초록 ▼

I. 제 목 플라즈마 공동연구시설 설치댦운영사업 II. 연구개발의 목적 및 중요성 국가적 대형공동연구시설의 개발, 설치, 운영을 통한 창조적 공동연구라 는 연구소의 경영목표 아래 본 플라즈마 공동연구시설 설치 및 운영사업은 1992년 특수사업으로 시작하여 1996년 기관고유사업으로 편입되어 수행되 어 오고 있다. 국내 핵융합 및 플라즈마 관련분야 연구의 활성화 및 조직화 를 위해 1992년 미국 에너지성과의 협의를 거쳐 미국 MIT 대학에서 설치 운영되었던 TARA 장치의 대형진공용기와 전자석의 일부를 무상으로 양도 받

I. 제 목 플라즈마 공동연구시설 설치댦운영사업 II. 연구개발의 목적 및 중요성 국가적 대형공동연구시설의 개발, 설치, 운영을 통한 창조적 공동연구라 는 연구소의 경영목표 아래 본 플라즈마 공동연구시설 설치 및 운영사업은 1992년 특수사업으로 시작하여 1996년 기관고유사업으로 편입되어 수행되 어 오고 있다. 국내 핵융합 및 플라즈마 관련분야 연구의 활성화 및 조직화 를 위해 1992년 미국 에너지성과의 협의를 거쳐 미국 MIT 대학에서 설치 운영되었던 TARA 장치의 대형진공용기와 전자석의 일부를 무상으로 양도 받아 이전 및 개조와 설치작업에 착수하였고 본 장치를 대형공동연구시설로 운영하기 위한 기본계획을 수립하였다. 이에 따라 1996년부터 플라즈마 공 동연구시설 설치운영사업 1단계 5개년 사업이 2000년도까지 수행되었고 2001년도부터는 제 2단계 사업이 진행 중에 있다. 본 대형연구시설은 TARA에서 『한빛』장치로 이름을 바꾸고 고온 플라 즈마 밀폐와 관련 물리현상의 연구, 고주파와 마이크로파를 이용한 플라즈 마 가열기술의 개발, 고온 플라즈마 진단기술의 개발 및 재료 시험 및 플라 즈마 응용분야의 기술개발 등을 목표로 설치댦운영되고 있다. 또한 선진국 수준 기초과학 연구의 국내 수행이 가능하도록 하기 위한 국가적 공동연구 시설 (National User`s Facility) 개념에 의한 학계 공동운영 및 공동연구의 장을 제공하고 플라즈마 물리학 연구의 저변을 넓히기 위한 사용자 육성사 업도 병행 실시하며, 산업계의 기술적 요구도 충족시키기 위한 교육이나 기 술전수 프로그램도 수행하고 있다. 앞으로도 우리 나라의 플라즈마댦핵융합 연구의 중추적 연구기관으로서 의 역할을 감당하기 위하여 국내 대학과 연구소와의 공동 연구는 물론 대형 연구시설의 운영에 대학의 적극적인 참여를 유도하여 인력 양성을 도모하고 창의적인 플라즈마 응용분야를 개발하는 일에도 진력하며 플라즈마 연구관 련 학자들이 함께 모여 연구할 수 있는 기회를 제공함으로써 연구의 시너지 효과를 극대화하려고 한다. 산업계에서 필요한 플라즈마 관련 신기술 개발 이나 정보 제공, 플라즈마 특성에 대한 다양한 데이터베이스 구축 등의 일 을 담당함으로써 산업계의 요구사항도 적극적으로 수용하려고 한다. 더욱 중요한 것은 여러 정보전달매체를 이용하여 일반인들에게 플라즈마와 핵융 합연구 현황과 계획을 알리고 미래의 주역이 될 어린이들과 청소년들에게 이 분야에 대한 꿈을 심어줄 수 있는 다양한 프로그램도 시작할 계획이다. III. 