대부분의 플라즈마 실험이나 응용에서는 진공과 대기압 사이의 압력에서 발생한 플라즈마를 관측하거나 처리한다. 본 연구실은 대기압 보다 높은 압력에서의 플라즈마 특성을 연구할 수 있는 고압 챔버를 구축하였다. 100 기압 이상의 압력에서 단순히 아크방전을 일으키지 않고 지속해서 방전을 일으킬 수 있는 고주파수 플라즈마 장치를 개발 중이다. 플라즈마 장치 개발 후 본 연구실의 전문화된 진단 방법을 통해 고압 플라즈마 특성을 분석할 계획이다.Since most plasma experiments and applications are carried out at the pressure of 1 atm or less, our group found research in the characteristics of plasmas at high pressure indispensable, thus the chamber for high pressure plasma observation has been constructed. Instead of dischargin…

플라즈마에서 직접적으로 나오는 방출선 외에도 레이저를 플라즈마에 조사하여 Thomson, Raman, Rayleigh 산란 신호를 분석하는 진단 시스템을 구축하고 있다.In addition to OES, our group is currently working on a diagnosis system which analyzes Thomson, Raman, and Rayleigh scattering signal from the laser induced to the plasma.  

기존에 사용됐던 싱글 주파수를 이용한 S11 측정을 본 연구실이 이중 주파수 방법 (Two frequency method)을 사용해 플라즈마의 불확실했던 임피던스 값을 구하는 방법을 고안해냈다.The laboratory has introduced a novel method of measuring S11 called ‘two frequency method’. The conventional method of S11 measurement leaves the impedance value in uncertainty whereas ‘two frequency method’ accurately determines the plasma impedance based on an equivalent circuit model. 

금속산화물 표면처리는 대기압 플라즈마 응용분야 중 하나이다. 본 연구실은 고주파수 플라즈마를 이용해 금속산화물의 산화 환원 반응실험을 한 후 X-ray Diffraction (XRD), Photo-Emission Spectroscopy (PES) 또는 Raman spectroscopy 등의 진단 방법을 통해 처리된 금속산화물을 분석한다.Surface treatment on metal oxide is one of the industrial applications of nonthermal atmospheric pressure plasmas. Our surface treatment group uses high frequency plasmas to generate oxidation and reduction reactions on metal oxides, and then analyze them through X-ray Diffraction (XRD), Photo-Emission Spectroscopy (PES), or Raman spectros…

본 연구실은 공진의 특성을 이용하는 Coaxial Transmission Line Resonator (CTLR)을 보유하고 있으며 이로부터 생성되는 플라즈마 제트를 사용해 표면처리, 살균, 씨앗 발아 등 다양한 분야에 응용시킨다.동시에 CTLR 외 다른 형태의 플라즈마 전극의 디자인을 구상 및 제작하며, 크고 무거운 벤치탑 플라즈마 전력원을 소형화시키고 전극을 파워모듈과 일체화시켜 휴대성이 있는 플라즈마 시스템을 만드는 연구를 하고 있다.The laboratory applies the plasma jet generated from a resonator type of plasma electrode called Coaxial Transmission Line Resonator (CTLR) for surface treatments, sterilization, seed germination, etc. The laboratory conceptually designs and manufactures many configurations of plasm…

자기 유체 역학 (Magnetohydrodynamics, MHD)는 플라즈마와 같은 전기 전도성 유체의 자기적 특성에 대해 연구하는 학문이다. 아래는 KSTAR ECEI 장치로 관측한 MHD 불안정성 현상들의 대표적 예다.(1) 플라즈마 내부 불안정성 현상아래의 quasi-3D 이미지는 KSTAR 내에 설치된 ECEI 장비를 이용하여 측정한 영상이다 [2].플라즈마 중심 영역에서 전자 사이클로트론 주파수 가열 혹은 유도 전류로 발생하는 tearing instability를 통해 여러 개의 플럭스 관이 형성된다. 현재의 연구는 multiple tearing mode에 대한 3D 섭동 구조의 영향에 중점을 두고 있으며, 이는 sawtooth와 같은 불안정성을 제어하는데 중요한 역활을 할 것으로 보고있다.(2) 플라즈마 경계면 불안정성 현상 (Edge Localized Mode: ELM)High confinement mode (H-mode)는 플라즈마 가둠 상태를 향상시키는 것으로 알려져 있고, 가장자리 부근에 가파른 압력 경사가 형성되어 …

