고진공하에서 미세 입자

Abstract

현존하는 최첨단 핵융합 장치기술의 총 집합체인 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor; 국제 열핵융합 실험로) 설비는 핵융합 발전을 위한 최종적인 기술 검증이 가능한 시설로써 2020년 시운전을 목표로 현재 프랑스 Cadarache에 건설 중이다. 현재 ITER 프로젝트는 5가지의 난제로 어려움을 겪고 있다. 그 중 하나가 핵융합 반응으로 인하여 생성되는 dust로 인하여 first mirror가 오염이 되는 문제를 안고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 첫 번째 방법으로 first mirror 앞에 dust 차단 구조를 설계하여 first mirror로 날아오는 dust를 막는 방법과 두 번째 방법으로 first mirror가 있는 공간의 압력을 dust가 날아오는 공간의 압력보다 높게 만들어 first mirror로 날아오는 dust의 평균행정거리(mean free path)를 짧아지게 만들어 dust가 first mirror까지 도달하지 못하게 막는 구조를 설계하였다. Dust 차단 구조는 Sputter Gun를 사용하여 dust를 만들고 수직 방향에서 Doser로 가스를 분사하여 차단되는 것을 QCM(quartz crystal microbalance; 석영크리스탈마이크로밸런스)을 사용하여 확인하였다. Dust 평균행정거리 감소 구조는 Sputter Gun를 사용하여 dust를 만들고 QCM이 있는 공간에 가스를 주입시켜 주고 가스가 공간에서 쉽게 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 baffle를 달아 메인 Chamber와 압력차를 만들어 주어 dust의 평균행정거리를 감소시켜 dust가 QCM에 증착되는 것에 영향이 있는지를 확인하고 분석하였다.