연구개발의 내용 및 범위 한빛장치는 단순 자기거울장치인 Central Cell, 플라즈마 밀폐를 위한 전 위를 만들어내는 고거울비의 자기장을 갖는 축대칭형 자기거울장치인 Plug, 플라즈마의 안정성 확보를 위해 필요한 minimum- B 자기거울장치인 Anchor, 직선 자기거울장치에서 발생되는 단손실 이온을 처리하고 차가운 기체의 플라즈마로의 재유입을 방지하기 위한 대용량 진공배기펌프를 갖는 Fan 등 네 개의 대형 진공용기 및 관련 전자석들로 구성되었으며 1997년 도에는 Plug 방향의 Fan 역할을 하며 동시에 단손실 이온을 재료시험 등에 활용하기 위한 Cusp 시스템의 추가 설치가 완료되어 1998년부터 시험가동 을 거쳐 정상가동에 착수하였다. 진공용기 및 진공배기장치 등을 포함한 한 빛 본체는 길이 35 m, 폭 22 m, 높이 15 m인 특수실험동에 위치하고 있 으며, 이 특수실험은 두께 50 cm인 콘크리트 벽으로 건설되었고, 저전도 냉각수 공급장치 등 각종 시설은 길이 36 m, 폭 21 m, 높이 8 m인 특수 설비동 내에 설치되었다. 1996년 말까지는 한빛 대형 플라즈마 발생시설의 설치에 주력하여 Central Cell, Plug, Anchor 및 Fan의 4개 대형 진공용기들과 전자석 코일 들로 구성된 총길이 15 m의 장치본체와 진공배기계통, 전자석 전원, 냉각 수 공급계통, 운전제어 및 자료수집계 등 장치의 운영에 필요한 기본적인 시스템들의??에 착수하였다. 1997년도에는 Central Cell 진공용기의 교체와 Cusp 시스템의 추가 설치를 중심으로한 일련의 성 능향상 작업을 수행하므로써 한빛 시스템 본체의 기본설치를 완료하였고, 1998년도에는 Cusp 시스템에 상온의 수소에 대해 배기속도가 200,000 1/sec인 Cryopanel의 설치와 연료 주입계통 및 고속 중성기체압력 측정계 통을 설치하여 한빛 진공시스템의 기본설치도 완료하였으며, 1997년도에 설치가 완료된 500 kW RF Amplifier 시스템을 이용한 본격적인 RF 플라 즈마 발생실험에 착수하였다. 2000년도에는 100 kW 고주파 가열장치의 운 전을 성공적으로 수행하여 이온 가열실험을 시작하였고 2 kW 클라이스트 론과 공동 (cavity)을 이용하여 70 keV (7 억도)에 이르는 초고온 전자링 을 만드는 실험도 성공하였다. 장치의 정상가동을 목표로 1996년 시작된 제 1단계의 장치 성능 향상 사업이 2000년까지 완료됨에 따라 2001년부터는 고온 플라즈마 밀폐와 관 련된 물리현상의 연구, 플라즈마 응용분야의 기술개발 등 한빛 장치를 이용 한 본격적인 플라즈마 물성 연구사업이 착수되었다. 금년도엔 특히 그 동안 개발된 가열 및 진단 장치들의 정상적인 작동을 통해 한빛 플라즈마의 기본 운전 모드를 개발하고 정의하기 위한 작업이 중점적으로 수행되었다. 연구 사업의 효율적 운영을 위해 금년에도 본 과제를 (1) 연구시설 운영 및 공동 활용 : 장치 및 부대시설의 기본운영, (2) 연구장치개발 및 연구시설 성능향 상 : 플라즈마 가열 및 진단장치 개발, (3) 이용자 육성 : 한빛 장치를 이용 한 각종 실험을 학댦연 공동으로 수행하기 위한 대학 중심의 이용자 육성 등의 3개 단위과제로 나누어 운영하였다. IV. 