입자 가속기 자석에서 하이필드 초전도 수평지지선의 비용(Costs of high-field superconducting strands for particle accelerator magnets)

전문가 제언

□ 고에너지물리학(HEP은 입자물리학이라고도 부르고 있다. 이것은 우주를 구성하는 가장 기본적인 입자들을 다루는 분야로 물질을 구성하고 있는 입자가 무엇이며, 입자들 사이의 상호작용을 알아내어 자연현상의 본질에 대한 질문을 탐구하는 학문이다.

□ 초전도체를 이용한 초대형입자가속기(SSC)는 양자를 광속도 가까이까지 가속하여 역회전으로 가속한 양자와 정면으로 충돌시키고, 이 충돌에서 튀어나오는 소립자로부터 물질이 어떤 소립자로 구성되어 있는지를 탐색하는 것이다.

□ 초전도 현상을 나타내는 초전도 물질의 원소로 니오븀(Nb), 탄탈늄(Ta), 바나듐(V) 등 20여 종의 금속 원소가 이용되고 있으며, 합금으로는 니오븀과 주석의 합금(Nb3Sn), 니오븀과 게르마늄의 합금(Nb3Ge) 등이 실용화 되어 있다. 그러나 이런 금속이나 합금 등이 초전도 상태가 되는 임계 온도는 최고의 경우 절대 온도 23k이다. 최근에는 스칸듐(Sc), 란타늄(La), 니오븀(Nd), 이트륨(Y) 등의 희토류 원소를 포함하는 금속 화합물이나 특수 자기물질에서 금속이나 합금과 같은 극저온이 아닌 비교적 고온에서 초전도 현상이 일어난다는 사실이 발견되어 주목을 받고 있다.

□ 자기공명영상(MRI) 시스템의 초전도체 자석 이용의 급속한 성장은 Nb-Ti 합금을 매년 약 1,000톤 소모하게 만들었고, 경제적인 비용을 안정시키는데 큰 도움이 되었다. 특히 MRI 자석에 대한 예외 사항은 공기업이 아닌 여러 사기업으로부터 지속적인 요구와 치열한 경쟁 때문에 상당한 상용 시장을 가졌지만, 아직 대부분의 구매는 특수한 정부 지원 프로젝트로부터 시작되었다.

□ 연구개발은 초전도체의 비용대성능비에서 지속적인 개발 속도에 따라 점점 감소, 즉 향상되고 있다. 그리고 경제적인 규모의 초전도체 제조 및 생산 결과는 점점 그 응용 범위를 확대하고 있다.

저자

Cooley, LD; Ghosh, AK; Scanlan, RM

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2005

권(호)

18(4)

잡지명

Superconductor science and technology

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

51~65

분석자

구*회

분석물

• 입자 가속기 자석에서 하이필드 초전도 수평지지선의 비용.pdf [217,893 byte]

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