KR20090104462A - 중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 - Google Patents
중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090104462A KR20090104462A KR1020080029893A KR20080029893A KR20090104462A KR 20090104462 A KR20090104462 A KR 20090104462A KR 1020080029893 A KR1020080029893 A KR 1020080029893A KR 20080029893 A KR20080029893 A KR 20080029893A KR 20090104462 A KR20090104462 A KR 20090104462A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plotter
- ntd
- irradiation
- irradiation apparatus
- flow path
- Prior art date
Links
- 238000009377 nuclear transmutation Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 37
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/006—Manipulation of neutral particles by using radiation pressure, e.g. optical levitation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
본 발명은 NTD조사장치용 플로터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플로터 몸체의 외주면을 따라 다수개의 나선형상의 유로를 구비하여, 플로터(Floater)가 회전함에 따라 플로터에 형성되어 있는 나선형 유로를 통해 냉각수가 펌핑(Pumping)되어 플로터 상부의 조사용기 측으로 공급되게 구성함으로써 NTD조사과정에서 핵발열에 의해 발생한 열을 효과적으로 냉각시켜줄 수 있는 NTD조사장치용 플로터에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 상부 및 하부가 밀폐된 중공의 원통 형상으로 되어 있는 몸체와; 상기 몸체의 외주면을 따라 길이방향으로 나선형상으로 돌출되도록 구비되어 나선형 유로의 격벽을 형성하는 다수개의 가이드윙과; 상기 가이드윙의 외주면을 감싸는 형태로 상기 몸체와 일체로 형성되어 나선형 유로의 외벽을 형성하는 덮개;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
조사용기, 슬리브, 플로터, 나선형 유로, 가이드윙, 몸체, 피치, 덮개
Description
본 발명은 NTD조사장치용 플로터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플로터 몸체의 외주면을 따라 다수개의 나선형상의 유로를 구비하여, 플로터(Floater)가 회전함에 따라 플로터에 형성되어 있는 나선형 유로를 통해 냉각수가 펌핑(Pumping)되어 플로터 상부의 조사용기 측으로 공급되게 구성함으로써 NTD조사과정에서 핵발열에 의해 발생한 열을 효과적으로 냉각시켜줄 수 있는 NTD조사장치용 플로터에 관한 것이다.
중성자 핵변환 도핑(Neutron Transmutation Doping, NTD)기술이란, 실리콘에 중성자를 조사하면 극히 일부분의 실리콘(Si)이 핵변환에 의해 인(P)으로 바뀌는 원리를 이용하여 고품질의 N형 반도체 실리콘을 생산하는 기술을 말한다.
NTD기술을 이용한 실리콘 단결정 조사과정은 원자로의 반사체 영역에 있는 수직 조사공에서 이루어지는데, 실리콘에 중성자를 조사하는 과정에서 핵발열에 의하여 많은 열이 발생하게 된다. 이때 적절한 냉각이 이루어지지 않아 실리콘 단결정의 온도가 과도하게 상승하면, 실리콘 단결정의 표면에서 비등(沸騰)이 일어날 수 있다. 실리콘 단결정의 표면에서 비등이 발생하게 되면 중성자속이 균일하게 유지되지 않기 때문에 고품질의 실리콘 단결정을 생산하는데 어려움이 발생한다. 따라서 실리콘 단결정의 표면에서 비등이 발생하지 않도록 충분한 냉각이 이루어질 수 있는 설계가 요구된다.
한편, NTD조사장치는 원자로의 수조 내에 설치되므로 시스템에 문제가 발생하는 경우 작업자의 접근이 용이하지 않다. 따라서 NTD조사장치 냉각기구는 문제가 발생 될 여지가 없는 단순하면서 신뢰성이 있는 형태이어야 한다.
이러한 이유로 종래부터 NTD조사장치의 실리콘 단결정과 조사통 사이의 좁은 틈새로 더 많은 유량의 냉각수가 흐르도록 하여, 조사과정에서 발생하는 열을 냉각시키는 방안이 연구되어 왔다.
도 1은 종래 기술에 따른 NTD조사장치용 플로터의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 NTD조사장치용 플로터가 조사공 슬리브에 끼워져 있고 여기에 조사용기가 장전되어 있는 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 NTD조사장치용 플로터(100)는, 내부가 중공(140)으로 되어 있는 몸체와, 몸체의 외주면을 따라 길이방향으로 일정한 간격을 가지며 형성된 다수개의 그루브(Groove, 120)로 구성되어 있다. 그루브(120)는 통상적으로 1㎜정도의 깊이를 가지며 나선형태로 형성되어 있다.
