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We developed a divertor heat- and particle-flux simulator using an Applied-Field (AF) MPD thruster at KAERI. Our experiment can provide a heat flux as high as 10 MW/m2 and a particle flux up to 2e23 /m2/s.
Using the developed facility, we have been studying divertor materials (e.g. tungsten) and divertor cooling techniques in the collaboration with domestic research groups.
국내 최고 수준(이온속 2e23 /m2/s) 의 수소 & 중수소 이온빔 부하장치를 개발하여 핵융합로 디버터 armor로 사용될 텅스텐의 재료 손상, ITER VUV 분광기의 in-vessel optics로 사용될 SiC 재료 손상 등을 연구하고 있습니다. 뿐만 아니라 디버터 제작 성능 평가, 열속 처리기술 검증도 연구하고 있습니다.
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We study optical emission spectroscopy (OES) based on collisional-radiative (CR) models for low temperature plasmas.
Using the developed OES technique, we have successfully measured the electron temperature and density of various Ar, He, H2 plasmas including capacitively- and inductively-coupled plasmas which are widely used in semiconductor plasma processing.
플라즈마 온도와 밀도를 측정할 수 있는 광진단 연구를 수행하고 있습니다. 우리가 연구하고 있는 충돌복사모델 기반의 광진단 기술은 반도체/디스플레이 공정플라즈마나 핵융합 경계플라즈마 진단에 활용될 수 있는 유용한 기술로 우리 그룹은 알곤, 헬륨, 수소 플라즈마 광진단 기술을 보유하고 있습니다.
Electric propulsion (EP) is widely used for in-space propulsion of satellites and spacecrafts. Compared to chemical propulsion, EP has several advantages such as higher fuel efficiency.
Among the many EPs, we are interested in high-power EPs such as MPD thruster that can be used in Nuclear Electric Propulsion. Currently, KAERI MPDT produces a thrust of 430 mN and a specific impuls of 2900 s at 15 kW input power. Our goal is to develop 100 kW plasma thrusters capable of delivering > 3 N of thrust in the near future.
화성과 같은 심우주 탐사용 원자력 전기추진에 사용될 고전력/고추력 전기추진 기술을 연구하고 있습니다. 대한민국 정부에서는 2035년에 화성 궤도선, 2045년에 화성 착륙선을 보내겠다고 발표한 바 있습니다. 이러한 미션을 성공적으로 달성하기 위해서는 현재의 추진 방식보다 월등한 성능을 갖는 원자력 전기추진과 같은 혁신적인 기술이 필요합니다. 우리 연구실에서는 AF-MPD 추력기를 개발하여 인가전력 15 kW에서 430 mN의 추력과 2900 초의 비추력이 발생하는 것을 확인하였습니다. 향후 MPD 추력기를 더 발전시키거나(100 kW 이상) 새로운 타입의 전기추력기를 개발하는 연구를 진행할 계획입니다.
최근에는 KFE, 항공대와 협업을 통해 초소형위성에 활용 가능한 저전력 이온추력기도 개발 중에 있습니다. 국내 최초로 100 W급 이온추력기 랩 모델을 성공적으로 개발하였고 1.2 mN의 추력가 1200 s의 비추력이 발생하는 것을 확인하였습니다.
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Dusty plasmas are ubiquitous in the universe. Examples include Earth mesospheric clouds, Saturn's rings, comet tails, protoplanetary disks, and molecular clouds. However, because they are far from us, we cannot directly observe what is happening there.
In order to study details of astrophysical dusty plasmas, we developed a laboratory plasma experiment and study growth and dynamics of ice dust grains formed at astrophysically-relevant temperatures (<150 K).
더스티 플라즈마란 플라즈마에 작은 고체 물질이 포함된 것으로 지구 중간권 구름, 토성의 고리, 혜성의 꼬리, 원시행성 디스크 등에서 찾아볼 수 있습니다. 뿐만 아니라 반도체 에칭/증착 공정, 핵융합로 경계 플라즈마에서도 더스트 입자들이 발견됩니다.
우리 연구실에서는 플라즈마내 더스트 입자들의 생성, 성장, 거동을 이해하고 이를 바탕으로 더스트 입자들을 효과적으로 제어하는 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 극저온 플라즈마 발생장치를 활용하여 얼음 더스트 입자들의 vortex 운동, dust acoustic wave 운동, fractal 성장 등을 연구하고 있습니다.
최근 반도체 및 디스플레이 산업에서는 공정이 초미세화됨에 따라 플라즈마에서 발생하는 더스트 입자들이 큰 이슈가 되고 있습니다. 우리 연구실에서는 국내 반도체 소자 제조사와 함께 식각 및 증착 공정에서 발생하는 더스트의 진단, 생성, 및 제어 방안을 공동으로 연구하고 있습니다.
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