• Progress in Superconductivity
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• 제5권1호
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• pp.17-20
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• 2003

We have designed and measured a SFQ(Single Flux Quantum) DFFC and an Inverter(NOT) for superconducting ALU(Arithmetic Logic Unit) development. To optimize the circuit, we used Julia, XIC, and L meter for circuit simulations and circuit layouts. The Inverter was consisted of a D Flip-Flop, a data input, a clock input and a data output. If a data pulse arrives at the inverter, then the output reads ‘0’ (no output pulse is produced) at the next clock period. If there is no input data pulse, it reads out ‘1’(output pulse is produced). The DFFC was consisted of a D flip-Flop, an Inverter, a Data in, a Clock in and two outputs. If a data pulse arrives at the DFFC circuit, then the output2 reads ‘1’ at the next clock period, otherwise it reads out ‘1’ to output1. Operation of the fabricated chip was performed at the liquid helium temperature and at the frequencies of 1KHz.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제55권2호
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• pp.62-66
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• 2006

We investigated the characteristics of the hybrid-type superconducting fault current limiter (SFCL) by the number of secondary windings. The SFCL consists of a transformer, which has a primary winding and several secondary windings with serially connected $YB_{a2}Cu_{3}O_{7}$ films. In order to increase the capacity. of the SFCL, the serial connection between each current limiting unit is necessary. Resistive-type SFCL has a difficulty in quenching simultaneously between the units due to slight differences of their critical current densities. The hybrid-type SFCL could achieve the simultaneous quenching through the electrical isolation and the mutual flux linkage among the units. We confirmed that the capacity of the SFCL could be increased effectively through the simultaneous quenching among the units. In addition, the power burden of the system could be reduced by adjusting the number of secondary windings. We will investigate the method to increase the capacity through serial and Parallel connections among current limiting units.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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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.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.24-29
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• 2003

현재 120kV/70A 고압 스위치가 KSTAR의 NBI 시스템에 사용되기 위하여 대전의 원자력 연구소에 설치되어 있다. NBI 시스템은 아크 발생시 이온 소스를 보호하기 위하여 전압의 빠른 차단 및 빔 전류의 유시를 위하여 전압의 빠른 턴온이 요구된다. 따라서 고압 스위치와 아크 검출회로는 NBI 시스템에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 고압의 반도체 스위치는 NBI 시스템 뿐만 아니라 산업전반에서 요구되고 있다. NBI 시스템에 적용된 120kV/70A 고압 스위치는 100개의 MOSFET 소자를 직렬연결하였으며 본 논문에서 제안한 바이어스 전원이 없는 간단한 구동회고를 사용하였다. 실험식에서의 시험 및 현장에서 100kW의 모의 저항부하와 NBI 이온 소스에 적용한 실험결과를 제시하였다. 본 논문은 120kV/70A 고압 MOSFET 스위치와 간단한 게이트 구동회로의 설계를 제시하였으며, 제작 및 시험기간 동안의 문제점 및 해결방안에 대해서도 제시하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.38-43
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• 2017

The role of current lead in high-temperature superconducting synchronous machine (HTSSM) is to function as a power supply by connecting the power supply unit at room temperature with the HTS field coils at cryogenic temperature. Such physical and electrical connection causes conduction and Joule-heating losses, which are major thermal losses of HTSSM rotors. To ensure definite stability and economic feasibility of HTS field coils, quickly and smoothly cooling down the current lead is a key design technology. Therefore, in this paper, we introduce a novel concept of a cooling anchor to enhance the cooling performance of a metal current lead. The technical concept of this technology is the simultaneously chilling and supporting the current lead. First, the structure of the current lead and cooling anchor were conceptually designed for field coils for a 1.5 MW-class HTSSM. Then, the effect of this installation on the thermal characteristics of HTS coils was investigated by 3D finite element analysis.

• Progress in Superconductivity
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• 제8권2호
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• pp.181-185
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• 2007

For more than two decades Nb trilayer ($Nb/Al_2O_3/Nb$) process has been serving as the most stable fabrication process of the Josephson junction integrated circuits. Fast development of semiconductor fabrication technology has been possible with the recent advancement of the fabrication equipments. In this work, we took an advantage of advanced fabrication equipments in developing a superconducting Arithmetic Logic Unit (ALU) by using Nb trilayers. The ALU is a core element of a computer processor that performs arithmetic and logic operations on the operands in computer instruction words. We used DC magnetron sputtering technique for metal depositions and RF sputtering technique for $SiO_2$ depositions. Various dry etching techniques were used to define the Josephson junction areas and film pattering processes. Our Nb films were stress free and showed the $T{_c}'s$ of about 9 K. To enhance the step coverage of Nb films we used reverse bias powered DC magnetron sputtering technique. The fabricated 1-bit, 2-bit, and 4-bit ALU circuits were tested at a few kilo-hertz clock frequency as well as a few tens giga-hertz clock frequency, respectively. Our 1-bit ALU operated correctly at up to 40 GHz clock frequency, and the 4-bit ALU operated at up to 5 GHz clock frequency.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권2호
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• pp.299-305
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• 2016

