[표제지 등]
제출문
요약문
I. 제목
II. 연구개발의 목적 및 필요성
III. 연구개발의 내용 및 범위
IV. 연구개발 결과
V. 연구개발결과의 활용계획
SUMMARY
I. Project Title
II. Ojectives and Necessity of the Project
III. Scope and Contents of the Project
IV. Results of the Project
V. Plan for the Application of Results
목차
제1장 서론 22
제1절 연구 배경 및 목적 22
제2절 연구의 내용 및 범위 23
제2장 국내외 기술 개발 현황 25
제1절 국내외 기술 개발 현황 25
1. 가속기용 이온원의 개발 추세 25
2. 헬리콘 플라즈마 연구동향 25
제2절 연구 결과의 의의 26
제3장 헬리콘 플라즈마원 27
제1절 헬리콘 플라즈마의 발생 원리 27
1. 헬리콘 플라즈마의 정의 및 특성 27
2. 헬리콘 플라즈마의 분산관계식 27
제2절 헬리콘 플라즈마의 방전 기제 29
1. 란다우 감쇠 모델 29
2. 공명-반공명 방전 모델 31
제4장 대전류 고밀도 이온원 인출 모사 33
제1절 대전류 고밀도 이온원의 특성 33
1. 이온원의 구성 33
2. 이온빔 인출 35
제2절 이온원 설계변수 35
1. 정성적 변수 : 빔전류 밀도 35
가. 플라즈마 생성율 36
나. 공간전하효과 36
2. 정성적 변수 : 낮은 에미턴스 37
3. 시스템 변수 : 시스템 건전성 및 장수명 38
제3절 최적 인출 계통 계산 39
1. 시뮬레이션 코드를 이용한 이온 인출 계통 설계 39
가. 이온 인출 계통의 필요성 39
나. IGUNR[이미지 참조] code 40
다. 인출전극 기하학적 구조 40
2. 시뮬레이션 결과 41
가. 전류밀도 및 플라즈마 밀도와의 관계 41
나. 플라즈마 경계면 모양과 빔 profile 42
3. 대전류밀도 이온원으로의 타당성 42
제5장 헬리콘 플라즈마 시스템 46
제1절 헬리콘 플라즈마 시스템 설계 46
1. 플라즈마 발생부 46
가. 플라즈마 발생용기 46
나. 헬리콘 안테나 49
다. RF 임피던스 정합 50
라. RF 전원 54
2. 축방향 자장 인가부 57
가. 솔레노이드 코일 시스템 57
나. 영구자석 시스템 57
3. 진공계 60
4. 플라즈마 기체 공급계 60
제2절 헬리콘 플라즈마 이온원 61
1. 빔인출 시스템 61
2. 대전류 헬리콘 플라즈마 이온원 61
제6장 헬리콘 플라즈마 특성 실험 및 빔인출 실험 64
제1절 헬리콘 플라즈마 특성 실험 64
1. 플라즈마 발생 실험 64
2. 플라즈마 진단 68
가. Langmuir 탐침 68
나. 플라즈마 밀도 측정 69
3. 플라즈마 모드의 전이 69
제2절 빔인출 실험 73
1. 이온빔 인출 실험 73
2. 전자빔 인출 실험 75
제7장 결론 78
제8장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 80
제9장 연구개발 결과의 활용 계획 82
제10장 참고 문헌 83
Contents
[title page etc.] 1
PRESENTATION 3
SUMMARY 8
I. Project Title 8
II. Ojectives and Noccssity of the Project 8
III. Scope and Contents of the Project 9
IV. Results of the Project 10
V. Plan for the Application of Results 11
Chapter 1. Introduction 22
Section 1. Background and Objectives/(Objetives) of the Project 22
Section 2. Subjectives and Categories of the Project 23
Chapter 2. Present research progress of the Project 25
Section 1. Technical Aspects 25
Section 2. Meanings of results of the Project 26
Chapter 3. Helicon Plasma Sources 27
Section 1. Theory of Helicon Plasma generation 27
Section 2. Discharge Mechanism of Helicon Plasma 29
Chapter 4. Simulation of large current high density Ion Sources 33
Section 1. Properties of high density Ion Source 33
Section 2. Design Parameters of Ion Sources 35
Section 3. Calculation of Optimum Extraction System 39
Chapter 5. Helicon Plasma System 46
Section 1. Design of helicon Plasma System 46
Section 2. Helicon Plasma Ion Sources 61
Chapter 6. Experiments/(Experimants) of Helicon Plasma generation and Beam Extraction 64
Section 1. Experiments of Helicon Plasma generation 64
Section 2. Experiments of Beam Extraction 73
Chapter 7. Conclusion 78
Chapter 8. Degree of Achievement and Contribution 80
Chapter 9. Plan for the Application of Results 82
Chapter 10. References 83
그림 4.1 이온빔 인출계 구조의 개략도 34
그림 4.2 이온빔 전류에 따른 인출빔의 profile 44
그림 5.1 전자석형 헬리콘 플라즈마 시스템 개략도 47
그림 5.2 영구자석형 헬리콘 플라즈마 시스템 개략도 48
그림 5.3 m=0 모드 헬리콘 안테나 모형 50
그림 5.4 RF 임피던스 정합 회로 (a) 표준형, (b) 변환형 51
그림 5.5 주파수 변화에 따른 임피던스 정합조건에서의 축전용량 52
그림 5.6 솔레노이드 코일의 전류 및 자기장 특성 58
그림 5.7 영구자석의 축방향 자장 분포 59
그림 5.8 single-stage 헬리콘 플라즈마 이온원 62
그림 5.9 two-stage 헬리콘 플라즈마 이온원 63
그림 6.1 langmuir 탐침 시스템도 70
그림 6.2 축방향 자장의 변화에 따른 플라즈마 밀도의 변화 71
그림 6.3 진공도의 변화에 따른 헬리콘 플라즈마의 임계전력 72
그림 6.4 RF 전력의 변화에 따른 플라즈마 밀도의 히스테리시스 곡선 72
그림 6.5 빔전류 측정 시스템 개략도 74
그림 6.6 인출전압에 따른 이온빔 전류 측정 곡선 76
그림 6.7 인출전압에 따른 전자빔 전류 측정 곡선 77
표 4.1 빔인출 모사 결과 41
표 5.1 헬리콘 플라즈마 임피던스 정합 시스템 제작 사양 56
표 6.1 헬리콘 플라즈마 발생 장치의 운전 조건 66
사진 5.1 RF 임피던스 정합 시스템(소형화하기 이전) 55
사진 6.1 초소형으로 제작된 헬리콘 플라즈마 시스템 65
사진 6.2 영구자석형 헬리콘 플라즈마의 모습 67