초록 ▼

연구 개발은 의료용 동위원소 가속기 기술개발을 위하여 스펙의 결정 후, 주요장치별로 나뉘게 되며 크게 Magnet시스템, RF 시스템 개발,RF power AMP 설계 제작, 제어장치 설계, 강인성 컴퓨터 제어프로그램 모듈 개발, 30 MeV용 진공함 개발로 나뉘어져 연구 개발을 수행 하였다. 각각의 세부 항목을 살펴보면 다음과 같다. Magnet시스템, RF 시스템 개발은 전자석의 형태와 사이클로트론의 중요 기반변수를 결정한다. 이에 전자석 시스템의 소비전력과 재료비등을 고려하기 위해 전자석의 Pole 간격과 코일의 감은 수, r

연구 개발은 의료용 동위원소 가속기 기술개발을 위하여 스펙의 결정 후, 주요장치별로 나뉘게 되며 크게 Magnet시스템, RF 시스템 개발,RF power AMP 설계 제작, 제어장치 설계, 강인성 컴퓨터 제어프로그램 모듈 개발, 30 MeV용 진공함 개발로 나뉘어져 연구 개발을 수행 하였다. 각각의 세부 항목을 살펴보면 다음과 같다. Magnet시스템, RF 시스템 개발은 전자석의 형태와 사이클로트론의 중요 기반변수를 결정한다. 이에 전자석 시스템의 소비전력과 재료비등을 고려하기 위해 전자석의 Pole 간격과 코일의 감은 수, return yoke의 두께 등을 결정 등 주요 변수를 결정하여 전자석 설계가 완료 되었으며 RF 변수에 대한 주요 자료 값도 계산되었다. RF power AMP 설계 제작은 30KW RF 시스템의 구성요소인 RF cavity, RF Dee,Liner, RF coupler 등의 각 구성요소 기본 형태와 재질 등을 가공을 고려한 RF amp의기본 설계가 완료되어 제작이 가능하게 설계가 완료 되었다. 제어장치 설계는 휴먼 인터페이스의 실현을 통한 인간 친화적 시스템의 개발자동 수행의 실현으로 운영의 간편성 실현하고 제어 장치의 알고리즘 및 제어 방법에대한 세부 통신규격이 완성되었으며, 강인성 컴퓨터 제어프로그램 모듈 개발 지능망 시스템과의 결합으로 실시간 안정적인 동작을 구현 소프트웨어 및 하드웨어적 장시간시험을 통과 할 수 있는 강인성 시스템의 개발, 지능형 제어 알고리즘의 삽입을 통한강건 제어의 하드웨어적 상세 설계 완료함으로서 제어기 설계를 하였다.

Abstract ▼

The scope and contents of this project are largely divided into the development of magnet and RF systems, the design and the production of RF power AMP, the design of control system, the development of the perseverant control program module, and the development of chamber for 30 MeV. The precise exp

The scope and contents of this project are largely divided into the development of magnet and RF systems, the design and the production of RF power AMP, the design of control system, the development of the perseverant control program module, and the development of chamber for 30 MeV. The precise explanation is as follows. The determination of the magnet type and the main basic variables of cyclotron is also to develop magnet and RF systems. In order to decide main variables such as pole gap of magnet, turn number of coil, thickness of return yoke, etc, the consumption power and the material cost of the magnet system should be considered. Once this process is completed, the magnet design is finished and the important reference values regarding to the RF variables are calculated. The RF power AMP is easily designed and producted as a simple form to manufacture the 30 KW RF system with constructive elements such as RF cavity, RF Dee, liner, RF coupler, and etc. The design of control system furnishes the development of human harmonious system through realizing human interface, the simplicity of operational from the auto run, and the completeness of the detailed protocol for the algorithm and the method of the control system. We completed the design of controller from the module development of tenacious computer control program, the actualization of the stable real-time operation by the combination of artificial intelligence system, the development of the tenacious system which passes both software and hardware long term test, and the detailed design of Robust control hardware by inserting intellectual control algorithm. A cyclotron is applied to the nuclear medicine diagnosis using short half life nuclei, but most of isotopes are imported. Hence the cost is paid for the maintenance as well as purchasing the cyclotron to the exporting countries. We can solve this problem due to localizing the cyclotron constructed from this project. The cyclotron accelerator technology - vii - as an intensive and high value added will largely contribute to next generation energy and new material such as magnet technology, plasma production technology, super-precision multipole magnet development technology, high vacuum technology, high radiofrequency technology, and so on.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...20
• 제 1 절 연구개발의 목적 ...20
• 제 2 절 연구개발 필요성 ...22
• 제 3 절 연구개발 범위 ...23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...25
• 제 1 절 국외 연구개발 현황 ...25
• 제 2 절 국내 연구개발 동향 및 선진국과의 기술격차 ...28
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...31
• 제 1 절 의료용 사이클로트론 가속기 성능강화 기술개발 ...31
• 1. 사이클로트론 가동 및 유지 보수 용이성 개선 ...31
• 2. 사이클로트론 에너지 효율 강화 (80 kW 이내) ...33
• 3. 사이클로트론 성능 검증 프로토콜 기술 개발 ...33
• 4. 저 전력 전자석 가동 및 검정 (50 kW 이내) ...34
• 5. 제어프로그램 적용과 시스템 가동 ...40
• 6. 강인성 컴퓨터 제어 및 사용자 중심형 컴퓨터 프로그램 개발 ...53
• 7. Embeded 제어적용 및 인터넷 제어실현 ...63
• 8. 인출 빔 세기 확대와 선질 개선 (빔emittance,위상) ...64
• 9. 진공함 및 시스템 최적화 제작 ...72
• 10. 고 진공 시스템 및 제어 장치 구현 ...73
• 제 2 절 중이온 가속기 기술개발 ...74
• 1. 중이온 가속을 위한 ECR 이온 선원의 개발 ...74
• 2. 외부 이온원 연결을 위한 중심부 및 inflector 설계와 검정 ...93
• 3. 중이온 가속을 위한 RF 전력 강화와 cavity 재설계 ...96
• 제 3 절 30MeV 동위원소 생산용 가속기 기술개발 ...98
• 1. 30 MeV 사이클로트론용 전자석 설계...98
• 2. RF 고주파 시스템...104
• 3. 제어 장치 설계 제작 ...107
• 4. 강인성 컴퓨터 제어 프로그램 모듈 개발 ...109
• 5. 진공함 개발 ...111
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여 ...113
• 제 1 절 연구 개발 목표 ...113
• 1. 단계별 목표 ...113
• 2. 목표 달성도에 대한 평가 및 근거 ...113
• 3. 연구 목표 달성도 ...114
• 제 2 절 관련 분야 기술 발전에의 기여도 ...115
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...116
• 제 1 절 연구개발결과 활용방안 ...116
• 제 2 절 예상되는 활용분야 ...120
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ...122