기초과학

중국파쇄중성자원 타겟팅 빔 출력 100kW 설계지표에 도달

발행일 : 2020 / 03 / 04

중국파쇄중성자원(CSNS) 타겟팅 빔 출력이 100kW 설계지표에 도달함과 아울러 100kW 안정적 빔제공 장치운영을 개시하였다. 이로써 중국은 해당 설계지표 도달시간을 계획보다 1년 6개월 앞당겼다.

중국과학원 고에너지물리연구소 둥관(東莞)지부 가속기빔조정 연구팀은 2020년 2월 3일 계획대로 빔 커미셔닝(beam commissioning) 작업에 들어갔다. 연구팀은 앞서 완성한 대량 준비 작업을 토대로 약 1개월 동안 세심한 디버깅 끝에 빔 커미셔닝 목표를 달성하였다. 고강도 가속기(high intensity accelerator) 빔조정에서 가장 어려운 작업은 빔손실(beam loss) 제어이다. 현재 100kW 운행 상황에서의 제어불능 빔손실은 80kW 운행시에 비해 나아져 타겟팅 작동의 요구를 만족시킨다.

국제 동일 유형 장치의 빔조정 경험을 근거로 CSNS 타당성조사보고서는 프로젝트 검수 후 3년 내(2021년 8월까지)에 빔 출력을 100kW 설계지표에 도달시킨다고 명시하였다. 연구팀의 빠르고도 고효율적인 빔조정 작업으로 해당 시간은 1년 6개월 앞당겨졌는데 이는 고품질적 프로젝트 구축 및 전단계 세심한 빔조정 준비작업 더욱이 연구팀의 끈질긴 노력의 성과이다.

CSNS 프로젝트는 2018년 8월 23일에 국가발전개혁위원회 검수를 통과하고 본격적으로 유저오픈 운영에 투입되었다. 그 후 각항 검수 임무 및 빔 커미셔닝 임무를 완수함과 아울러 가속기 빔조정 기계 연구도 계획적으로 수행하였다. 이러한 작업으로 CSNS 빔 출력은 각각 2018년 9월에 20kW, 2019년 1월에 50kW, 2019년 10월에 80kW에 도달했고 이번에 100kW 설계지표에 도달하였다. 이외 2019년 유저오픈 운영 임무도 초과 완성하였는바 당해 실제 오픈서비스 제공시간은 4,576h로 당해 계획시간 3,600h를 초과하였다. 아울러 가속기 빔제공 효율도 92.6%에 도달시켰다.

상기 성과는 곧 가동될 CSNS 프로젝트 2기 설계 작업에 소중한 경험을 제공하였고 또한 2기 프로젝트 구축을 위해 튼튼한 기반을 마련하였다.

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