보고서 정보
주관연구기관 |
(사)한국가속기및플라즈마연구협회 |
보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2011-01 |
주관부처 |
교육과학기술부 Ministry of Education and Science Technology(MEST) |
등록번호 |
TRKO201300013344 |
DB 구축일자 |
2013-07-29
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키워드 |
중이온 가속기.초전도 선형기속기.희귀동위원소.Heavy Ion Accelerator.Superconducting linac.In-flight fragmentation.ISOL.Rare Isotope.KoRIA.
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초록
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Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
양성자에서부터 우라늄까지 안정된 중이온 가속 시설을 설계하며 중이온 가속기의 활용연구를 위한 가속시설, 부대시설, 설비동, 연구동의 건설계획을 수립한다.
이를 위하여 먼저 가속기 시설 구성요소에 대한 개념설계를 수행한다. 여기에는 우라늄을 기준으로 핵자당 200 MeV까지 가속할 수 있는 초전도 선형가속기의 개념설계와 대전류 중이온 빔과 표적을 이용한 in-flight fragmentation 방식의 희귀 동위원소 빔 발생시설의 개념설계 및 in-flight fragmentation 방식에
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
양성자에서부터 우라늄까지 안정된 중이온 가속 시설을 설계하며 중이온 가속기의 활용연구를 위한 가속시설, 부대시설, 설비동, 연구동의 건설계획을 수립한다.
이를 위하여 먼저 가속기 시설 구성요소에 대한 개념설계를 수행한다. 여기에는 우라늄을 기준으로 핵자당 200 MeV까지 가속할 수 있는 초전도 선형가속기의 개념설계와 대전류 중이온 빔과 표적을 이용한 in-flight fragmentation 방식의 희귀 동위원소 빔 발생시설의 개념설계 및 in-flight fragmentation 방식에 의한 희귀 동위원소의 핵종별 분리장리의 개념설계, ECR/EBIS 등의 중이온 가속기 이온원 기술개발 및 설계, 대전류 저에너지 고주파 사중극자 선형가속기 개념설계, 안정된 중이온빔 및 희귀 동위원소 빔의 동력학 설계가 포함된다.
다음으로, 가속기의 운전과 활용 연구시설의 운용, 인원과 시설에 대한 안전 및 지원활동과 관계된 구성요소에 대한 개념설계를 수행한다. 안정 이온 및 불안정 동위원소 빔 진단장치 개념설계와 고주파 증폭기 및 제어장치 개념설계, 가속기 운전제어장치 및 전원장치의 개념설계, 초전도 장치용 냉각 및 냉매 공급장치 개념설계, 방사선 차폐 개념설계도 함께 수행하며 중이온 가속기 시설의 운전 및 사용자들의 활용연구에 필요한 전기, 시설 안전 및 부대시설의 개념설계가 여기에 포함된다.
끝으로 개념설계, 상세설계, 건설 및 시운전 등 중이온 가속기 건설 사업 모든 단계에서 소요되는 인력 및 예산을 평가한다.
Abstract
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Ⅲ. Scope and Contents of the Project
In this project, conceptual design of a heavy ion accelerator facility capable of accelerating stable heavy ions from proton to uranium is to be fulfilled and construction plan of accelerator facility, conventional facility, shop buildings and experiment build
Ⅲ. Scope and Contents of the Project
In this project, conceptual design of a heavy ion accelerator facility capable of accelerating stable heavy ions from proton to uranium is to be fulfilled and construction plan of accelerator facility, conventional facility, shop buildings and experiment buildings for research activities of heavy ion accelerator is to be established.
In the first step, conceptual design for accelerator components is to be carried out. This study includes the conceptual design of superconductor linac capable of accelerating uranium ion beam up to 200 MeV/u, conceptual design of rare isotope beam production using high intensity heavy ion beams and in-flight fragmentation method, design and development of ion sources such as ECR and EBIS for heavy ion accelerator, RFQ for multi-ions beam dynamics of stable heavy ions and rare isotope beam.
Conceptual design concerning the accelerator operation, implementation of user applications, safety and security for personnel and facility structures and devices, support activities are executed. In this area, conceptual design of beam diagnostics for stable ions and unstable isotopes, conceptual design of RF amplifiers and their controller system, control system and power supply, cryogenic system and supply system for cryo-components, conceptual design of radiation shielding are included and conceptual design of electricity, facility safety and conventional facilities to support R&D activities of users are also included.
