$ (중앙값=$137.6\;Gy_3$ )의 분포를 보였다. MD-BED $Gy_3$는 직장합병증 발생과의 관계는 통계적으로 유의하였고, 방광합병증과는 유의하지 않았다. 직장합병증과의 연관성은 MD-BED $Gy_3$보다 개별 환자의 직장전벽 총 선량 BED값인 R-BED $Gy_3$가 훨씬 더 높았다. 요도카테터 풍선의 후방지점이 대변하는 방광의 총 선량 BED값인 V-BED $Gy_3$도 방광합병증과 경향성 테스트에서 통계적 유의성을 보였다. 하지만, 어떠한 방사선선량도 골반제어율과 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다. 본 기관에서 주치의의 선호도에 따라 강내근접치료가 외부방사선치료의 중간에 시행되는