자기 재결합 과정에서 발생하는 플라즈마 파동을 실험적으로 관측하고 연구하기 위해 광대역, 고해상도 RF 측정 시스템을 개발하였다. 이를 통해 whistler 파 등 다양한 plasma wave의 주파수 특성 및 편광을 측정하는 것을 목표로 하고 있다. A broadband rf spectrometer has been developed to study plasma waves generated during the catastrophic collapse or crash of MHD instabilities. In combination with ECEI, the rf diagnostic provides a unique opportunity to study the role of plasma waves in the magnetic reconnection physics and thereby the crash mechanism of MHD instabilities. The rf spectrometer was motivated by the theore…

MIR(Microwave Imaging Reflectometry) 장치는 플라즈마의 컷오프 층(cut-off layer)에 마이크로파를 입사시킨 뒤, 반사되어 나오는 빔의 위상차를 이용하여 컷오프층의 전자밀도요동을 측정하는 진단 장치로써,  KSTAR MIR 장치는 2012년 KSTAR G-port에 설치되었다. 세로 방향으로 배열된 16개의 detector와 사중 주파수 마이크로파 소스를 이용함으로서 (16 X 4)의 공간 데이터를 동시에 측정하며, 이를 통해 플라즈마 내부 밀도 요동을 준 2차원으로 시각화 할 수 있다. MIR 장치는 플라즈마의 MHD 불안정구조 및 섭동 현상 분석에 기여하고 있다.MIR(Microwave Imaging Reflectometry) is the diagnostics system that measures the electron denstiy fluctuation at the cut-off layer by resolving phase difference between reflected microw…

본 연구실에서 개발에 참여한 ECEI 장치는 플라즈마의 폴로이달 (poloidal) 단면 전자 온도 변화를 2차원 영상으로 진단하는 최첨단 장치이다. 2010년에 dual array로 구성된 ECEI-Ⅰ 장치가 KSTAR H-port에 설치되었고, 2012년에는 이웃한 G-포트에 single array의 ECEI-Ⅱ 장치를 설치하여, 세계 최초 준 3차원 토카막 플라즈마 전자 온도 진단 시스템을 구축하였다.ECEI 시스템은 sawtooth, tearing mode (TM), edge localized modes (ELMs), edge turbulence, plasma disruption 등 중요 MHD 불안정 현상들을 성공적으로 관찰하여, 관련 연구의 발전에 큰 역할을 하였다.The KSTAR ECEI system is the world-best imaging diagnostic tool that observes the electron temperature fluctuation at poloidal surface of plasmas a…

A C-band standing-wave accelerating structure was developed for a radiotherapy X-ray or an electron source, which is capable of producing 6 MeV/ average 1.6 kW or 7.5 MeV/ average 2 kW electron beams by using a 2.5 MW C-band magnetron. The bi-periodic and on-axis-coupled standing-wave structure operated at pi/2 mode is adopted for a compact accelerator size. This 48 cm long accelerating structure contains 3 different bunching cells optimized for transverse focusing as well as longitudinal bunching, 14 normal cells mainly wor…

◦EGUN 코드를 활용, beam optics를 고려하여 전자총의 전국 구조 (cathode, anode, focusing electrode) 설계◦전자총 제작 및 조립을 위해 기하공차롤 고려한 Cathode 설계도 제작 

Accelerator based Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) system is considered to be more compact, safe, and useful than the nuclear power plant based BNCT. A new accelerator based BNCT project is started in Korea using 10 MeV proton beam linear accelerator. We designed the neutron generation target, and energy moderation assembly at the end of beam line. Beryllium foil is chosen as the neutron generation target. Since beryllium has serious problem of hydrogen blistering, however, good cooling mechanism should be adopted. In th…

Neutron capture yields of dysprosium isotopes (161-Dy, 162-Dy, 163-Dy, and 164-Dy) were measured using the time-of-flight method with a 16-segment sodium iodide multiplicity detector. The measurements were made at the 25-m flight station at the Gaerttner LINAC Center at Rensselaer Polytechnic Institute. Resonance parameters were obtained using the multilevel R-matrix Bayesian code SAMMY.