연구개발 결과 및 활용계획 국가적 대형공동연구시설의 개발, 설치, 운영을 통한 창조적 공동연구라 는 연구소의 경영목표 아래 본 플라즈마 공동연구시설 설치 및 운영사업은 1992년 특수사업으로 시작하여 1996년 기관고유사업으로 편입되어 플라즈 마 공동연구시설 설치운영사업 1단계 5개년 사업이 2000년도까지 진행되 었다. 크게 5 개의 대형 진공용기 및 관련 전자석들로 구성되어있는 한빛 장치 는 2001년 현재 기본적인 전자석, 진공 배기계통, 연료 주입계통, 플라즈마 가열계통 및 진단계통의 설치가 완료되어 본격적인 고온 플라즈마 발생 실 험이 진행되고 있다. 또한 한빛 장치의 정상가동을 위한 각종 부대 시설들 의 설치 및 보완 작업도 꾸준히 진행되고 있다. 플라즈마 가열계통의 경우 1997년도에 설치 완료된 500 kW급 RF amplifier의 정상운전이 이루어지면서 1998년에는 250 kW, 1999년에는 400 kW의 RF 출력을 플라즈마에 전달하는 단계에 진입하였다. 그리고 100 kW 급 RF 증폭기도 성공적으로 제작, 조립 및 설치가 완료되어 2000 년 하반기부터 두 대의 증폭기를 이용한 다양한 실험이 실시될 수 있었다. SLOT 안테나를 이용한 플라즈마 생성과 DHT 안테나를 이용한 플라즈마 가열실험이 실시되었는데 DHT 안테나의 발생모드의 최적화나 안테나 부근 의 낮은 밀도 등으로 인하여 가열효과를 거의 볼 수 없었다. 이를 해소하기 위해서는 인접한 곳에 또 하나의 DHT안테나를 장착하여 원하는 모드를 발 생시키든지 밀도 조건을 가열효율이 높아지도록 증가시키는 외에는 새로운 안테나를 사용하는 방법이 논의되고 있다. 한 가지 대안으로 헬리칼안테나 를 이용하여 고밀도의 플라즈마를 발생시키고 SLOT안테나를 이용한 이온 가열방식이 연구되고 있다. 전이온화용 14.5 GHz, 2 kW급 Klystron 시스 템을 이용한 전이온화의 효과 실험과 더불어 초고온 전자링 (ring) 형성 실 험이 성공적으로 실시되었는데 전자링으로 인한 플라즈마 안정성 향상 실험 은 낮은 power로 인해 성공하지 못했다. 높은 power의 전자가열원의 도입 을 추진하였으나 높은 비용으로 인해 현재 서로 다른 주파수의 낮은 출력의 증폭관을 여러대 동시에 사용함으로써 전자가열효과를 극대화시킬 수 있는 방법을 추진하고 있다. 본격적인 한빛 전자가열시스템의 확보를 위동으로 개발중인 28 GHz, 200 kW급 Gyroklystron amplifier 개발 작업도 제작이 완료되어 2001년도 현재 전체 시스템의 시 험가동을 수행하고 있다. 목표한 최대전력 달성 시험이 완료되면 2002년도 에는 펄스 폭을 늘려가는 실험과 함께 한빛장치까지의 전송선로 설치, 안테 나 설치 및 시험 등의 단계를 거쳐 본격적인 전자가열시험 준비를 갖추게 될 것이다. 플라즈마 진단계통에서 다채널 H 감시계통의 경우 축방향의 channel을 α 추가하여 시스템을 확장하여 삼차원적인 측정이 가능하게 되었고 가시광 분 광계를 이용, OII line의 Doppler broadening을 측정하여 이온가열시 이온 온도를 측정하고 있는데 가시적인 차이를 찾기가 아직은 어렵다. 정확한 이 온 온도의 측정은 2002년으로 예정된 전하교환 중성입자검출기나 진단용중 성입자빔을 이용한 전하교환분광기를 이용하여 측정하게 될 것이다. 2001 년도 후반기에 설치된 진단용중성입자빔발생장치는 성공적으로 시운전을 마 치고 2002년도부터는 진단장치로서의 성능을 발휘하도록 노력해 나갈 것이 다. 