KR101595769B1 - HWR cryomodule of heavy ion accelerator - Google Patents

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KR101595769B1
KR101595769B1 KR1020140120902A KR20140120902A KR101595769B1 KR 101595769 B1 KR101595769 B1 KR 101595769B1 KR 1020140120902 A KR1020140120902 A KR 1020140120902A KR 20140120902 A KR20140120902 A KR 20140120902A KR 101595769 B1 KR101595769 B1 KR 101595769B1
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김형진
이민기
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조용우
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기초과학연구원
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Abstract

The present invention provides a HWR cryomodule of a heavy ion accelerator. The disclosed HWR cryomodule of a heavy ion accelerator of the present invention comprises: a plurality of heavy ion acceleration tubes including an inner tube, which maintains a vacuum state, and an outer tube, into which a fluid for a low-temperature performance test is injected; a vacuum module, which contains and protects the heavy ion acceleration tube, and which forms a vacuum state therein; a pipe module for providing the heavy ion acceleration tube with a fluid for a performance test; and a support module installed inside the vacuum module so as to support the heavy ion acceleration tube.

Description

중이온 가속기의 HWR 저온유지장치{HWR cryomodule of heavy ion accelerator}Technical Field [0001] The present invention relates to a HWR cryomodule of heavy ion accelerator,

본 발명은 중이온 가속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a heavy ion accelerator, and more particularly, to a HWR low temperature maintaining apparatus for a heavy ion accelerator.

가속기는 양성자와 우라늄 빔을 가속시키는 장치의 일종이다. 즉 가속기는 전자, 양자 및 이온 등의 하전입자를 고에너지 상태(예를 들면, 수백만 전자볼트에서 수조 전자볼트 정도의 고에너지 상태)로 가속하는 장치로, 가속원리에 따라 고주파 가속기와 양자용 유도 가속 싱크로트론으로 크게 구별할 수 있다.Accelerators are a type of device that accelerates proton and uranium beams. In other words, an accelerator accelerates electrons, protons, and ions from a charged particle in a high energy state (for example, a high energy state in the range of several million electron volts to a water tank electron volt). In accordance with the acceleration principle, Accelerating synchrotron.

고주파 가속기는 다시 가속방법에 따라 선형가속기, 사이클로트론, 고주파 싱크로트론 등으로 구분할 수 있다. 또한, 고주파 가속기의 크기도 용도에 따라 다양한 바, 큰 에너지를 얻는 고주파 가속기로서 원자핵·소립자 물리학 연구용의 대형가속기로부터 최근에는 비교적 저에너지 레벨의 이온빔을 공급하는 암치료 전용의 소형 고주파 싱크로트론까지 있다.The high-frequency accelerator can be divided into a linear accelerator, a cyclotron, and a high-frequency synchrotron according to the acceleration method. In addition, the size of the high frequency accelerator also varies depending on the use, and it is a high frequency accelerator which obtains a large energy, and a small high frequency synchrotron for cancer treatment which supplies a relatively low energy level ion beam from a large accelerator for nuclear physics and small particle physics research.

이와 같은 고주파 가속기에서는 하전입자의 가속을 위하여 고주파 가속 공동을 사용해 왔다. 이 고주파 가속 공동은 하전입자의 주행에 동기하여 수 MHz∼수십MHz의 고주파 전장을 고주파 공동의 공명진동에 의한 여진으로 발생시킨다.In such a high frequency accelerator, a high frequency acceleration cavity has been used to accelerate the charged particle. This high-frequency acceleration cavity generates high-frequency electric fields of several MHz to several tens MHz by excitation by the resonance vibration of the high-frequency cavity in synchronization with traveling of the charged particles.

한편, 이와 같은 가속기와 관련하여 경(輕) 입자인 양성자나 헬륨을 제외한 원자의 이온을 가속시키는 장치로서 중이온 가속기가 있다. 중이온 가속기의 형식은 경입자나 전자의 경우와 같지만, 이온은 질량이 크기 때문에 강력한 전자기장이 필요하다.On the other hand, there is a heavy ion accelerator as a device for accelerating ions of atoms other than light protons or helium in connection with such accelerators. The type of heavy ion accelerator is the same as in the case of a light source or electron, but a strong electromagnetic field is required because of its large ion mass.

중이온 가속기를 구성하는 저온유지장치(cryomodule)는 다양한 가속관 (QWR, HWR1, HWR2, SSR1, SSR2)으로 이루어져 있으며, 이들 가속관들을 고진공 및 극저온을 유지할 필요가 있다.
The cryomodule constituting the heavy ion accelerator is composed of various acceleration tubes (QWR, HWR1, HWR2, SSR1, SSR2), and it is necessary to maintain the acceleration tubes at high vacuum and cryogenic temperature.

일본 공개특허공보 특개2010-251275(2010.11.04 공개)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-251275 (published on November 4, 2010) 한국 공개특허공보 제10-2008-0012900호(2008.02.12 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0012900 (published Feb. 12, 2008)

본 발명은 중이온 가속관의 성능을 향상시키기 위해서 각 모듈들의 장착 및 분해를 용이하게 하여 가속관의 성능을 향상시키고, 가속관의 빔의 속도를 향상시킬 수 있도록 한 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치를 제공한다.
The present invention relates to a HWR cryostat of a heavy ion accelerator capable of improving the performance of an acceleration tube and improving the speed of a beam of an acceleration tube by facilitating the mounting and disassembly of each module to improve the performance of the heavy ion accelerator tube to provide.

