저온냉각기기술과 초전도기기에의 응용(Cryocoolers and Their Applications to Superconducting Equipment)

전문가 제언

□ 저온초전도체(LTS)의 경우 액체헬륨온도(4K)에서, 고온초전도체(HTS)의 경우 액체질소온도(77K)까지 냉각시켜서 초전도상태를 유지할 수 있으므로 초전도기기를 작동하기위해 저온냉각기(cryocooler) 기술은 필수적이다. 초전도상태를 얻기 위하여 ① 액체헬륨, 액체질소를 냉매로 하여 냉각시키거나, ② 냉동기를 사용하여 냉각시키는 방법, ③ 이 둘을 혼용하여 냉각 · 냉동기술을 사용하는 방법이 있다. 따라서 냉각 · 냉동 부하의 대소가 초전도응용기술의 중요한 부분을 차지하고 있다.

□ 초전도전자공학분야에서 HTS SQUID, HTS 필터 등에 냉동기를 도입하고, 초전도자석분야에서는 MRI 진단장치, 자기부상열차, 단결정인장장치에 액화헬륨냉동기를 병용하는 시스템을 도입하여 10W 이하의 냉동능력으로 처리 가능하다. 소형초전도냉각기는 이동전화기지국(BS), 지상파디지털방송 자동중계장치(REP), 래디오파간섭측정기기(MEQ) 등에 사용하는 초전도필터를 냉각시키는데 사용한다.

□ 저온냉각기기술은 우주통신, 군사용 항공기의 통신용증폭기, 적외선센서의 냉각용으로, 반도체산업체의 저온용펌프, HTS 모터, HTS 발전기, 초전도자기에너지저장(SMES), 가속기, 핵융합, 오염수를 자기분리기로 정수처리 하는 환경기기, 초기우주를 연구하는 1~0.1mm파 검출 전파망원경 등에 광범위하게 응용되고 있으며, 앞으로 냉동능력을 100~1,000W까지 확대시키는 기술개발이 필요하다.

□ 저온냉동기의 종류는 Stirling 냉동기, GM 냉동기 등이 가각 사용목적에 따라 냉동능력기술이 개발되었으며, 최근에는 냉동기기술발전으로 Stirling 냉동기와 GM 냉동기에 펄스튜브를 부착한 Stirling 펄스튜브냉동기와 GM 펄스튜브냉동기가 개발되어 기계진동과 자기잡음(magnetic noise)이 현저히 감소되어 MRI와 진동에 민감한 분석기의 냉각에 사용되고 있다. 또한 소형 Stiring 냉동기, 소형 Stirling 펄스튜브냉동기, JT냉동기, 소형 GM 펄스튜브냉동기가 개발 · 보급되고 있다.

저자

Koh Agatsuma, Akio Sato, Toshimi Sato, Kenichi Kosaka, Hidemi Hayashi, Naoyuki Tokuchi, Mitsunari Okazaki, Tomiyoshi Haruyama

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2004

권(호)

.

잡지명

Superconductivity Web21

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

30~41

분석자

이*희

분석물

• 저온냉각기기술과 초전도기기에의 응용.pdf [185,433 byte]

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