마이크로파 진단계의 경우 금년도에는 주로 간섭계를 이용한 선밀도 측 정과 반사계를 이용한 플라즈마 밀도 분포 측정이 이루어졌다. 정전 탐침은 지금까지 사용되던 단일 탐침을 삼중 탐침으로 교체하여 현재 사용중이며 빠른 속도의 주사탐침을 이용한 플라즈마의 유속 측정이나 변수 분포의 측 정이 성공적으로 이루어졌다. 특히 경북대에서 설치한 pitch angle 측정장 치는 고주파가열의 효율을 진단하고 해석하는데 많은 도움을 주었다. 그 외 에 연 x- 선 검출기, 단손실입자 검출기, bolometer 등이 한빛에 설치되어 시험 측정과 플라즈마 진단에 사용되고 있고 X- ray crystal spectrometer 등의 실험실에서의 조정과 calibration이 완료되어 한빛에서의 전자온도가 증가되어 성능을 발휘할 때를 준비중이다. 2002 년부터는 진단용 중성빔 입사장치를 포함하는 고급 진단계통의 설치가 진행될 수 있도록 제 2단계 플라즈마 진단계통 개발계획을 진행하고 있고, 금년도에는 진단용 중성빔 입사장치에 사용할 수 있는 이온원과 레이저 유도 형광 검출법 (LIF), Fabry- Perot 간섭계, hyperthermal neutral beam을 플라즈마 진단에 이 용하기 위한 기본 기술들의 본격적인 설치 및 시운전이 이루어질 것이다. 한빛 운전제어 시스템에서는 운전과 관련된 분야로는 100 kW RF Amplifier의 설치에 따른 100 kW 제어 시스템을 구축하게 되었는데 앞으로 모든 고주파 가열장 치의 제어 시스템을 통합하기 위한 통합작업이 이루어졌다. 또한 전문 운전요원을 양 성하여 운전에 관한 전문성 개념을 도입하였으며 연구원은 실험기획과 데이터 해석에 전념할 수 있도록 하였다. 운전자료나 진단장치에서 획득한 자료들은 이제 web을 통 해 얻을 수 있는 시스템이 구축되어 사무실에서도 자료해석에 참여할 수 있는 원격실 험참가 방식이 처음으로 구현되었고 시험 중에 있다. 그 동안 각종자료의 업그레이드 가 부실한 internet web home page도 개편하여 한빛 장치의 홍보 및 자료공유 등 업무의 효율을 증가 시켰다 한편 전년도부터 문제가 되어온 한빛의 최대자장 운전실험에서 발생한 전자석 전원과 고주파 발진기 전원 간의 간섭현상 등에 대한 개선작업이 완 료되어 전자석 전류를 설계값으로 설정할 수 있게 되어 운전범위가 크게 확 대되었다. 이를 확인하기 위한 자장측정작업이 여름휴지기간 중에 실시되었 고 여기서 발견된 오차를 수정하기 위한 계획이 현재 진행중이다. SLOT안 테나를 이용한 beach heating 방식을 시험하기 위해서 central cell의 자장 모양을 변화시킬 수 있도록 전자석 전원장치의 구성변경도 성공적으로 완료 하여 하반기부터는 원하는 실험을 시작할 수 있었다. 한빛 장치에서는 전년도에 이어서 500 kW급 RF amplifier를 이용한 고 온 플라즈마 발생실험과 새로 설치된 100 kW RF 증폭기를 이용하여 이온 을 가열하는 실험을 실시하여 전자 온도의 증가와 플라즈마의 안정성, 전자 밀도가 획기적으로 증가하는 운전범위를 찾아내었다. 금년도의 실험결과는 이온온도의 증가나 베타값의 증가가 수반되지 않은 밀도의 증가의 원인이 극심한 wall recycling에 의한 것으로 확인하는 실험결과를 얻을 수 있었으 며 이를 줄이거나 극복할 수 있는 실험들이 행하여졌다. 