플로터(100)는 조사공 슬리브(150) 안에서 상하로 이동할 수 있도록 슬리브(150)와 결합한 뒤 조사공에 설치되고, 플로터(100)의 상부에는 알루미늄 케이 스(Aluminum Case)에 그라파이트(Graphite)가 채워져 있는 그라파이트층(170)이 결합되어 있다. 조사용기(180)에는 실리콘을 담아서 슬리브(150)를 통하여 조사공에 장전한다.
상기 플로터(100)를 슬리브(150)와 결합하면, 플로터(100) 몸체 내부에 있는 중공(140)에 의하여 플로터(100)의 하중보다 부력이 더 크게 된다. 따라서 플로터(100)는 실리콘이 조사되지 않을 때에는 슬리브(250) 내에서 위로 상승하게 되어 노심의 중심부에 위치하지만, 슬리브(150)에 조사용기(180)를 장전하면 조사용기(180)의 하부가 플로터(100)의 상부에 결합 되어 있는 그라파이트층(170)의 상부와 맞닿아 조사용기(180)의 하중에 의해 원하는 위치까지 플로터(100)를 밀어 내리면서 장전된다.
실리콘 단결정 조사용기(180)는 실리콘 단결정의 중성자 조사 균일도를 좋게 하기 위하여 조사하는 동안 약 15rpm의 속도로 회전하게 되는데, 이 경우 플로터(100)도 조사용기(180) 하부와의 마찰력으로 인하여 함께 회전하게 된다.
종래 기술에 따른 플로터(100)를 사용할 경우에 플로터(100)가 회전하면서 그루브(120)에 의하여 플로터(100) 아랫부분의 수조수를 슬리브(150)와 조사용기(180) 틈새로, 그리고 조사용기(180)와 실리콘 단결정(160) 사이 틈새로 어느 정도 밀어 올려주는 기능을 수행하여 조사용기(180)의 냉각에 도움이 될 것으로 기대되었다. 그러나 실제 실시에 있어서는 그루브(120)의 깊이가 1㎜로 수조수를 이송할 수 있는 용적이 너무 작을 뿐만 아니라 그루브(120)가 외부에 노출되어 있어서, 그루브(120)에 의해 이송되는 유체가 주변과 격리되지 않고 자유롭게 드나들기 때문에 실질적인 펌핑(Pumping)기능이나 유체이송 기능이 거의 발생하지 않았다.
다만, 실리콘 단결정 조사장치는 원자로 수조수 내에서 작동하므로 조사용기와 실리콘 단결정 사이의 좁은 틈을 통해 원자로 수조수의 자연대류가 일어나기 때문에 종래의 6인치 실리콘 단결정을 조사하는데에는 플로터가 기대했던 기능을 발휘하지 못하더라도 자연대류만으로도 냉각이 가능하였기 때문에 우려할 만한 문제는 일어나지 않았다.
한편, 최근 들어 NTD실리콘 반도체 시장에서 8인치 단결정의 수요가 점차 발생하기 시작하였고, 이러한 수요에 대응하기 위하여 현재 8인치 실리콘 단결정을 수용할 수 있는 NTD조사장치의 설계가 진행 중이다. 일반적으로 핵발열량은 체적에 비례하므로 실리콘 단결정의 지름을 6인치에서 8인치로 증가시키면, 발열량도 약 1.78배 정도 늘어나게 된다. 따라서 종래의 방법으로 8인치 실리콘 단결정에 중성자를 조사하게 되면 실리콘 표면에서 비등이 발생하여 중성자속이 불균일해지므로, 고품질의 실리콘을 얻기 위해서는 새로운 냉각기구를 고려해 주지 않으면 안 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플로터 몸체의 외주면을 따라 다수개의 나선형상의 유로를 형성하여, 플로터(Floater)가 회전함에따라 플로터에 형성되어 있는 나선형 유로를 통해 냉각수가 펌핑(Pumping)되어 플로터 상부의 조사용기 측으로 공급되게 구성함으로써 NTD조사과정에서 핵발열에 의해 발생한 실리콘의 열을 효과적으로 냉각시켜줄 수 있는 NTD조사장치용 플로터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 상부 및 하부가 밀폐된 중공의 원통 형상으로 되어 있는 몸체와; 상기 몸체의 외주면을 따라 길이방향으로 나선형상으로 돌출되도록 구비되어 나선형 유로의 격벽을 형성하는 다수개의 가이드윙과; 상기 가이드윙의 외주면을 감싸는 형태로 상기 몸체와 일체로 형성되어 유로의 외벽을 형성하는 덮개;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 NTD조사장치용 플로터에 의하면, 플로터에 의하여 이송되는 냉각수의 유량을 증가시켜 8인치 실리콘 단결정을 조사하는 과정에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킴으로써, 실리콘 표면에서 비등이 발생하는 것을 방지하여 고품질의 8인치 반도체 실리콘을 얻을 수 있다. 