일 실시예에 따른 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치는, 진공 상태를 유지하는 내부관, 저온의 성능 테스트용 유체가 주입되는 외부관을 포함하는 복수의 중이온 가속관; 상기 복수의 중이온 가속관을 수납하여 보호하고, 내부를 진공 상태로 형성하는 진공 모듈; 상기 각각의 중이온 가속관에 성능 테스트용 유체를 제공하는 파이프 모듈; 및 상기 각각의 중이온 가속관을 지지하도록 상기 진공 모듈 내부에 설치되는 서포트 모듈;을 포함한다.An HWR cryostat of a heavy ion accelerator according to an embodiment includes a plurality of heavy ion acceleration tubes including an inner tube for maintaining a vacuum state and an outer tube for injecting a fluid for a low temperature performance test; A vacuum module for receiving and protecting the plurality of heavy ion acceleration tubes and forming a vacuum state therein; A pipe module for providing a performance test fluid to each of said heavy ion acceleration tubes; And a support module installed inside the vacuum module to support the respective heavy ion acceleration tubes.

일 실시예에 따르면, 상기 진공 모듈은 일측에 진공 포트가 형성된 진공 챔버, 상기 진공 포트에 연결되어 진공 챔버 내부를 진공 상태로 형성해 주는 진공 펌프를 포함한다.According to one embodiment, the vacuum module includes a vacuum chamber having a vacuum port formed on one side thereof, and a vacuum pump connected to the vacuum port to form a vacuum chamber in a vacuum state.

일 실시예에 따르면, 상기 파이프 모듈은 상기 중이온 가속관으로 성능 테스트용 유체를 공급하거나 기화된 성능 테스트용 유체를 배출하는 파이프 라인, 상기 파이프 라인에 설치되어 성능 테스트용 유체의 투입 또는 배출을 보충해 주는 리저버(reservoir)를 포함한다.According to one embodiment, the pipe module includes a pipeline for supplying a performance test fluid to the medium temperature accelerating pipe or discharging a vaporized performance test fluid, And includes a reservoir for performing the operation.

일 실시예에 따르면, 상기 리저버는 리저버 몸체, 리저버 몸체에 형성되어 성능 테스트용 유체를 공급받는 인렛포트, 상기 인렛포트와 이격되도록 리저버 몸체에 형성되어 기화된 헬륨을 배출하는 아웃렛포트, 상기 리저버 몸체의 내부에서 인렛포트와 아웃렛포트의 경계 부분에 설치되는 배플을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the reservoir includes a reservoir body, an inlet port formed in the reservoir body to receive a fluid for performance testing, an outlet port formed in the reservoir body to separate vaporized helium from the inlet port, And a baffle disposed at a boundary portion between the inlet port and the outlet port.

일 실시예에 따르면, 상기 서포트 모듈은 중이온 가속관을 감싸는 서포트 몸체, 상기 서포트 몸체와 진공 모듈을 연결해 주는 서포트 바를 포함한다.According to one embodiment, the support module includes a support body surrounding the middle acceleration tube, and a support bar connecting the support body and the vacuum module.

일 실시예에 따르면, 상기 서포트 모듈은 서포트 바에 결합되어 서포트 바의 길이를 조절하는 길이조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment, the support module further includes a length adjusting member coupled to the support bar to adjust the length of the support bar.

일 실시예에 따르면, 상기 서포트 바의 재질은 G10인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the material of the support bar is G10.

일 실시예에 따르면, 상기 성능 테스트용 유체는 액체 헬륨인 것을 특징으로 한다.According to one embodiment, the performance test fluid is liquid helium.

일 실시예에 따르면, 상기 중이온 가속관 및 파이프모듈을 감싸도록 설치되어 전자파를 차폐하는 마그네틱 쉴드를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is further provided a magnetic shield which surrounds the heavy ion acceleration tube and the pipe module and shields electromagnetic waves.

일 실시예에 따르면, 상기 마그네틱 쉴드의 재질은 뮤 메탈인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the material of the magnetic shield is a metal.

일 실시예에 따르면, 상기 진공 챔버의 내부에 설치되며, 진공 챔버 내부에 냉매를 순환시켜 진공 챔버 내부의 저온 상태를 활성화하기 위한 써멀 쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a thermal shield is provided inside the vacuum chamber, and the coolant circulates in the vacuum chamber to activate a low-temperature state inside the vacuum chamber.

