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마이크로파 영상화 진단법

전문가 제언: ○ 우리나라에서 마이크로 영상화에 대한 기초연구는 1960년대 연구용 원자로 “하나로”가 설치 운전되면서 시작되었다. 플라스마에 마이크로파를 입사하여 반사되는 마이크로파로 촬영하는 마이크로파 영상화 반사측정기 즉 MIR은 상업적 용도로 1980년대 대형 병원에 도입되었으며, 환자에게 방사된 전자기파로 전자 온도 공간 분포를 측정하여 전자 밀도 및 전자 밀도 요동의 공간 분포를 측정하는 방법으로 마이크로파를 촬영하여 환자의 진단에 활용하였다.

○ 반사측정기의 파동 시뮬레이션에서는 최근 전산기 성능이 좋아지면서부터 핵융합 연구에서도 파동 시뮬레이션에 대한 관심이 높아지고 있다. 마이크로파 및 밀리파 진단에서도 반사측정기에 의한 요동 계측을 시뮬레이션으로 연구하고 있다. 반사측정기에서는 입사된 플라스마 가운데 차단 밀도 층으로부터 층 위치, 시간/공간 변위 등을 파악할 수 있으므로 영상화 반사측정기에서 대물렌즈의 초점면에서 요동의 정보를 얻고 있다.

○ 마이크로파 영상화 기술면에서 ECEI는 플라스마의 깊이, 방향의 정보를 얻고자 복수의 주파수로 파장을 검사하게 된다. 이는 1개의 믹서 신호를 증폭시켜 파워분리기로 분리한 다음, 중간 주파수로 증폭하여 파상을 검사한다. 영상화 반사측정기에서는 확인 빔과 수신측정기가 같은 축 방향이 되도록 빔 분할기로 혼합한 다음, 가우스 빔으로 관측하게 된다. 관측 영역의 플라스마에 조사할 경우에는 콜 게이트 폰을 사용하는 것이 좋다.

○ 플라스마 계측 응용은 LHD나 TEXTOR에 의해 실행되고 있다. 이것은 TEXTOR에서는 ECEI에 의한 상의 붕괴 형상 관측에 사용되고 있다. 밀도 요동 관측에 적합한 MIR은 ECEI 개발의 다음 단계 과제로 주목 받고 있다. 최근 가시광선 영역에서 고속 TV 계측을 사용하고 있어 플라스마의 중요성도 높아지고 있다. 이와 같은 장파장의 밀리파 영역에서 마이크로파 영상화가 계속 개발되고 있어, 앞으로 엑스선의 CT나 가시광선 TV를 능가할 수 있는 마이크로파 영상화 기술이 출현할 것으로 기대하고 있다.

저자: NAGAYAMA Yoshio ; MASE Atsushi
자료유형: 학술정보