또한, 기존의 조사공 및 슬리브 구조에 변화를 주지 않으며, 별도의 전기 또는 기계적 장치가 부가되지 않기 때문에 사용중 추가적인 문제가 발생할 우려가 거의 없어 신뢰성이 높다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 NTD조사장치용 플로터(200)는 중공원통형의 몸체(220)와, 몸체(220)의 외주면을 따라 나선형으로 돌출되도록 구성되어 나선형 유로(流路, 240)의 격벽을 형성하는 다수개의 가이드윙(260) 및 상기 가이드윙(260)의 외부를 감싸는 형태로 상기 몸체(220)와 결합 되어 나선형 유로(240)의 외벽을 형성하는 덮개(shroud, 280)로 구성된다.
몸체(220)는 상부 및 하부가 밀폐된 중공의 원통형으로 구성되어, 플로터(200)를 슬리브(320) 안에 넣어 조사공에 설치하면 플로터(200)는 부력에 의해 슬리브(320)를 따라 위로 뜰 수 있게 된다.
가이드윙(260)은 몸체(220)의 외주면을 따라 길이방향으로 나선형상으로 구비되어 있으며, 다수개의 가이드윙(260)이 일정한 간격을 유지하면서 몸체(220)의 외주면을 따라 구비되어 나선형 유로(240)의 격벽을 형성한다.
덮개(280)는 가이드윙(260)의 외주면을 감싸는 형태로 몸체(220)와 일체로 형성되어 나선형 유로(240)의 외벽을 형성한다. 가이드윙(260) 및 덮개(280)로 인하여 각각의 나선형 유로(240)는 독립적으로 구성되고, 그에 따라 각각의 나선형 유로(240) 내로 들어온 유체가 외부로 흘러나가지 않고 전량 플로터(200) 상부의 조사용기 측으로 전달되게 된다.
나선형 유로(240)는 최대한 깊게 만들수록 이송용적이 증가하여 냉각효율이 향상된다. 다만, 나선형 유로(240)의 깊이를 깊게 만들수록 몸체 내부의 중공부(300)의 체적이 감소하게 되므로, 플로터(200)가 부력에 의하여 뜨는 힘이 약하게 된다. 따라서 나선형 유로(240)의 깊이는 플로터(200)와 플로터(200) 상부에 결합 되어있는 그라파이트층(170)이 부력에 의하여 조사용기(340)의 하부와 접촉하고, 실리콘 단결정이 회전하는 경우에 미끄럼 없이 함께 회전할 수 있을 정도의 충분한 마찰력이 발생할 수 있는 범위 내에서 최대한 깊게 하는 것이 유리하다. 예를 들어 8인치 조사용기에 사용되는 플로터(200)의 경우 나선형 유로(240)의 깊이를 5mm ~ 20mm 로 하는 것이 바람직하다.
가이드윙(260)은 기계구조적인 건전성에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 되도록 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 가이드윙(260)이 두껍게 형성되면 나선형 유로(240)의 유동단면적이 감소하여 유체이송용적이 작아지게 되므로 냉각성능을 떨어뜨리게 되기 때문이다.
실리콘 단결정 조사용기는 실리콘 단결정의 중성자 조사 균일도를 좋게 하기 위하여 조사하는 동안 약 15rpm의 속도로 회전하게 되는데, 이와 같은 속도에서는 가이드윙(260)에 가해지는 압력이나 저항력은 가이드윙(260)의 기계적인 안정성에 크게 영향을 미치지 않는다. 다만, 가이드윙(260)을 지나치게 얇게 만드는 것은 기계구조적인 건전성에 영향을 줄 뿐만 아니라 제조비용을 상승시키므로 플로터(200)의 크기와 재질을 고려하여 적절한 두께로 형성하면 된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 플로터의 평면도 및 저면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 NTD조사장치용 플로터(400)는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플로터(200)와 같이, 중공원통형의 몸체(460)와, 몸체(460) 외주면을 따라 나선형으로 돌출되도록 구성되어 유로(420)의 격벽을 형성하는 다수개의 가이드윙(440) 및 상기 가이드윙(440)의 외부를 감싸는 형태로 상기 몸체(460)와 결합 되어 나선형 유로(420)의 외벽을 형성하는 덮개(shroud, 480)로 구성된다.