일 실시예에 따르면, 상기 써멀 쉴드의 재질은 구리인 것을 특징으로 한다.
According to one embodiment, the material of the thermal shield is copper.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술 분야에 속하는 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention and the manner of achieving them will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the exemplary embodiments set forth herein, Are provided to fully disclose the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술되어 있을 수 있음을 알아야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략될 수도 있다.
It is to be understood that the same reference numerals refer to the same components throughout the specification and that the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the invention may be exaggerated for clarity of description. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명에 따르면, 복수의 중이온 가속관을 통해서 가벼운 이온인 양성자뿐만 아니라 중이온인 우라늄의 가속을 안정적으로 할 수 있고, 진공 및 극저온을 유지할 수 있도록 제작하여 중이온 빔을 효과적으로 가속시킬 수 있도록 하여 빔 성능의 효율성을 높일 수 있다.
According to the present invention, it is possible to stably accelerate uranium ions, as well as proton ions, which are light ions, through a plurality of heavy ion accelerators, and to be able to maintain vacuum and cryogenic temperatures, thereby effectively accelerating the heavy ion beam, Can be increased.

도 1은 본 발명에 의한 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치의 외관을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치의 내부를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 적용되는 진공 모듈을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 마그네틱 쉴드를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 써멀 쉴드를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 적용되는 파이프 모듈을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 적용되는 파이프 모듈의 리저버를 나타낸 일부 절개도.
도 8은 본 발명에 적용되는 써포트 모듈을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing an appearance of an HWR low-temperature holding apparatus of a heavy ion accelerator according to the present invention.
2 is a perspective view showing the inside of the HWR low-temperature holding device of the heavy ion accelerator according to the present invention.
3 is a perspective view of a vacuum module according to the present invention.
4 is a perspective view of a magnetic shield according to the present invention.
5 is a perspective view showing a thermal shield applied to the present invention.
6 is a perspective view showing a pipe module according to the present invention.
7 is a partial cutaway view showing a reservoir of a pipe module according to the present invention.
8 is a perspective view showing a support module applied to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor can properly define the concept of the term to describe its invention in the best way Should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module, "and" device "Lt; / RTI >

이하에서는, 본 발명에 의한 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of a HWR low-temperature maintenance apparatus for a heavy ion accelerator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 의한 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치는 적어도 둘 이상의 중이온 가속관(100), 진공 모듈(200), 파이프 모듈(300), 서포트 모듈(support module)(400)을 포함한다.1 and 2, the HWR low-temperature maintenance apparatus for a heavy ion accelerator according to the present invention includes at least two heavy ion acceleration tubes 100, a vacuum module 200, a pipe module 300, a support module 400).

즉, 저온유지장치는 복수의 중이온 가속관(100)을 포함하며, 각각의 중이온 가속관(100)에 액체 헬륨(He)을 공급받아 중이온 가속관(100)의 성능을 테스트하기 위한 것이다.
That is, the low-temperature holding apparatus includes a plurality of heavy-ion accelerating tubes 100 and is for testing the performance of the heavy-ion accelerating tubes 100 by supplying liquid helium (He) to each of the heavy-ion accelerating tubes 100.

도 2를 참고하면, 진공 모듈(200) 내에 2개의 중이온 가속관(100)이 소정 간격을 두고 서로 이격된 상태로 수직 배치되어 있다.2, in the vacuum module 200, two heavy ion acceleration tubes 100 are vertically arranged with a predetermined space therebetween.

각각의 중이온 가속관(100)은 대략 원통형으로 이루어지며, 파이프 모듈(300)로부터 액체 헬륨을 공급받아 중이온 가속관(100)으로서의 성능 테스트를 한다.Each of the medium-temperature accelerating tubes 100 is formed in a substantially cylindrical shape and receives liquid helium from the pipe module 300 to perform a performance test as the medium-temperature accelerating tube 100.

중이온 가속관(100)은 도시하지 않았으나 내부관과 외부관의 2중관으로 이루어진다. 내부관 내에는 중이온 가속관(100)의 효율적인 빔 가속을 위해 진공 상태를 유지하고, 외부관과 내부관 사이에는 중이온 가속관(100)의 저온 유지를 위한 액체 헬륨이 주입된다. 따라서, 내부관에는 후술하는 진공펌프의 진공라인(도시 생략)이 연결되고, 외부관과 내부관 사이의 상단부 및 하단부에는 파이프 모듈의 파이프 라인(112)이 각각 기계적으로 연결되어 헬륨을 공급받거나 배출하게 된다.The middle-ion acceleration pipe 100 is composed of a double pipe of an inner pipe and an outer pipe, though not shown. In the inner tube, liquid helium is injected between the outer tube and the inner tube to maintain the low temperature of the middle acceleration tube 100, while maintaining the vacuum state for efficient beam acceleration of the middle ion acceleration tube 100. A vacuum line (not shown) of a vacuum pump, which will be described later, is connected to the inner pipe, and a pipe line 112 of the pipe module is mechanically connected to the upper and lower ends between the outer pipe and the inner pipe, .

중이온 가속관(100)의 내부에는 중이온 빔의 가속을 위한 통로 역할을 하도록 빔 파이프(110)가 관통 설치될 수 있다.
A beam pipe 110 may be installed in the inside of the heavy ion accelerator tube 100 so as to serve as a passage for accelerating the heavy ion beam.

도 2 및 도 3을 참고하면, 진공 모듈(200)은 빔 가속을 위해 진공 상태를 형성해 주는 것으로, 진공 챔버(210), 진공 펌프(220)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, the vacuum module 200 forms a vacuum state for beam acceleration, and includes a vacuum chamber 210 and a vacuum pump 220.

