초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
가. 연구개발 목표
① 양성자 빔 이용을 위한 빔라인 개발
② 양성자 빔 시험 이용시설 구축 및 운영
③ 빔 이용 기술 및 장치 응용 기술 지원
④ 가속기 확장을 대비한 기반 기술 확보 및 인력 양성
⑤ 빔라인 시험운전 및 운영계획 수립
나. 연구개발 내용
① 빔라인
- 빔라인(20/100MeV각 1개)구성품 개발 및 설치
- 양성자 빔 조사시설 설계
- 빔라인 운영 시나리오 작성
② 시험 시설 운영
- 20MeV빔 조사시설(한국

III. 연구개발의 내용 및 범위
가. 연구개발 목표
① 양성자 빔 이용을 위한 빔라인 개발
② 양성자 빔 시험 이용시설 구축 및 운영
③ 빔 이용 기술 및 장치 응용 기술 지원
④ 가속기 확장을 대비한 기반 기술 확보 및 인력 양성
⑤ 빔라인 시험운전 및 운영계획 수립
나. 연구개발 내용
① 빔라인
- 빔라인(20/100MeV각 1개)구성품 개발 및 설치
- 양성자 빔 조사시설 설계
- 빔라인 운영 시나리오 작성
② 시험 시설 운영
- 20MeV빔 조사시설(한국원자력연구원)
- 45MeV빔 조사시설 (원자력의학원)
- 저에너지 조사시설 (동국대(경주),양성자가속기연구센터):1~4차년도
③ 가속기 확장 기반 기술
- 초전도 가속기 설계보고서 완성
- 초전도 가속공동 개발 및 저온 시험 수행
- RCS설계보고서 완성
- 마이크로파 이온원 개발

Abstract ▼

III. Scope of the Study
A. Goal
① Development of proton beam lines
② Development of beam utilization facility
③ Supporting beam utilization and application of the accelerator technology
④ R&D work and training manpower for accelerator extension
⑤ Operating plan of beamlines
B. S

III. Scope of the Study
A. Goal
① Development of proton beam lines
② Development of beam utilization facility
③ Supporting beam utilization and application of the accelerator technology
④ R&D work and training manpower for accelerator extension
⑤ Operating plan of beamlines
B. Scope
① Beamlines
- Development of 2 beam lines(1 for 20MeV and 1 for 100MeV)
- Design of the proton beam irradiation facility
- Operation scenario of beam lines
② Operation
- 20-MeV beam line (KAERI)
- 45-MeV beam irradiation facility (KIRAMS)
- Low energy ion beam facility : 2008-2011
③ R&D
- Design report of superconducting linac
- Development superconducting cavity technology
- Design report of RCS
- Development of microwave ion source

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 12
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 29
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 39
• 제 1절 연구개발의 목적 ... 39
• 제 2절 연구개발의 필요성 ... 40
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 43
• 제 1절 양성자 빔라인 ... 43
• 1.국외 연구시설 현황 ... 43
• 가.SNS빔라인 ... 43
• 나.J-PARC빔라인 ... 43
• 다.PSI빔라인 ... 44
• 라.GSI빔라인 ... 45
• 2.국내 연구시설 현황 ... 45
• 제 2절 초전도 가속공동 ... 46
• 제 3절 RCS ... 58
• 제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 62
• 제 1절 빔라인 개발 ... 62
• 1.빔라인 ... 62
• 가.빔 라인 빔 광학 ... 64
• (1)20MeV빔 라인 설계 ... 65
• (2)100MeV빔 라인 설계 ... 68
• 나.빔라인 공학 설계 및 부품 조사 ... 72
• (1)빔라인 layout수정 ... 72
• (2)표적실에서의 빔 광학 ... 75
• (가)빔 확장 ... 75
• (3)빔 스티어링 ... 83
• (가)KTRACE ... 83
• (나)빔 스티어링 ... 87
• (4)할로 스크레이퍼 ... 90
• 2.빔라인 부품 ... 96
• 가.전자석 설계 및 제작 ... 96
• (1)사극 전자석 ... 100
• (2)AC전자석 ... 106
• (가)설계 ... 106
• (나)AC전자석 검토 ... 113
• (다)AC전자석 기초시험 ... 115
• (라)AC전자석 전원 ... 119
• (마)AC전자석 진공 챔버 ... 125
• (3)45도 굽힘 이극 전자석 ... 131
• (4)25도 굽힘 이극 전자석 ... 139
• (5)MEBT이극 전자석 개발 ... 153
• (가)빔 동력학 ... 153
• (나)MEBT전자석 설계 ... 154
• (다)MEBT이극 전자석 제작 ... 163
• (6)스티어링 전자석 개발 ... 165
• (가)빔 동력학 ... 165
• (나)스티어링 전자석 설계 ... 182
• (다)스티어링 전자석 제작 ... 185
• (7)90도 굽힘 전자석 설계 ... 187
• (가)2D자장 해석 ... 187
• (나)3D자장 해석 ... 189
• (8)8극 전자석 설계 ... 190
• 나.빔창 ... 195
• 다.빔라인 BPM ... 204
• (1) 빔라인용 BPM설계 ... 204
• 3.빔라인 진공 시스템 ... 216
• 4.TR103및 TR23빔라인 공학 설계 ... 225
• 가.빔라인 부품 배치 ... 230
• 나.고속 닫힘 벨브 ... 231
• 5.빔라인 설치 ... 239
• 가.경주 물품 이전 ... 239
• 나.빔라인 진공 파이프 ... 242
• 다.빔라인 시험 설치 ... 247
• 라.빔라인 정렬 ... 249
• (1)정렬 절차 ... 250
• (2)정렬 네트워크 ... 251
• (3)건물 측량 ... 256
• (4)전자석 정렬 ... 258
• 라.빔라인 전자석 설치 ... 264
• (1)앵커 설치 ... 264
• (2)장치 반입 ... 265
• 마.빔파이프 설치 ... 268
• 6.빔라인 시운전 계획 ... 271
• 7.GA설계 및 3차원 모델링 ... 272
• 가.GA설계 변경 ... 272
• 나.3차원 모델링 ... 286
• 제 2절 빔 조사시설 ... 291
• 1.범용 조사시설 상세 설계 ... 291
• 가.개요 ... 291
• 나.표적실 내 인출된 양성자빔의 거동 및 특성 ... 292
• 다.표적실별 조사 시설 제원 ... 300
• (1)TR102의학(양성자치료연구) ... 300
• (가)개요 ... 300
• (나)제원 및 구성 요소 ... 300
• (2)TR103-재료 /에너지 및 환경 ... 302
• (가)개요 ... 302
• (나)제원 및 구성 요소 ... 302
• (3)TR104-기초과학(물리,화학)/우주항공 ... 304
• (가)개요 ... 304
• (나)제원 및 구성 요소 ... 304
• (4)TR105-중성자원 조사시험 ... 306
• (가)개요 ... 306
• (나)제원 및 구성 요소 ... 306
• (5)TR21-반도체 ... 308
• (가)개요 ... 308
• (나)제원 및 구성 요소 ... 308
• (6)TR22-생명공학 ... 309
• (가)개요 ... 309
• (나)제원 및 구성 요소 ... 309
• (7)TR23재료 /에너지 및 환경 ... 311
• (가)개요 ... 311
• (나)제원 및 구성 요소 ... 311
• (8)TR24기초과학(물리,화학) ... 313
• (가)개요 ... 313
• (나)제원 및 구성 요소 ... 313
• (9)TR25-동위원소 생산 ... 315
• (가)개요 ... 315
• (나)제원 및 구성 요소 ... 315
• 라.100MeV양성자빔 범용 조사 시설의 설계 ... 318
• (1)개요 ... 318
• (2)구성 요소 ... 318
• (3)100MeV범용 표적실의 방사선 차폐 ... 319
• (4)100MeV범용 조사 시설의 구성 ... 321
• (5)100MeV범용 조사 시설의 표적실 내 배치 ... 323
• 마.안전 빔스토퍼 ... 324
• (1)안전 빔스토퍼의 설계 ... 326
• 바.빔덤프 설계 ... 333
• (1)개요 ... 333
• (2)20MeV빔덤프 ... 333
• (3)100MeV빔덤프 ... 340
• (4)표적실 빔덤프 제작 및 설치 ... 349
• (가)20MeV,100MeV양성자빔의 외기중 빔 spreading ... 349
• (나)표적실 조사 시설의 제작 및 설치 ... 353
• 2.동위원소 생산 최소 시설 ... 359
• 가.100MeV동위원소 생산 시설의 개요 ... 359
• 나.생산목표 동위원소 ... 359
• 다.동위원소 표적 설계 ... 365
• (1)동위원소 표적 설계 요구조건 ... 365
• (2)동위원소 표적의 설계 ... 366
• (3)동위원소 생산 표적 시스템 ... 367
• (가)동위원소 표적 상세 설계 ... 368
• (나)동위원소 표적 홀더 ... 368
• (다)동위원소 표적 캐리어 ... 370
• (라)빔윈도우와 표적 캐리어의 연결 ... 371
• (마)TR101표적 이송 시스템 ... 372
• (4)동위원소 표적 냉각 시스템 구축을 위한 열해석 ... 374
• 라.조사된 동위원소 표적의 방사능과 동위원소 생산 수율 ... 377
• (1)개요 ... 377
• (2)MCNPX를 이용한 방사선동위원소 핵종 및 표적 방사능 ... 377
• (3)동원원소 표적 처리 핫셀 과 표적 수송용기 ... 380
• (가)표적 처리 핫셀계 ... 380
• (나)표적 수송 용기 ... 380
• (다)국외 유사 시설 전문가 자문 및 기술 검토 ... 382
• 마.100MeV동위원소 표적 시험품 제작 ... 384
• (1)개요 및 목적 ... 384
• (2)동위원소 표적 기초 설계 ... 384
• (3)동위원소 표적 시험품의 설계 ... 388
• (4)전자빔 용접을 위한 용접 구조의 설계 ... 390
• (5)동위원소 표적 시험품 제작 ... 393
• (6)동위원소 표적 시험품의 전자빔 용접 ... 394
• (7)동위원소 표적 시험품의 용접부 성능 검사 ... 395
• (8)동위원소 표적 냉각수 시험 장치 설계 및 제작 ... 397
• (9)동위원소 표적 시험품 냉각수 유동 실증 시험 ... 403
• 제 3절 시험 시설 운영 ... 407
• 1.20MeV양성자빔 조사 시험 시설 ... 407
• 가.20MeV양성자빔 조사 실험 실적 (2008년) ... 407
• 나.20MeV양성자빔 조사 실험 실적 (2009년) ... 415
• 다.20MeV양성자빔 조사 실험 실적 (2010년) ... 422
• 라.20MeV양성자빔 조사 실험 실적 (2011년) ... 435
• 마.20MeV양성자빔 조사 시험 시설의 해체 ... 444
• 2.45MeV양성자빔 시험 이용 시설 구축 및 운영 ... 448
• 가.45MeV빔 이용시설에서의 빔 조사실험 수행 실적 (2008년) ... 448
• 나.45MeV빔 이용시설에서의 빔 조사실험 수행 실적 (2009년) ... 456
• 다.45MeV빔 이용시설에서의 빔 조사실험 수행 실적 (2010년) ... 463
• 라.45MeV빔 이용시설에서의 빔 조사실험 수행 실적 (2011년) ... 472
• 3.양성자 가속기 시설 이용 만족도 조사 ... 479
• 가.목적 ... 479
• 나.양성자빔 시설의 이용 만족도 조사 결과 (2010년) ... 479
• 다.양성자빔 시설의 이용 만족도 조사 결과 (2011년) ... 480
• 라.양성자가속기 시설 이용 만족도 조사 양식 ... 482
• 제 4절 가속기 확장 기반 기술 ... 485
• 1.초전도 가속공동 개발 ... 485
• 가.초전도 가속공동 개요 ... 485
• 나.Two-cellNiobiumCavity ... 486
• (1)Two-cellCavity설계 ... 486
• (2)Two-cellNiobiumCavity제작 ... 487
• (가)Niobium소재 ... 487
• (나)Deepdrawing ... 489
• (다)전자빔 용접 전 표면처리 ... 495
• (라)전자빔 용접 ... 496
• (3)Two-cellNiobiumCavity성능 평가 ... 500
• (가)공진주파수 및 장분포 측정 ... 500
• (나)고주파 결합기 설계 ... 502
• (다)저온 실험을 위한 고주파 시스템 ... 504
• (라)저온 실험을 위한 저온 용기 설계,제작 및 시험 ... 505
• (마)방사선 차폐 ... 509
• (바)액체 질소를 이용한 저온 예비 실험 ... 510
• (사)가속공동 표면 처리 ... 515
• (아)액체 헬륨에서의 수직 테스트 ... 517
• 다.Five-cellNiobiumCavity ... 522
• (1)가속 공동 설계 ... 522
• (2)가속 공동 제작 ... 524
• (3)가속 공동 튜닝 ... 525
• (가)가속 공동 공진주파수 ... 525
• (나)전장분포 균일화 튜닝 ... 526
• (4)가속 공동 표면 처리 ... 533
• (5)가속 공동 저온 수직 시험 ... 537
• (가)저온 실험 장치 구성 ... 537
• (나)저온 수직 실험결과 ... 542
• 라.Five-cell가속공동 고출력 실험 ... 546
• (1)실험 Setup ... 546
• (2)실험 결과 ... 557
• (가)액체 헬륨 온도까지의 냉각 ... 557
• (나)RF인가 실험 ... 558
• (다)초전도 가속 공동 시험에서의 방사선 차폐 ... 561
• 마.1-GeV확장을 위한 초전도 선형가속기 개념설계보고서 ... 572
• 2.RCS설계 ... 573
• 가.서론 ... 573
• 나.빔 동력학 설계 ... 576
• (1)빔 광학 설계 ... 576
• (가)Lattice설계 ... 576
• (나)운전점 ... 581
• (다)Closed-OrbitDistortion과 수정 ... 582
• (라)Chromaticity수정 ... 585
• (마)DynamicAperture ... 588
• (2)입사 시스템 설계 ... 594
• (가)입사 시스템 ... 594
• (나)입사시 페인팅을 위한 파라메터 ... 595
• (다)포일과 H0 덤프 ... 597
• (라)시케인 ... 597
• (마)페인팅 ... 599
• (3)빔 콜리메이션 ... 605
• (가)콜리메이션 시스템 ... 605
• (나)계산 결과 ... 606
• (4)가속 ... 612
• (가)서론 ... 612
• (나)빔의 입사와 가속을 위한 RF전압 ... 613
• (5)빔 인출 ... 624
• (가)고속 빔 인출 시스템 ... 624
• (나)저속 빔 인출 시스템 ... 627
• 다.구성품 설계 ... 629
• (1)전자석 ... 629
• (가)2극 전자석 ... 629
• (나)4극 전자석 ... 632
• 3.마이크로파 이온원 ... 637
• 가.개요 ... 637
• 나.설계 및 제작 ... 638
• (1)플라즈마 챔버 ... 638
• (2)마이크로파 윈도우 ... 639
• (3) RF시스템 ... 642
• (4)솔레노이드 전자석 ... 643
• (5)빔 측정 ... 644
• (6)마이크로파 이온원 전원 구성 ... 644
• 다.마이크로파 이온원 조립 ... 645
• 라.마이크로파 이온원 실험 ... 647
• (1)자기장 측정 ... 647
• (2)빔 특성 실험 ... 649
• (3)장시간 연속운전 실험 ... 652
• (4)영구자석을 이용한 마이크로파 이온원 실험 ... 654
• 마.설치 ... 660
• 제 5절 가속기 및 빔라인 운영계획 ... 661
• 1.가속기 운영 ... 661
• 가.100MeV선형 양성자가속기의 가동 /운전 정의 ... 661
• 나.100MeV선형 양성자가속기 가동 계획 ... 661
• 다.100MeV선형 양성자가속기 운전 계획 ... 661
• 2.빔라인 운영 계획 ... 662
• 가.가상 빔라인/표적실 운전 시나리오 ... 663
• (1)표적실 배정 및 점유 시간 결정 ... 663
• (2)100MeV빔라인/표적실 운영 ... 664
• (3)20MeV빔라인/표적실 운영 ... 665
• 나.100MeV양성자 가속장치의 주간 운영 계획 ... 666
• 다.100MeV양성자가속기의 사고 시나리오 ... 666
• 제 4장 연구목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 671
• 제 5장 연구개발계획의 활용계획 ... 676
• 제 6장 참고문헌 ... 677
• 서지정보양식 ... 685
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 686