다만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플로터(400)는 나선형 유로(420)의 깊이가 하부로 내려갈수록 연속적으로 깊어지는 형상으로 구성되어 있다는 점에서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플로터와 차이가 있다.
이와 같이 유로(420)의 깊이를 하부로 내려갈수록 연속적으로 깊게 하는 이유는 플로터(400)의 회전에 따른 토출유량을 증가시키기 위한 것으로서, [표 1]은 플로터(400) 상부에서 나선형 유로(420)의 깊이를 5mm로 고정하고, 플로터(400) 하부에서 나선형 유로(420)의 깊이를 변화시켰을 때, 각각의 깊이변화와 회전수 변화에 따른 출구 토출유량을 보여주고 있다.
| 회전수 | 나선형 유로 하부의 깊이 | |||
| 5mm | 10mm | 15mm | 20mm | |
| 15(rpm) | 14.3 g/s | 44.9 g/s | 83.3 g/s | 119.2 g/s |
| 30(rpm) | 73.6 g/s | 137.5 g/s | 212.2 g/s | 279.4 g/s |
| 45(rpm) | 119.1 g/s | 250.4 g/s | 351.2 g/s | 445.6 g/s |
[표 1]에 나타난 바와 같이, 플로터(400)의 상부에서의 나선형 유로(420)의 깊이를 일정하게 유지한 경우, 플로터(400) 하부에서의 나선형 유로(420)의 깊이가 깊어질수록 송출유량은 크게 증가하였다. 특히 플로터(400)의 회전수가 실제 조사장치의 회전수와 유사한 15rpm에서 하부 나선형 유로(420)의 깊이를 20mm로 만든 플로터(400)는 상부와 하부가 5mm로 동일한 깊이를 갖는 플로터(400)에 비해 8배 이상 더 많은 송출유량을 나타내는 것으로 나타났다.
[표 2]는 나선형 유로(420)의 피치 변화가 플로터(400)의 송출유량에 미치는 영향을 나타내는 것으로서, 플로터(400)가 15rpm으로 회전하고, 나선형 유로(420)의 깊이가 플로터(400)의 상부에서 5mm 하부에서 20mm 인 경우에, 나선형 유로(420) 출구부분의 부하 유무와 가이드윙(440)의 피치 변화에 따른 송출유량을 나타내는 것이다. 여기서 피치(Pitch)란 플로터(400)를 한바퀴 돌렸을 경우에 나아가는 거리, 즉 가이드윙(440)이 플로터(400)의 원주면을 따라 한바퀴 회전하였을 때 상승한 높이를 말한다.
| 피치 | 480mm | 600mm |
| 부하가 있는 경우 | 58.4 g/s | 45.0 g/s |
| 부하가 없는 경우 | 175.2 g/s | 188.1 g/s |
일반적으로 헬리컬 펌프에서 가이드윙(440)의 각이 크면(피치가 크면) 유량은 많아지지만 양정능력(유입압력)은 감소하고, 가이드윙(440)의 각이 작으면(피치가 작으면) 유량은 적어지지만 양정능력(유입압력)은 상대적으로 커지게 된다.
[표 2]를 살펴보면, 무부하조건 하에서는 일반적인 이론과 같이 피치가 증가할수록 토출유량도 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 실제 사용조건과 같이 출구부분에 압력에 따른 부하를 가한 경우에는 피치가 480mm에서 600mm로 증가하였을 경우에 토출유량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다.
한편, 가이드윙(440)의 피치가 지나치게 작은 경우에는 토출유량이 감소하기 때문에 조사과정에서 발생하는 열을 충분히 냉각시킬 수 없게 된다.