진공 챔버(210)는 중이온 가속관(100) 및 그 중이온 가속관(100)에 연결된 파이프 모듈(300)을 내부에 안치하여 외부의 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 진공 챔버(210)의 일측면(본 실시예에서는 바닥면)에는 진공 펌프(220)와 연결되도록 진공 포트가 적어도 하나 이상 형성된다. 진공 챔버(210)는 강도 및 내부식성이 우수한 스테인리스 스틸(예를 들면, STS316L)로 제작될 수 있다.The vacuum chamber 210 serves to protect the middle acceleration pipe 100 and the pipe module 300 connected to the middle acceleration pipe 100 from the outside environment. At least one vacuum port is formed on one side (bottom surface in this embodiment) of the vacuum chamber 210 so as to be connected to the vacuum pump 220. The vacuum chamber 210 may be made of stainless steel (for example, STS316L) having excellent strength and corrosion resistance.

본 발명의 실시예에서 진공 챔버(210)는 대략 육면체로 형성되어 있으나, 이는 중이온 가속관(100)의 수납 용이성과 기타 모듈과의 연계를 위한 설계일 뿐 그 형태에 한정될 필요는 없다. 진공 챔버(210)의 일측면에는 액체 헬륨을 제공받는 헬륨 포트(211) 및 가속된 빔을 조사하는 빔 포트(212)가 구비되어 있다.In the embodiment of the present invention, the vacuum chamber 210 is formed in a substantially hexahedral shape. However, the vacuum chamber 210 is not limited to the shape of the middle ion acceleration tube 100, and is designed only for connection with other modules. One side of the vacuum chamber 210 is provided with a helium port 211 for receiving liquid helium and a beam port 212 for irradiating the accelerated beam.

진공 펌프(220)는 진공 챔버(210)의 일측에 배치되어 진공라인을 통해 진공 포트와 연결되며, 중이온 가속관(100)에서의 중이온 빔의 가속을 촉진하기 위해 중이온 가속관(100)들의 내부 및 진공 챔버(210)의 내부를 진공 상태로 형성시켜 준다. 예컨대, 진공 펌프(220)는 복수 구비되어 진공 챔버(210)와 중이온 가속관(100)들에 각각 연결될 수 있다.
The vacuum pump 220 is disposed at one side of the vacuum chamber 210 and is connected to the vacuum port through a vacuum line and is connected to the inside of the middle ion acceleration tubes 100 in order to accelerate the heavy ion beam in the middle ion acceleration tube 100. And the inside of the vacuum chamber 210 in a vacuum state. For example, a plurality of vacuum pumps 220 may be provided and connected to the vacuum chamber 210 and the heavy ion acceleration tubes 100, respectively.

도 2 및 도 6을 참고하면, 파이프 모듈(112)은 중이온 가속관(100)에 성능 테스트용 유체, 예컨대 액체 헬륨(He)을 공급하는 것으로, 파이프 라인(310), 리저버(320)(330)를 포함할 수 있다.2 and 6, the pipe module 112 supplies a fluid for performance testing, such as liquid helium (He), to the medium-temperature accelerating tube 100 and includes a pipeline 310, reservoirs 320 ).

파이프 라인(310)은 헬륨 탱크(도시 생략)와 중이온 가속관을 연결해 주며, 헬륨 탱크로부터 액체 헬륨을 중이온 가속관으로 공급해 주거나, 공정 진행시 발생하는 열에 의해 중이온 가속관 내에 기화된 헬륨을 헬륨 탱크 측으로 회귀하는 역할을 한다.The pipeline 310 connects the helium tank (not shown) with the heavy-ion accelerator. Helium is supplied from the helium tank to the heavy-ion accelerator tube, or helium vaporized in the heavy- As shown in FIG.

리저버(320)(330)는 파이프 라인(310)의 일단에 장착되어 보조 헬륨 탱크의 역할을 한다. 예컨대, 중이온 가속관으로 공급되거나 또는 중이온 가속관으로부터 배출되는 헬륨이 설정치에 미치지 못할 경우 소정량의 헬륨을 저장하고 있는 리저버에서 그만큼의 헬륨을 보충하여 공급하거나 배출하는 역할을 한다.The reservoirs 320 and 330 are installed at one end of the pipeline 310 to serve as auxiliary helium tanks. For example, if the helium supplied to the medium-temperature accelerator tube or the helium discharged from the medium-temperature accelerator tube does not reach the set value, the reservoir storing a predetermined amount of helium replenishes and supplies the helium.

이때, 리저버는 메인 리저버(320)와 서브 리저버(330)로 구분될 수 있다. 메인 리저버(320)는 공정 진행시 요구되는 설정 온도의 헬륨을 저장하게 되고, 서브 리저버(330)는 설정 온도에서 벗어나는 헬륨을 저장하게 된다. 따라서, 메인 리저버(320)와 서브 리저버(330) 사이에는 헬륨의 온도를 설정 온도에 맞게 열교환시켜 줄 수 있는 열교환기(340)가 개재될 필요가 있다.At this time, the reservoir may be divided into a main reservoir 320 and a sub reservoir 330. The main reservoir 320 stores helium at a set temperature required in the process, and the sub reservoir 330 stores helium that is out of the set temperature. Therefore, it is necessary to interpose a heat exchanger 340 between the main reservoir 320 and the sub reservoir 330, which can heat the helium to a predetermined temperature.