초전도 전력 케이블의 상용화 노력에 따라 점차 장선화 되면서, 단위 냉각 시스템당 냉각용량이 큰 대용량 냉동기의 필요성이 증가하고 있다. 국내에서는 극저온 냉동기에 대한 기술 부족으로 인해 현재 극저온 냉동기는 해외 선진사로부터 고가의 비용으로 수입되고 있다. 초전도 전력 케이블의 상용화를 위해서는 대용량 브레이튼 냉동기의 국내 개발이 시급하다. 대용량 브레이튼 냉동기의 구성은 복열식 열교환기, 압축기, 극저온 터보 팽창기로 구성되어 있으며, 냉동기 효율과 가장 직접적인 연관이 있는 것은 극저온 터보 팽창기이다. 극저온 터보 팽창기는 극저온에서 고속으로 회전하면서 고압의 헬륨 혹은 네온 가스를 팽창시켜 온도를 낮추는 역할을 한다. 본 논문에서는 역브레이튼 냉동 사이클을 설계하고, 이에 적합한 극저온 터보 팽창기를 설계하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.142-147
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• 2008

목적 : 본 연구는 핵자기공명 분광기를 개조한 미세영상 기법을 이용하여, 동물실험에 주류를 이루는 mouse를 대상으로, 0.1 mm 이내의 초고해상도 자기공명영상을 5분 정도 시간 안에 획득할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법 : 사용된 mouse는 C57BL/6로서 무게 50 그램 이내의 mouse를 사용하였다. 본 연구에 활용된 초전도 자석은 구경 89 mm, 4.7 T의 자기장 세기를 가진 수직형 자석이며, 사용된 샘플 코일의 직경은 30 mm 이고, 사용된 펄스시퀀스는 fast spin echo (FSE) 및 gradient echo (GE) 기법들이다. 결과 : 최적의 자기공명영상 파라미터를 확보하면서 2차원 영상으로서 수소밀도 및 T2 강조 영상을 획득하였다. 영상으로부터 mouse 뇌의 미세부분까지 상세히 해부학적 구조를 확인할 수 있었고, 또한 입체적인 정보를 획득하기 위하여 3D 영상도 부가적으로 획득하였다. 조영제를 이용한 dynamic contrast 연구에 3D 영상이 매우 유용하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 mouse 뇌에 대한 고해상도 자기공명영상 획득을 위한 최적의 파라미터를 확보할 수 있었고, 또한 성공적인 자기공명영상도 획득하였다. 즉, 사람이나 다른 소동물뇌의 경우와 같이 mouse 뇌 조직의 다양한 부위의 미세부분을 확인할 수 있는 충분한 고해상도의 영상을 획득하였다. 최근 국내에서 mouse를 이용한 자기공명영상 연구가 시작되었으나 아직 초기단계라고 평가할 수 있고, mouse는 다른 동물에 비하여 취급/관리하기 쉬우므로 향후 mouse를 이용한 뇌 연구가 활성화 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.244-252
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• 2009

자화율(susceptibility) 및 강자성체(ferromagnetic body)에 의한 인공물(artifact) 영향을 줄이기 위하여 중심주파수(center frequency) 정렬과 송 신호강도(transmission gain)값의 변화로 영상의 질을 보상하고자 한다. 본원에 내원한 환자 중 총 30명에 대하여 두 경부(head and neck)질환을 의심한 환자 중 남자 15명, 여자 15명으로 평균나이는 45세이었다. 사용된 장비는 GE 1.5T unit (GE, General Electric medical system, High Density)를 사용하여 Transmission gain (TG) 값을 평균 몸무게 60 kg을 기준으로 70, 90, 110, 130, 150까지 변환하여 검사를 하였다(p<0.05). 본 연구의 결과로서, 조영제 주입 전과 후의 지방소거 결과는 TG (70, 90, 110, 130, $150=3.23{\pm}0.35$, $4.31{\pm}0.02$, $4.23{\pm}0.21$, $5.12{\pm}0.25$, $7.13{\pm}0.72$, $8.31{\pm}0.01$, $5.21{\pm}0.15$, $6.14{\pm}0.08$, $5.23{\pm}0.72$, $5.91{\pm}0.06$)값에 다른 점수 분포를 나타났다(p<0.05). 절대값 대조도대 잡음비는 (TG, CNRpre, CNRpost, 70: $-1.44{\pm}0.11$, $-2.7{\pm}0.04$, 90: $-2.18{\pm}0.42$, $-4.41{\pm}0.43$, 110: $-2.89{\pm}0.43$, $-5.23{\pm}0.02$, 130: $-2.34{\pm}0.05$, $-5.26{\pm}0.01$, 150: $-2.09{\pm}0.08$, $-3.87{\pm}0.12$)을 얻었다(p<0.05). 본 실험에서 중심주파수 조정과 송 신호강도(transmission gain)값의 변화에 따라 인공물이 있을 때 영상의 질을 보상할 수 있다는 것을 확인하였다.