다양한 조건 하에서의 모의시험결과, 가이드윙(440)의 피치는 출구부하조건에 따라 300mm에서 600mm내에서 선택하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
[표 3]은 플로터(400)에 형성되어 있는 가이드윙(440)의 개수변화가 토출유량에 미치는 영향을 보여주기 위한 것으로서, 나선형 유로(420)의 깊이가 상부에서 5mm, 하부에서 20mm이고, 가이드윙(440)의 피치가 600mm인 경우에 가이드윙(240)의 개수와 회전수의 변화에 따른 토출유량을 보여주고 있다.
| 가이드윙의 개수 | 8개 | 16개 | 24개 | |
| 회전수 | 15(rpm) | 280.5 g/s | 188.1 g/s | 176.0 g/s |
| 30(rpm) | 430.6 g/s | 394.3 g/s | 370.0 g/s | |
| 90(rpm) | 1318.4 g/s | 1252.7 g/s | 1118.5 g/s |
헬리컬 펌프에 의해 이송되는 유체는 나선형 유로(420)의 가이드윙(440)에 의해 힘을 전달받게 되므로 가이드윙(440)의 개수가 많을수록 더 많은 힘이 유체에 전달된다. 또한, 가이드윙(440)의 개수가 많을수록 나선형 유로(420)의 폭이 좁아져 효율을 떨어뜨리는 복잡한 유동들이 적어지기 때문에 더 많은 유량을 송출하게 된다.
한편, 가이드윙(440)의 개수가 일정 수를 초과할 경우에는 유체가 접촉하는 단면적이 증가하고, 그에 따라 마찰저항이 증가하여 토출유량이 오히려 감소하는 현상이 발생하게 된다.
[표 3]을 참조하면, 본 발명에 따른 플로터(400)는 가이드윙(440)의 수가 8개 이상으로 증가한 경우에 토출유량이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 가이드윙(440)의 개수를 8개 이상으로 하는 것은 냉각성능을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 제작상의 어려움이 커져서 제조단가가 증가하기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 가이드윙(440)의 개수가 지나치게 적은 경우에는 유량에 전달되는 힘이 적어지기 때문에 냉각에 필요한 충분한 유량을 토출할 수 없는 문제가 발생한다.
다양한 조건에서 가이드윙(440)의 개수를 변화시키며 토출유량의 변화를 모의시험한 결과, 가이드윙(440)의 개수는 4개 내지 8개로 하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 플로터를 조사장치에 적용한 형태를 보여주기 위한 것으로서, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로터가 조사장치 내부에 장착된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로터가 슬리브 내에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 플로터(200, 400)를 슬리브(320)에 넣어 조사공에 설치하면 플로터(200, 400)는 부력에 의하여 위로 뜨게 되고, 이에따라 플로터(200, 400)의 상부에 결합 되어있는 그라파이트층(170)의 상부와 실리콘 단결정 조사용기(340) 하부와 접촉하게 된다. 따라서 실리콘 단결정(160)이 회전하면, 플로터(200, 400)도 조사용기(340) 하부와의 마찰력으로 인하여 함께 회전하게 되며, 플로터(200, 400)가 회전을 하면 플로터(400)에 형성되어 있는 나선형 유로(240, 420)를 따라 유체가 위로 상승하여 조사용기(320)와 실리콘 단결정 사이의 틈새(350)로 순환하면서 조사 과정에서 발생하는 열을 냉각시켜주게 된다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 NTD조사장치용 플로터의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 NTD조사장치용 플로터가 슬리브 내에 결합되어 있는 상태를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로터의 구성을 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로터의 평면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로터의 저면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로터가 슬리브 내부에 장착된 상태를 보여주는 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로터가 슬리브 내에 장착된 상태를 나타내는 단면도.
<도면의 주요부에 대한 설명>
100,200,400: 플로터 120: 그루브
140,300: 중공부 150: 슬리브
160: 실리콘 단결정 180, 340: 조사용기
220,460: 몸체 240,420: 나선형 유로
260,440: 가이드윙 280,480: 덮개
Claims (5)
- 상부 및 하부가 밀폐된 중공의 원통 형상으로 되어 있는 몸체와;상기 몸체의 외주면을 따라 길이방향으로 나선형상으로 돌출되도록 구비되어 나선형 유로의 격벽을 형성하는 다수개의 가이드윙과;상기 가이드윙의 외주면을 감싸는 형태로 상기 몸체와 일체로 형성되어 나선형 유로의 외벽을 형성하는 덮개;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 NTD조사장치용 플로터.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출된 가이드윙의 높이는 5mm ~ 20mm 인 것을 특징으로 하는 NTD조사장치용 플로터.