도 7을 참고하면, 메인 리저버(320)는 양단이 폐쇄된 대략 원통형으로 이루어진 리저버 몸체(321)를 포함하며, 리저버 몸체(321)에는 헬륨 탱크로부터 헬륨 액체를 공급받는 인렛포트(322) 및 기화된 헬륨을 헬륨 탱크 측으로 배출하는 아웃렛포트(323)가 서로 소정의 간격으로 이격되어 형성된다.7, the main reservoir 320 includes a substantially cylindrical reservoir body 321 having both ends closed. The reservoir body 321 is provided with an inlet port 322 for receiving helium liquid from the helium tank, And an outlet port 323 for discharging helium to the helium tank side are spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한 리저버 몸체(321) 내에는 쿨링 다운(cooling down)시 기화된 헬륨을 배출하고 유입된 액체헬륨을 일정한 양으로 유지하도록 하기 위한 목적으로 인렛포트와 아웃렛포트의 경계 부분에 복수의 배플(baffle)(324)이 형성될 수 있다. 복수의 배플 중 어느 하나의 배플(324)의 일측에는 리저버 몸체(321) 내를 통과하는 헬륨의 양을 검지하기 위한 레벨 게이지가 설치될 수 있다. 배플(324)은 리저버 몸체(321) 내를 완전히 폐쇄하도록 형성되지 않고 일부분이 연통되도록 리저버 몸체(321)의 내경보다 조금 작은 직경을 갖도록 형성된다.A plurality of baffles are provided in the reservoir body 321 at the boundary between the inlet port and the outlet port in order to discharge the vaporized helium at the time of cooling down and to maintain the inflow liquid helium at a constant amount. (Not shown). A level gauge for detecting the amount of helium passing through the reservoir body 321 may be provided on one side of the baffle 324 of any one of the plurality of baffles. The baffle 324 is formed to have a diameter slightly smaller than the inner diameter of the reservoir body 321 so as not to completely close the reservoir body 321 but to communicate with each other.

서브 리저버 역시 메인 리저버의 구성과 대동소이하므로, 자세한 설명은 생략한다.
Since the sub reservoir is also similar to that of the main reservoir, detailed description is omitted.

도 2 및 도 8을 참고하면, 서포트 모듈(400)은 중이온 가속관(100)에 접촉되도록 설치되며, 중이온 가속관(100)의 배치 및 고정상태를 안정화시켜 주는 것으로, 중이온 가속관을 지지하는 서포트 몸체(410), 서포트 몸체(410)를 지지하는 서포트 바(420)를 포함할 수 있다.2 and 8, the support module 400 is installed in contact with the middle-ion acceleration tube 100 to stabilize the arrangement and fixing state of the middle-ion acceleration tube 100, A support body 410 supporting the support body 410, and a support bar 420 supporting the support body 410.

서포트 몸체(410)는 중이온 가속관을 둘러싸도록 대략 사각 틀체 형상으로 이루어진다. 또한, 서포트 몸체는 복수의 중이온 가속관이 각각 삽입되도록 중이온 가속관의 숫자와 대응되는 숫자로 구획된다.The support body 410 has a substantially rectangular frame shape so as to surround the heavy ion acceleration tube. Further, the support body is divided into numbers corresponding to the numbers of the heavy ion acceleration tubes so that a plurality of heavy ion acceleration tubes are respectively inserted.

서포트 바(420)는 복수 구비되며, 각각의 일단은 서포트 몸체의 여러 개소에 연결되고 타단은 진공 챔버(210)의 여러 개소에 연결되어 서포트 몸체(410)를 고정시켜 줌으로써, 서포트 몸체(410) 내에 놓인 중이온 가속관을 안정적으로 고정시켜 준다.A plurality of support bars 420 are provided and each end of the support body 410 is connected to various portions of the support body and the other end is connected to various portions of the vacuum chamber 210 to fix the support body 410, Thereby stably fixing the heavy ion accelerating tube placed in the inside.

진공 챔버(210) 내는 극저온을 형성하기 때문에 진공 챔버(210) 내에서 서포트 바에 응축이 발생할 경우 중이온 가속관의 정렬 상태가 설정 위치에서 벗어날 수 있고 이로 인해 빔 포트의 위치가 어긋날 수 있으므로, 서포트 바(420)는 저온에서 응축이 최소화되는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대 서포트 바는 G10 또는 인바의 재질로 형성될 수 있다.Since the cryogenic temperature is formed in the vacuum chamber 210, if the support bar is condensed in the vacuum chamber 210, the alignment state of the middle acceleration tube may deviate from the set position and the position of the beam port may be displaced. (420) is preferably made of a material whose condensation is minimized at a low temperature. For example, the support bar may be formed of G10 or Invar.