플라즈마의 안정성 증가는 고주파에의한 플라즈마의 전장분포의 변화에 의해 생성된 ponderomotive 힘에 의한 것으로 추정되며 이론적인 고찰에서도 이를 뒷 받침할 수 있는 결과를 얻어 학회에 발표하였다. 이온가열시의 다른 플라즈 마 변수의 변화는 각 진단 장치 별로 자세하게 측정 및 해석되었는데 앞으 로의 지속적인 실험을 통해 자기거울형 플라즈마 밀폐장치에서의 이온 가열 의 기작을 이해하고 효과적인 플라즈마 성능 향상을 위한 방법 마련에 큰 도움을 줄 것이다. 플러그에서는 전이온화용 클라이스트론을 이용하여 초고 온 전자링 형성 실험을 실시하였는데 X- 선 검출기로 측정한 전자 온도가 50 - 70 keV에 이르는 초고온 전자링이 형성되는 것을 이용하여 각 종 x- 선 진단장치의 성능실험을 실시하였다. 이 전자링이 플라즈마의 안정성을 향상시킨다는 가설을 증명하는 실험은 긴 형성시간으로 인해 전자링을 먼저 만든 후 플라즈마 생성 실험을 해야 하는데 이 때 만들어진 찬 전자들이 이 미 만들어진 전자링을 파괴함으로 그 효과가 전혀 나타나지 않음으로 인해 플라즈마 발생과 동시에 초고온 전자링을 형성하기 위해 높은 power의 전 자가열원을 설치하게 되는 2002년도부터 실시할 계획이다. 이론분야에서는 한빛 mirror 플라즈마 및 저온 응용 플라즈마 모델링을 중심으로 꾸준한 연구활동이 진행되고 있으며 금년도에는 주로 한빛 플라즈 마의 불안정성에 대한 연구, 한빛장치의 고주파 발생기작 simulation 등이 주로 이루어졌다. 한빛장치에서의 ponderomotive 힘에 의한 안정화 가능성 을 예측했으며 중성입자의 수송 해석도 계속되었고 응용 플라즈마에 대한 연구는 TCP, ICP 방전에 대한 연구가 계속 수행되었다. 한빛 장치의 궁극적 목표인 1 keV급 플라즈마의 발생과 이를 이용한 선 진국 수준의 공동연구 지원을 위한 기반을 조성하기 위해 1995년부터 착수 한 이용자 육성 프로그램은 금년에는 총 19개 과제 규모로 운영되었으며 그 구체적인 연구성과들을 한빛 장치에 활용하기 위한 노력이 계속되고 있 다. 금년에는 한빛 운영이 이용자 중심으로 전환되어 실시된 첫 해가 되었 으며 이용자를 위한 제도적 장치와 기능을 강화하였다. 인터넷을 이용한 운 영 계획이나 운전시간표 공지, 실험계획서 접수, 한빛 이용자 요람 배포 등 이 이루어졌으며 여러 가지 이용자 사업의 결과들을 데이터베이스화 하여 공유하였다. 실제적으로 한빛 실험 중 실험계획이 정해진 96일 간의 실험 중 50 일 이상이 외부이용자들의 계획서에 의한 실험으로 배정되어 약 55%의 외부이용률을 보였다. 앞으로 외부이용자들의 이용률이 항상 50% 이상 수준을 유지할 수 있도록 이용자들을 위한 참여를 독려할 예정이다. 총 19 개 과제를 위해 한빛 전체 예산의 23%에 해당하는 금액이 지원되었 고 이 외에 실험재료비라든가 대학원생 단기연수비용 등을 합하면 더 많은 연구비가 이용자들을 위해 쓰여졌다고 볼 수 있다. 금년에는 한빛장치를 이 용하여 2 명의 석사학위자와 1 명의 박사학위자를 배출하여 플라즈마 관련 인력양성에도 이용자 육성사업이 그 기능을 효율적으로 수행하고 있다고 보 인다.