Estimation of man power and cost for the whole stages of heavy ion accelerator facility construction project including conceptual design stage, technical design stage, construction and commissioning stage are accomplished.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 요약문 ... 4
- I. 제목 ... 4
- II. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
- III. 연개개발의 내용 및 범위 ... 4
- IV. 연구개발의결과 ... 5
- V. 연구개발결과의 활용계획 ... 6
- SUMMARY ... 7
- 목차 ... 10
- 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 13
- 제1절 연구개발의 목적 ... 13
- 1. 기술의 특성 ... 13
- 2. 연구개발의 필요성 ... 13
- 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 14
- 1. 연구개발의 최종 목표 및 내용 ... 14
- 2. 단계별 연구개발의 목표 및 내용 ... 15
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16
- 제1절 국외 기술개발 현황 ... 16
- 제2절 국내 기술개발 현황 ... 17
- 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 18
- PART I: KAPRA 개념 설계 부분 ... 18
- 서론 ... 19
- 제1절 ECR 이온원 ... 21
- 1.1 개요 ... 21
- 1.2 ECR 이온원의 원리와 동작 ... 23
- 1.3 ECR 이온원 개발 사례 ... 24
- 1.4 결론 ... 30
- 제2절 RFQ (Radio Frequency Quadrupole) ... 32
- 2.1 LEBT ... 32
- 2.2 RFQ ... 42
- 제3절 초전도 구동 선형가속기 ... 59
- 3.1 개요 ... 59
- 3.2 초전도 캐비티 ... 60
- 3.3 빔 동력학 ... 73
- 3.4 스트리핑 영역 ... 82
- 제4절 표적 시스템 ... 90
- 4.1 In-Flight 표적 시설 ... 90
- 4.2 빔 덤프 ... 95
- 제5절 FRAGMENT SEPARATOR ... 101
- 5.1 개요 ... 101
- 5.2 Preseparator ... 103
- 5.3 Main separator ... 109
- 5.4 희귀동위원소 분리 ... 115
- 제6절 RF 시스템 ... 119
- 6.1 개요 ... 119
- 6.2 RF 제어 시스템 ... 119
- 6.3 RF 시스템 개념설계 ... 122
- 제7절 저온장치 개념설계 ... 126
- 7.1 설계 기준 ... 126
- 7.2 저온 컴포넌트의 구성 ... 126
- 7.3 저온장치의 설계 ... 127
- 7.4 저온장치의 열부하 ... 132
- 제8절 제어 시스템 ... 135
- 8.1 시스템 요구사항 ... 135
- 8.2 제어 시스템 설계 ... 136
- 8.3 기타 고려사항 ... 142
- 8.4 EPICS 동향 ... 143
- 제9절 빔 계측 및 진단장치 ... 145
- 9.1 설계 기준 ... 145
- 9.2 설계 일반사항 ... 146
- 제10절 방사선 및 차폐 ... 152
- 10.1 방사선 안전 관리 ... 153
- 10.2 차폐 분석 ... 157
- 10.3 방사화 분석 ... 169
- 10.4 방사선 안전 시스템 ... 171
- 제11절 부대 시설 ... 173
- 11.1 개요 ... 173
- 11.2 건물 ... 177
- 11.3 전력 및 통신 시스템 ... 178
- 11.4 환경 제어 시스템 ... 186
- 제12절 비용 및 인력 산정 ... 191
- 12.1 WBS (Work Breakdown Structure) ... 191
- 12.2 4-level WBS의 구조 ... 192
- 12.3 KoRIA 프로젝트의 총 사업 비용 ... 208
- PART II: 성균관 대학교 위탁과제 부분 (별책) ... 209
- 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 210
- 제1절 연구개발의 최종목표 ... 210
- 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 210
- 제3절 계획대비 달성도 ... 211
- 제4절 가중치에 따른 평가 ... 212
- 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 213
- 제1절 추가연구의 필요성 ... 213
- 제2절 활용 방안 ... 213
- 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 214
- 제7장 참고문헌 ... 217
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