서포트 바(420)는 진공 챔버(210) 외부의 상온에서 기본적으로 길이 조정이 된 상태로 진공 챔버(210) 내로 유입되는데, 진공 챔버(210) 내부는 극저온을 유지하므로 소정의 응축이 발생할 수 있다. 따라서, 진공 챔버(210) 내에 배치된 상태에서도 서포트 바(420)의 길이 조절이 가능하도록 각 서포트 바의 일단에는 길이조절부재(430)가 장착될 수 있다.The support bar 420 flows into the vacuum chamber 210 in a state where the length of the support bar 420 is adjusted at a normal temperature outside the vacuum chamber 210. Since the inside of the vacuum chamber 210 maintains a cryogenic temperature, predetermined condensation may occur . Therefore, the length adjusting member 430 can be mounted on one end of each support bar so that the length of the support bar 420 can be adjusted even in the state that the support bar 420 is disposed in the vacuum chamber 210.

이러한 서포트 모듈(400)에 의해 중이온 가속관(100)은 각각 개별적으로 분해 조립이 용이하며, 따라서 성능 시험이 안정적, 효율적으로 진행될 수 있다.
By means of such a support module 400, the heavy ion acceleration tube 100 can be individually disassembled and assembled easily, and thus the performance test can proceed stably and efficiently.

도 2 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 저온유지장치는, 진공 챔버(210)의 내부에 진공 챔버(210) 외부로부터 진공 챔버(210) 내부의 중이온 가속관(100)에 가해지는 외부 전자파를 차단하기 위한 마그네틱 쉴드(magnetic shield)(500)를 더 포함할 수 있다.2 and 4, the low-temperature holding apparatus of the present invention includes a vacuum chamber 210, an external electromagnetic wave (not shown) applied to the high-temperature acceleration tube 100 inside the vacuum chamber 210 from the outside of the vacuum chamber 210, And a magnetic shield 500 for blocking the magnetic shield 500.

외부 전자파가 중이온 가속관(100)에 전해지면 설정된 극저온 상태가 불안정할 수 있으므로, 마그네틱 쉴드(500)는 이러한 방해 요소를 제거하는 것이다. 마그네틱 쉴드(500)는 예컨대, Ni 75%, Fe 20%, Cu 5%의 합금의 뮤 메탈(Mu-matal)로 형성될 수 있다.When the external electromagnetic wave is transmitted to the medium-temperature accelerating tube 100, the magnetic shield 500 removes such an obstacle because the set cryogenic temperature may be unstable. The magnetic shield 500 may be formed of Mu-matal of an alloy of 75% Ni, 20% Fe, and 5% Cu, for example.

마그네틱 쉴드(500)는 진공 챔버(210)의 내벽에 장착되므로, 진공 챔버(210)의 내부 형태와 유사하게 형성된다. 마그네틱 쉴드(500)의 일측면 상단에는 진공 챔버(210)의 헬륨 포트(211)에 대응되도록 제1 헬륨 포트 관통공(510)이 형성되고, 정면 하단에는 진공 챔버(210)의 빔 포트(212)에 대응되도록 제1 빔 포트 관통공(520)이 형성된다.
Since the magnetic shield 500 is mounted on the inner wall of the vacuum chamber 210, the magnetic shield 500 is formed similarly to the inner shape of the vacuum chamber 210. A first helium port through hole 510 is formed at the upper end of one side of the magnetic shield 500 to correspond to the helium port 211 of the vacuum chamber 210 and a beam port 212 of the vacuum chamber 210 The first beam port through hole 520 is formed so as to correspond to the first beam port through hole 520.

도 2 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 저온유지장치는, 진공 챔버(210)의 내부, 바람직하게는 마그네틱 쉴드(500)의 내부에 설치되어, 냉매를 순환시켜 진공 챔버(210) 내부의 저온 상태를 활성화하기 위한 써멀 쉴드(600)를 더 포함할 수 있다.2 and 5, the low-temperature holding apparatus of the present invention is installed inside the vacuum chamber 210, preferably inside the magnetic shield 500, and circulates the refrigerant to circulate the refrigerant in the vacuum chamber 210 And may further include a thermal shield 600 for activating a low temperature state.

써멀 쉴드(600)는 열전도율이 높은 구리(Cu)로 제작될 수 있고, 냉매로는 기체 상태의 질소(N)가 사용될 수 있다.The thermal shield 600 may be made of copper (Cu) having a high thermal conductivity, and nitrogen (N) in a gaseous state may be used as the refrigerant.

써멀 쉴드(600) 역시 마그네틱 쉴드(500)와 마찬가지로 진공 챔버(210)의 내벽에 장착되므로 진공 챔버(210)의 내부 형태와 유사하게 형성된다. 따라서, 써멀 쉴드(600)의 일측면 상단에는 진공 챔버(210)의 헬륨 포트(211)에 대응되도록 제2 헬륨 포트 관통공(610)이 형성되고, 정면 하단에는 진공 챔버(210)의 빔 포트(212)에 대응되도록 제2 빔 포트 관통공(620)이 형성된다.
Since the thermal shield 600 is attached to the inner wall of the vacuum chamber 210 like the magnetic shield 500, the thermal shield 600 is formed similarly to the inner shape of the vacuum chamber 210. A second helium port through hole 610 corresponding to the helium port 211 of the vacuum chamber 210 is formed at the upper end of one side of the thermal shield 600 and a beam port The second beam port through hole 620 is formed to correspond to the second beam port through hole 620.