Abstract ▼

I. Project Title Installation and Operation of the Joint Plasma Research Facility II. Objectives and Importance of the Project The Korea Basic Science Institute was established to support and provide users with national joint- research programs in basic science at a level comparable to those of adva

I. Project Title Installation and Operation of the Joint Plasma Research Facility II. Objectives and Importance of the Project The Korea Basic Science Institute was established to support and provide users with national joint- research programs in basic science at a level comparable to those of advanced countries. The concept of "National User"s Facility" was constructed to contribute to the achievement of this goal. As part of this program, a joint plasma research facility, named "Hanbit", was brought into operation in June 1995, following an installation period from 1992 to mid- 1995. The physics objectives of the Hanbit include high temperature plasma confinement, development of the plasma heating and diagnostics system, testing of materials under high- temperature plasma environments, and development of plasma application techniques. Based on these objectives, the first five- year joint research plan was established and had been conducted for the period of 1996 to 2000, and now the second stage research plan is underway. To accomplish the desired project goals, continuous system upgrades and technology developments are necessary, such as plasma heating, plasma diagnostics and its remote- controlled operation, and data acquisition. The development of the user group is also very important, since the operation of the joint research facility relies on the many research areas, specialized in optics, laser applications, material science, and plasma physics. A large- scale basic science research requires an integration of science and technology. The implementation of this large- scale research will bring advanced key technologies to the country. To proceed with this task, a systematic R&D program meeting international standards and a well- planned strategy need to be established. The essential key technologies required for the process of building the necessary infra- structures should be cooperatively developed by the joint efforts of experts from academic and industrial sites throughout the nation. By recognizing and sharing the importance of joint researches among university researchers, this project will successfully achieve the goal : the development of key technology in plasma physics and applications. III. Contents and Scope The main activities of the facility, until 1995, were the installation and testing of the Hanbit plasma device. The Hanbit device is 15 meters in length and consists of four vacuum chambers (Central Cell, Plug, Anchor, and Fan) with magnetic coils and a set of vacuum pumping system. Also, there are several infrastructures such as the magnet power supplies, the cooling water supply system, the control system, and the data acquisition systems. Since 1996, regular device operation has been started. In the same year, the ECR plasma- discharge experiments in the Plug were conducted. In 1997, the vacuum chamber of the Central Cell was reconstructed, the Cusp system was appended, and a 500 kW RF heating system was installed. In 1998, a cryopanel was installed at the Cusp system, and to complete the overall Hanbit vacuum system, gas puffing systems and a fast neutral gas pressure gauge were replaced at the Central Cell. Also high temperature RF plasma discharge experiments using the 500 kW RF amplifier and various diagnostics R&D activities were conducted. In 1999, ICRF experiments were continued to produce and heat the plasma. A new 100 kW RF transmitter was built in 2000 and was successfully tested and applied to the Hanbit plasmas. In 2001, the two RF amplifiers of 500kW and 100kW have been operated simultaneously for various ion heating experiments. New operation regimes were found and utilized for the reference discharge. Meanwhile, for preionization, a plasma gun was installed and tested. In addition, a new 14.5 GHz, 2.5 kW klystron was delivered and installed in 2000. It was used for the preionization and for building hot electron ring with an over- moded cavity at the Plug region. A 70 keV hot electron ring was successfully built in Plug with this system. For the electron cyclotron heating, a 200 kW, 28 GHz gyroklystron has been built and is now under test. This device is planned to start operation from 2002 and will help to expand the Hanbit operation window. Moreover, the operations of the auxiliary devices built in 1996, such as the MPC (Multipurpose Plasma Chamber), the RFTC (RF Test Chamber), and the SPRF (Superconducting magnet Plasma Research Facility), have been activated, and a TIB (Test Ion Beam) system has been developed. Theoretical researches have been conducted in order to support the Hanbit experiments, including the confinement, heating, and diagnostics, and to study the physics of processing plasmas. To support all of these research activities, the utilities system for the Hanbit device are continuously upgraded. To manage this project effectively, three sub- projects have been created: (1) The Operation and Joint Research Project : For regular operations and experiments involved with the primary Hanbit device and auxiliary devices, (2) The System Development and Upgrade Project : For improving the plasma heating and diagnostic systems, and (3) The User Development Project : For developing joint research programs with the participating universities, research institutes, and industrial contributors. IV. Results and Applications The four- year construction phase of the Hanbit plasma device, a national research facility, was completed in 1995. Based on the R&D results, a five- year operational phase (1996- 2000) has been started in 1996. The activities performed in this year are as follow. The ion heating experiments using the two RF sources of 500kW and 100kW and the antennas of slot and DHT have been intensively performed. The developed pre- ionization system using a 2 kW, 14.5 GHz Klystron was used for preionization but mainly for the hot electron ring experiments. In addition, the development of a 200kw, 28 GHz gyroklystron amplifier as the standard electron heating system of Hanbit has been successfully finished and is now under test. The research activities on the plasma diagnostics include installation of new diagnostics, and R&D on the advanced diagnostics as well as steady operation of the established diagnostic systems. The Thomson scattering system, microwave diagnostics system, and X- ray spectrometer has been installed and are under operation. Also, an X- ray crystal spectrometer, a charge exchange neutral particle analyzer, and a Fabry- Perot interferometer are under development. Also researches for the development of basic techniques on the diagnostic neutral beam (DNB) and the LIF (Laser- induced Fluorescence) have been continued. Particularly, this year the installation of DNB system to Hanbit with accompanying spectroscope system has been finished and it is expetced to give the first result on ion temperature next year. The main effort of the control and operation activity is the synchronization between the Hanbit device and the various subsystems. The data processing programs are also enhanced. In this year, the experiments to characterize the reference discharge in Hanbit have been continued with 500kW RF amplifier. Ion heating was pursued with two RF antenna and the effect of 100kW DHT antenna heating on the electron density and temperature has been investigated. In particular, the measurement of ion pitch angle, which is related to ion temperature anisotropy, has been intensively performed using Faraday- cup. Hot electron ring was established in the Plug region with a 2 kW klystron and an over- moded cavity. The electron temperature measured by a HPGe detector was almost 70 keV. The effect of this hot electron ring on the plasma stability has been studied and it appeared to be negligible with the present power. This year, the wall- conditioning problem in Hanbit device has been also investigated intensively. It was observed that He plasma can change to H plasma during discharge, suggesting a strong wall- recycling in the current Hanbit device. A study will be performed next year to find out a more effective wall- conditioning method for Hanbit. As theoretical activities, the heating and wall- recycling physics of the Hanbit plasma were mainly studied in this year. In particular, the extension of RF heating code from slot to DHT antenna case has been performed for the beach- wave heating modeling. To carry out advanced researches in basic science, the development and joint research of the large- scale national joint facilities, like the Hanbit device, is very important. For effective operation and joint research, the User Development Program was organized in 1995, and 19 tasks were performed this year. In particular, from this year the Joint Research Support Project is strongly encouraging a close collaboration between outside and inside researchers for effective joint research using the Hanbit device and the auxiliary systems.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...24
• 제 1 절 연구의 배경 및 목적...24
• 제 2 절 연구개발의 내용 및 범위...25
• 제 2 장 한빛 진공계통...30
• 제 3 장 플라즈마 가열장치...36
• 제 1 절 개 요...36
• 제 2 절 500 kW RF Amplifier System...38
• 제 3 절 Gyroklystron 개발...44
• 제 4 장 플라즈마 진단장치...52
• 제 1 절 개 요...52
• 제 2 절 마이크로파 진단 계통...54
• 제 3 절 전자기 진단 시스템...55
• 제 4 절 X-ray 결정 분광기 시스템...101
• 제 5 절 엑스선 진단계통...150
• 제 6 절 전하교환 중성입자 분석기...156
• 제 7 절 Diagnostic Neutral Beam 개발...178
• 제 8 절 하이퍼써멀 중성입자 빔 개발...1188
• 제 5 장 운전-제어 및 데이터 획득 시스템...231
• 제 1 절 개요...231
• 제 2 절 가열장치 제어계 통합...231
• 제 3 절 데이터 접근 및 보관...233
• 제 4 절 특수설비 운영 및 개선...238
• 제 6 장 한빛 실험...244
• 제 1 절 Wall Recycling 실험...244
• 제 2 절 RF 가열 실험...248
• 제 3 절 한빛 장치 celtral cell의 자장 측정...260
• 제 4 절 초고온 전자링 발생 실험...280
• 제 7 장 Modeling and Simulation...292
• 제 1 절 RF 가열 관련 연구...293
• 제 2 절 wall conditioning 관련 fueling 효과 연구...307
• 제 3 절 Process Plasma 관련 연구...311
• 제 8 장 이용자 육성 프로그램...351
• 제 1 절 이용자 육성 프로그램...351
• 제 2 절 전시용 플라즈마 발생장치...360
• 제 3 절 한빛 기기교육 및 홍보...365
• 제 4 절 이용자 보고서...371
• 제 9 장 결론 및 논의...398
• 부록...404
• 2001년 플라즈마 사업관련 논문 및 학회 발표실적...404