- 제 1 항에 있어서,상기 가이드윙은 상기 몸체의 하부로 내려갈수록 연속적으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 NTD조사장치용 플로터.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가이드윙은 4 ~ 8개가 형성되는 것을 특징으로 하는 NTD조사장치용 플로터.
- 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가이드윙의 피치는 300mm ~ 600mm인 것을 특징으로 하는 NTD조사장치용 플로터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080029893A KR100969618B1 (ko) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080029893A KR100969618B1 (ko) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090104462A true KR20090104462A (ko) | 2009-10-06 |
| KR100969618B1 KR100969618B1 (ko) | 2010-07-14 |
Family
ID=41534256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080029893A KR100969618B1 (ko) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100969618B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160049913A (ko) * | 2014-10-28 | 2016-05-10 | 한국원자력연구원 | 중성자 핵변환 도핑을 위한 조사체 회전 장치 |
| WO2020027266A1 (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人理化学研究所 | ターゲット構造及びターゲット装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010070619A (ko) * | 2001-05-28 | 2001-07-27 | 류근걸 | 중성자 변환 도핑을 위한 저항 안정화 열처리 기술 |
| KR100525463B1 (ko) | 2003-08-25 | 2005-11-04 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 중성자 변환 도핑에서의 레디얼 방향의 중성자속 균일화방법 |
| KR100517668B1 (ko) | 2003-10-10 | 2005-09-28 | 한국원자력연구소 | 실리콘 중성자 도핑용 균일 조사방법 및 장치 |
-
2008
- 2008-03-31 KR KR1020080029893A patent/KR100969618B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160049913A (ko) * | 2014-10-28 | 2016-05-10 | 한국원자력연구원 | 중성자 핵변환 도핑을 위한 조사체 회전 장치 |
| WO2020027266A1 (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人理化学研究所 | ターゲット構造及びターゲット装置 |
| JP2020020714A (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人理化学研究所 | ターゲット構造及びターゲット装置 |
| US11985755B2 (en) | 2018-08-02 | 2024-05-14 | Riken | Target structure and target device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100969618B1 (ko) | 2010-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10497479B2 (en) | Nuclear reactor configured to have molten fuel pass through plural heat exchangers before returning to core | |
| US7864913B2 (en) | Fast reactor having reflector control system and neutron reflector thereof | |
| US9558855B2 (en) | Pressurized water reactor with upper plenum including cross-flow blocking weir | |
| JP4834349B2 (ja) | 原子炉格納容器冷却設備 | |
| KR102159794B1 (ko) | 원자로용 증기 발생기 | |
| JP2014526053A (ja) | 小型受動安全システムを有する加圧水型原子炉 | |
| US5345481A (en) | Nuclear reactor plant with containment depressurization | |
| KR20100035936A (ko) | 가압경수형 원자로용 외벽 임계열속 방지장치 | |
| EP3422360A1 (en) | Nuclear reactor module | |
| KR100969618B1 (ko) | 중성자 핵변환 도핑(ｎｔｄ) 조사장치용 플로터 | |
| JP2022097583A (ja) | 上昇式熱交換器を備えた原子炉 | |
| CN109216302A (zh) | 具有导流功能的强化浸没式冷却装置 | |
| EP0950248A1 (en) | Nuclear reactor with improved natural coolant circulation | |
| US20040240601A1 (en) | Forced cooling circular deep & minus; water pond type heat supply nuclear reactor with natural circulation | |
| KR101549603B1 (ko) | 피동 안전장치 및 이를 구비한 핵연료집합체 | |
| JP6756470B2 (ja) | 原子炉および原子力プラント | |
| GB1147290A (en) | Fast burst nuclear reactor | |
| KR101815958B1 (ko) | 상변화 물질을 이용한 가압 경수로형 피동격납건물냉각계통 | |
| KR101621420B1 (ko) | 다중 액체금속 충수를 통한 원자로용기 외벽 냉각 방법 및 이를 이용한 원자로용기 외벽 냉각 시스템 | |
| KR102185670B1 (ko) | 가압기 방출 증기 냉각시스템 | |
| CN207701487U (zh) | 一种带有浮动吸油装置的油箱 | |
| JP4340521B2 (ja) | 原子炉建屋 | |
| CN114651311A (zh) | 熔融燃料反应堆和用于熔融燃料反应堆的孔环板 | |
| KR100517668B1 (ko) | 실리콘 중성자 도핑용 균일 조사방법 및 장치 | |
| WO2021221051A1 (ja) | 炉心 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130614 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140630 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160607 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170629 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |