초록 ▼

한국가속기및플라즈마연구협회에서는 양성자기반공학기술개발사업의 세부과제로 고출력고주파원인 700MHz, MW급 클라이스트론을 설계 및 제작하였다. 연구과제 총 6년간 시험품, 1단계 시작품, 2단계 시작품 등 총 3기의 클라이스트론을 제작하여 설계 및 제작기술, 기반구축 등에서 선진국과 대등한 수준을 이루었다.
클라이스트론 개발기술은 이론적인 면에서는 물리학, 재료공학, 전기전자공학, 화학공학, 열역학, 진공공학 등의 전반적인 지식이 필요한 복합학문이며 기술적 측면에서는 표면처리기술, 열처리기술, 가공기술, 접합기술, 조립기술 등

한국가속기및플라즈마연구협회에서는 양성자기반공학기술개발사업의 세부과제로 고출력고주파원인 700MHz, MW급 클라이스트론을 설계 및 제작하였다. 연구과제 총 6년간 시험품, 1단계 시작품, 2단계 시작품 등 총 3기의 클라이스트론을 제작하여 설계 및 제작기술, 기반구축 등에서 선진국과 대등한 수준을 이루었다.
클라이스트론 개발기술은 이론적인 면에서는 물리학, 재료공학, 전기전자공학, 화학공학, 열역학, 진공공학 등의 전반적인 지식이 필요한 복합학문이며 기술적 측면에서는 표면처리기술, 열처리기술, 가공기술, 접합기술, 조립기술 등이 종합적으로 요구되는 과제이다. 클라이스트론의 응용분야는 가속기를 포함하여 방송, 통신, 의료, 국방 분야 등 매우 광범위하다. 특히 통신, 국방 분야 등의 활용은 선진국으로부터의 기술이전을 어렵게 만들며 이로 인하여 국내에 전무한 제작기술을 보유하고 생산하는데 있어 국내개발이 시급한 실정이다.
본 보고서에서는 MW급 클라이스트론의 전산모사실험과 6년간의 know-how가 담겨진 제작기술 및 공정, 그리고 구축되어 있는 기반과 기대효과 및 활용방안에 대해 서술하였다.

Abstract ▼

In the first step of this project, optimal design of klystron for 700 MHz, 1 MW, cw operation is carried out through computer simulations. In the second step of this project, continuous operation and performance test for manufactured klystron are following. During this project, infra facilities are

In the first step of this project, optimal design of klystron for 700 MHz, 1 MW, cw operation is carried out through computer simulations. In the second step of this project, continuous operation and performance test for manufactured klystron are following. During this project, infra facilities are constructed and technical documentation and data base are accumulated for commercializing the klystron technology.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...5
• 목차...10
• 제 1 장 연구개발과제 개요...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...16
• 제 1 절 국외 기술개발 현황...16
• 제 2 절 국내 기술개발 현황...18
• 제 3 절 클라이스트론 응용...19
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...20
• 제 1 절 PEFP 700 MHz, 1 MW 클라이스트론...20
• 1. 서론...20
• 2. 전자총 설계 및 제작...24
• 가. 음극...24
• 나. 전자총...24
• 3. 고주파 구조(RF structure) 설계 및 제작...31
• 가. 고주파 구조 설계...31
• 나. 고주파 공동 설계...35
• 1) 고주파 공동 제원...35
• 2) 입력 공동...39
• 3) 출력 공동 및 고주파 창...44
• 4) 고주파 구조 전산모사...51
• 5) 고주파 증폭기 제작...55
• 다. 고주파 공동 제작...59
• 1) 고주파 공동 및 drift tube...59
• 2) 시험 항목...59
• 3) 시험 방법...65
• 4) 시험 결과...65
• 라. 콜렉터...77
• 4. 전자석 설계 및 제작...81
• 가. 집속 전자석 설계...81
• 나. 집속 전자석 제작...86
• 5. 클라이스트론 전원 공급 장치 개발...90
• 가. 펄스 전원 공급 장치 설계...90
• 1) 트리거 회로 설계...95
• 2) 음극 가열 변압기 설계...100
• 나. 펄스 전원 공급 장치 제작...104
• 다. 펄스 전원 공급 장치 시험...110
• 제 2 절 시험품 클라이스트론 제작...116
• 제 3 절 시작품 클라이스트론 제작...123
• 1. 시작품 클라이스트론 개요...123
• 2. 시작품 클라이스트론 설계 및 제작...127
• 가. 시작품 클라이스트론 설계...127
• 나. 시작품 클라이스트론 제작...130
• 1) 음극 활성화 시험 장치 제작...130
• 2) 고주파 공동 및 콜렉터 누설 시험...132
• 3) 최종조립...132
• 4) Baking...133
• 3. 시작품 클라이스트론 성능 시험...143
• 가. 전자총 활성화...143
• 나. 저전압 빔 인출 시험...146
• 다. 주파수 조절 및 출력 측정...148
• 라. 성능 평가...150
• 제 4 절 700 MHz, 1 MW 연속출력 클라이스트론 제작...156
• 1. 연속출력 클라이스트론 설계...156
• 2. 연속출력 클라이스트론 제작...161
• 3. 시험계획...182
• 제 5 절 상용화 기반 구축...184
• 1. 진공 가열로...184
• 2. Pinch off 툴...199
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야 기여도...202
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...202
• 제 2 절 관련 분야 기여도...203
• 1. 고수파 시스템 설계 구성 및 설치...203
• 2. 고주파원 개발...204
• 제 5 장 연구개발결과의 활용 계획...205
• 제 6 장 참고문헌...208
• 부록 A. 연속출력 클라이스트론 최종 설계 도면...209
• 1. Elelctron gun...210
• 2. 1st Cavity...231
• 3. 2nd Cavity...238
• 4. 3rd Cavity...242
• 5. 4th Cavity...248
• 6. 5th Cavity...252
• 7. 6th Cavity and Collector...256