지금까지 본 발명에 따른 야외 조사용 허리벨트에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although the present invention has been described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

10; 저온유지장치
100; 중이온 가속관 110; 빔 파이프
200; 진공 모듈 210; 진공챔버
220; 진공펌프
300; 파이프 모듈 310; 파이프라인
320; 메인 리저버 330; 서브 리저버
340; 열교환기
400; 서포트 모듈 410; 서포트 몸체
420; 서포트 바 430; 길이조절부재
500; 마그네틱 쉴드
600; 써멀 쉴드10; Cryostat
100; A heavy ion acceleration tube 110; Beam pipe
200; Vacuum module 210; Vacuum chamber
220; Vacuum pump
300; A pipe module 310; Pipeline
320; Main reservoir 330; Sub reservoir
340; heat transmitter
400; Support module 410; Support body
420; Support bar 430; The length-
500; Magnetic shield
600; Thermal Shield

Claims (11)

진공 상태를 유지하는 내부관, 저온의 성능 테스트용 유체가 주입되는 외부관을 포함하는 복수의 중이온 가속관;
상기 복수의 중이온 가속관을 수납하여 보호하고, 내부를 진공 상태로 형성하는 진공 모듈;
상기 각각의 중이온 가속관에 성능 테스트용 유체를 제공하는 파이프 모듈; 및
상기 각각의 중이온 가속관을 지지하도록 상기 진공 모듈 내부에 설치되는 서포트 모듈;
을 포함하고,
상기 파이프 모듈은 상기 중이온 가속관으로 성능 테스트용 유체를 공급하거나 기화된 성능 테스트용 유체를 배출하는 파이프 라인, 상기 파이프 라인에 설치되어 성능 테스트용 유체의 투입 또는 배출을 보충해 주는 리저버(reservoir)를 포함하며,
상기 리저버는 공정 진행시 요구되는 설정 온도의 헬륨을 저장하는 메인 리저버와 설정 온도에서 벗어난 헬륨을 저장하는 서브 리저버를 포함하며, 상기 메인 리저버와 상기 서브 리저버 사이에는 헬륨의 온도를 설정 온도에 맞게 열교환시켜 주는 열교환기가 더 설치되고,
상기 메인 리저버 및 상기 서브 리저버 각각은 리저버 몸체, 리저버 몸체에 형성되어 성능 테스트용 유체를 공급받는 인렛포트, 상기 인렛포트와 이격되도록 리저버 몸체에 형성되어 기화된 헬륨을 배출하는 아웃렛포트, 상기 리저버 몸체의 내부에서 인렛포트와 아웃렛포트의 경계 부분에 설치되는 배플을 포함하며,
상기 배플은 일측에 상기 리저버 몸체 내를 통과하는 헬륨의 양을 검지하기 위한 레벨 게이지가 설치되고, 상기 리저버 몸체의 내경보다 작은 직경을 갖도록 형성되어 상기 리저버 몸체 일부분이 연통되는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
A plurality of heavy ion acceleration tubes including an inner tube for maintaining a vacuum state, and an outer tube for injecting a fluid for performance testing at a low temperature;
A vacuum module for receiving and protecting the plurality of heavy ion acceleration tubes and forming a vacuum state therein;
A pipe module for providing a performance test fluid to each of said heavy ion acceleration tubes; And
A support module installed inside the vacuum module to support the respective heavy ion acceleration tubes;
/ RTI >
Wherein the pipe module comprises a pipeline for supplying a performance test fluid to the medium temperature accelerating pipe or discharging a vaporized performance test fluid, a reservoir provided in the pipeline for replenishing the introduction or discharge of the performance test fluid, / RTI >
Wherein the reservoir includes a main reservoir for storing helium at a predetermined set temperature and a sub reservoir for storing helium that is out of a set temperature, wherein a temperature of helium is exchanged between the main reservoir and the sub reservoir for heat exchange A further heat exchanger is installed,
Each of the main reservoir and the sub reservoir includes a reservoir body, an inlet port formed in the reservoir body to receive a fluid for performance testing, an outlet port formed in the reservoir body to separate vaporized helium from the inlet port, And a baffle disposed at a boundary portion between the inlet port and the outlet port,
Wherein the baffle is provided with a level gauge for detecting the amount of helium passing through the reservoir body at one side thereof and has a diameter smaller than an inner diameter of the reservoir body so that a part of the reservoir body communicates with the reservoir body. Of the HWR cryostat.
진공 상태를 유지하는 내부관, 저온의 성능 테스트용 유체가 주입되는 외부관을 포함하는 복수의 중이온 가속관;
상기 복수의 중이온 가속관을 수납하여 보호하고, 내부를 진공 상태로 형성하는 진공 모듈;
상기 각각의 중이온 가속관에 성능 테스트용 유체를 제공하는 파이프 모듈;
상기 각각의 중이온 가속관을 지지하도록 상기 진공 모듈 내부에 설치되는 서포트 모듈;
상기 진공 모듈의 내부에 설치되어 전자파를 차폐하는 마그네틱 쉴드; 및
상기 진공 모듈의 내부에 설치되며, 진공 모듈 내부에 냉매를 순환시켜 진공 모듈 내부의 저온 상태를 활성화하기 위한 써멀 쉴드;
를 포함하고,
상기 파이프 모듈은 상기 중이온 가속관으로 성능 테스트용 유체를 공급하거나 기화된 성능 테스트용 유체를 배출하는 파이프 라인, 상기 파이프 라인에 설치되어 성능 테스트용 유체의 투입 또는 배출을 보충해 주는 리저버(reservoir)를 포함하며,
상기 리저버는 공정 진행시 요구되는 설정 온도의 헬륨을 저장하는 메인 리저버와 설정 온도에서 벗어난 헬륨을 저장하는 서브 리저버를 포함하며, 상기 메인 리저버와 상기 서브 리저버 사이에는 헬륨의 온도를 설정 온도에 맞게 열교환시켜 주는 열교환기가 더 설치되고,
상기 메인 리저버 및 상기 서브 리저버 각각은 리저버 몸체, 리저버 몸체에 형성되어 성능 테스트용 유체를 공급받는 인렛포트, 상기 인렛포트와 이격되도록 리저버 몸체에 형성되어 기화된 헬륨을 배출하는 아웃렛포트, 상기 리저버 몸체의 내부에서 인렛포트와 아웃렛포트의 경계 부분에 설치되는 배플을 포함하며,
