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보고서 상세정보

Zeff-Thomson 측정을 위한 집적형 분광기 개발

  • 과제명

    Zeff-Thomson 측정을 위한 집적형 분광기 개발

  • 주관연구기관

    국가핵융합연구소

  • 연구책임자

    이종하

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-03

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    국가핵융합연구소

  • 등록번호

    TRKO201600001192

  • 과제고유번호

    1711033141

  • 키워드

    폴리크로메터,톰슨산란진단Zeff,polychromator,Thomson scattering,KSTAR,plasma diagnostics

  • DB 구축일자

    2016-05-07

  • 초록 


    A polychromator is widely used by the Thomson scattering system for measuring the electron temperature and density. This type of ...

    A polychromator is widely used by the Thomson scattering system for measuring the electron temperature and density. This type of spectrometer includes optic elements such as bandpass filters, focusing lens, collimating lens, and avalanche photodiodes(APDs). The characteristics of band-pass filters in the polychromator are determined by the measuring range of the Thomson system. KSTAR edge polychromators were developed by co-works at NIFS in Japan, and the KSTAR core polychromators were developed by NFRI in Korea. The power supply system of these polychromators is connected only to one power supply module and can manually control the APD’s voltage at the front side of the power supply by using a potentiometer. In this paper, a prototype polychromator is introduced at the KSTAR. The prototype polychromator system has a built-in power supply unit that includes high voltage for the APD and +/- 5 V for an op-amp IC. The high voltage for the APD is finely controlled and monitored using a PC with the LabView software. One out of the six band pass-filters has a center wavelength of 523.8 nm with 2-nm bandwidth, which can measure Zeff, and the other five band-pass filters can simultaneously measure the Thomson signal.
    During the KSTAR experiment campaign (2015), we design and test the prototype polychromator system for the KSTAR Thomson scattering system. The polychromator has high voltage for the APD detector that is independently and remotely controlled using the PC, which is can easily adjust and maintain the system. This is the most important function, and hence, the Thomson scattering system needs more than 20 polychromators to precisely measure the electron density and temperature profiles. An additional function in the polychromator is the bremsstrahlung signal measurable channel. During the KSTAR experiment campaign (2015), we conducted a feasibility test, which shows that the prototype polychromator can simultaneously measure the Thomson and bremsstrahlung signal. In the test, the remote control of the polychromator is successfully operated, and the bremsstrahlung signal was successfully measured along with the Thomson signal.The measured bremsstrahlung signal was very noisy and had lower sampling rate compared to that of the VB system in KSTAR. Therefore,we use the lowcostUSBdigitizers in this test and assume that it does not match the electric ground of theQAC system. In the next KSTAR campaign (2016), we will upgrade the digitizing system based on the bremsstrahlung measuring system and will obtain absolute calibration. In addition, the calculated Zeff parameter will be compared with the Zeff parameter of the VB system in KSTAR.


    * 새로운 hybrid형 폴리크로메터의 개발연구
    - 톰슨산란신호 뿐만아니라 Zeff 신호를 동시에 측정할 수 있는 polychromator 개발
    - 추가기능으로 APD 온도 조절, alignment 가 용이하도록 alig...

    * 새로운 hybrid형 폴리크로메터의 개발연구
    - 톰슨산란신호 뿐만아니라 Zeff 신호를 동시에 측정할 수 있는 polychromator 개발
    - 추가기능으로 APD 온도 조절, alignment 가 용이하도록 alignment 용 LED 장착, Polychromator의 이동 및 관리가 용이하도록 전원부 내장형 으로 개발.
    - DAQ 시스템을 이용한 자동화.
    - 시스템의 설계와 제작 후 KSTAR에서 실제 데이터를 측정할 수 있는 지 확인함.
    - 결과적으로 톰슨산란신호 뿐만 아니라 Zeff 신호를 동시에 측정이 가능한 hybrid형 폴리크로메터의 개발완료.
    - KSTAR에서 테스트 및 결과도출


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. Contents ... 8
    7. 목차 ... 9
    8. 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 10
    9. 1. 연구개발 목적 ... 10
    10. 2. 연...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. Contents ... 8
    7. 목차 ... 9
    8. 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 10
    9. 1. 연구개발 목적 ... 10
    10. 2. 연구개발의 필요성 ... 10
    11. 3. 연구개발 범위 ... 10
    12. 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 11
    13. 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 11
    14. 가. 집적화된 prototype 분광장치 design ... 11
    15. 나. 집적화된 prototype 분광장치 제작 ... 16
    16. 다. 집적화된 prototype 분광장치의 평가 ... 20
    17. 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 28
    18. 1. 목표 달성도 ... 28
    19. 2. 관련 분야 기여도 ... 28
    20. 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 29
    21. 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 29
    22. 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 29
    23. 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 29
    24. 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 29
    25. 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 30
    26. 제11장. 기타사항 ... 30
    27. 제12장. 참고문헌 ... 30
    28. 끝페이지 ... 31
  • 참고문헌

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