상기 배플은 일측에 상기 리저버 몸체 내를 통과하는 헬륨의 양을 검지하기 위한 레벨 게이지가 설치되고, 상기 리저버 몸체의 내경보다 작은 직경을 갖도록 형성되어 상기 리저버 몸체 일부분이 연통되는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
A plurality of heavy ion acceleration tubes including an inner tube for maintaining a vacuum state, and an outer tube for injecting a fluid for performance testing at a low temperature;
A vacuum module for receiving and protecting the plurality of heavy ion acceleration tubes and forming a vacuum state therein;
A pipe module for providing a performance test fluid to each of said heavy ion acceleration tubes;
A support module installed inside the vacuum module to support the respective heavy ion acceleration tubes;
A magnetic shield installed inside the vacuum module to shield electromagnetic waves; And
A thermal shield installed inside the vacuum module for circulating a refrigerant in the vacuum module to activate a low temperature state inside the vacuum module;
Lt; / RTI >
Wherein the pipe module comprises a pipeline for supplying a performance test fluid to the medium temperature accelerating pipe or discharging a vaporized performance test fluid, a reservoir provided in the pipeline for replenishing the introduction or discharge of the performance test fluid, / RTI >
Wherein the reservoir includes a main reservoir for storing helium at a predetermined set temperature and a sub reservoir for storing helium that is out of a set temperature, wherein a temperature of helium is exchanged between the main reservoir and the sub reservoir for heat exchange A further heat exchanger is installed,
Each of the main reservoir and the sub reservoir includes a reservoir body, an inlet port formed in the reservoir body to receive a fluid for performance testing, an outlet port formed in the reservoir body to separate vaporized helium from the inlet port, And a baffle disposed at a boundary portion between the inlet port and the outlet port,
Wherein the baffle is provided with a level gauge for detecting the amount of helium passing through the reservoir body at one side thereof and has a diameter smaller than an inner diameter of the reservoir body so that a portion of the reservoir body communicates with the reservoir body. Of the HWR cryostat.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공 모듈은 일측에 진공 포트가 형성된 진공 챔버, 상기 진공 포트에 연결되어 진공 챔버 내부를 진공 상태로 형성해 주는 진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the vacuum module includes a vacuum chamber having a vacuum port formed at one side thereof, and a vacuum pump connected to the vacuum port to form a vacuum state inside the vacuum chamber.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 서포트 모듈은 중이온 가속관을 감싸는 서포트 몸체, 상기 서포트 몸체와 진공 모듈을 연결해 주는 서포트 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the support module includes a support body surrounding the middle acceleration tube, and a support bar connecting the support body and the vacuum module.
제7항에 있어서,
상기 서포트 모듈은 서포트 바에 결합되어 서포트 바의 길이를 조절하는 길이조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the support module further comprises a length adjusting member coupled to the support bar to adjust the length of the support bar.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성능 테스트용 유체는 액체 헬륨인 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the performance test fluid is liquid helium.
제1항에 있어서,
상기 중이온 가속관 및 파이프모듈을 감싸도록 설치되어 전자파를 차폐하는 마그네틱 쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a magnetic shield installed to surround the middle acceleration pipe and the pipe module to shield the electromagnetic wave.
제1항에 있어서,
상기 진공 모듈의 내부에 설치되며, 진공 모듈 내부에 냉매를 순환시켜 진공 모듈 내부의 저온 상태를 활성화하기 위한 써멀 쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중이온 가속기의 HWR 저온유지장치.The method according to claim 1,
Further comprising a thermal shield installed inside the vacuum module for circulating a refrigerant in the vacuum module to activate a low temperature state inside the vacuum module.
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