KAIST 원자력양자공학과

게시판

  • HOME
  • 게시판
  • 하이라이트

하이라이트

NQE
조회 수 6401 댓글 0
Extra Form

최원호 교수, 박상후 박사.jpg

최원호 교수, 박상후 박사


최원호 교수가 전북대 문세연 교수와의 공동 연구를 통해 전기 바람(Electric wind)이라 불리는 플라즈마 내 중성기체 흐름의 주요 원리를 규명했다.


이는 플라즈마 내 존재하는 전자나 이온과 중성입자 사이의 상호작용에 대한 기초 연구로 플라즈마를 이용하는 유체 제어기술 등 플라즈마 응용 기술의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

 

박상후 박사가 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 1 25일자 온라인 판에 게재됐다.


두 개의 서로 다른 입자 무리로 구성된 유체역학 문제는 수세기 동안 뉴턴을 포함한 많은 과학자들의 관심을 지속적으로 받아 온 연구주제이다.

 

전자나 이온과 중성입자 간의 충돌로 인한 상호작용은 지구나 금성의 대기에서도 일어나는 여러 자연현상의 기초 작용으로 흔히 알려져 있다. 플라즈마에서의 전기바람은 이 상호작용을 통해 나온 결과의 대표적인 예다.

 

전기바람이란 전하를 띈 전자나 이온이 가속 후 중성기체 입자와 충돌해 발생하는 중성기체의 흐름을 말한다. 선풍기 날개와 같이 기계적인 움직임 없이 공기의 움직임을 일으킬 수 있는 방법으로 기존의 팬을 대체할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다.

 

최근에는 이와 같은 플라즈마 기술을 적용해 트럭 및 선박에서 발생하는 공기저항을 감소시켜 연료효율의 증가와 미세먼지 발생 감소, 풍력발전기 날개 표면의 유체 분리(flow separation)의 완화, 도로 터널 내 공기저항 및 미세먼지 축적 감소, 초고층 건물의 풍진동 감소와 같은 응용기술 개발이 여러 나라에서 활발히 시도되고 있다.

 

대기압 플라즈마 내에 전기장이 강하게 존재하는 공간에서 전자나 이온이 불균일하게 분포되면 전기바람이 발생한다. 전기바람의 주요 발생 원인은 현재까지도 명확하게 밝혀지지 않아 유체 제어와 관련한 여러 응용분야에 적용하는데 어려움이 있었다.

 

연구팀은 대기압 플라즈마를 이용해 전기바람 발생의 전기 유체역학적 원리를 밝히는데 성공했다. 전기 유체역학적 힘에 의한 스트리머 전파와 공간전하 이동의 효과를 정성적으로 비교하는 데 성공했다.


최원호 교수, 박상후 박사_2.jpg


연구팀은 스트리머 전파는 전기바람 발생에 큰 영향을 주지 못하고 오히려 스트리머 전파 이후 발생하는 공간전하의 이동이 주요 원인임을 밝혔다특정 플라즈마에서는 음이온이 아닌 전자가 전기바람 발생의 핵심 요소임을 확인했다.

 

또한 헬륨 플라즈마에서 최고 초속 4m 속력의 전기바람이 발생했는데 이는 일반적인 태풍 속력의 4분의 1 정도이다이러한 결과를 통해 전기바람의 속력을 효율적으로 제어할 수 있는 기초 원리를 제공할 수 있을 것으로 보인다.

 

이번 연구는 하전입자와의 상호작용으로 인해 중성기체 흐름이 발생하는 원리를 실험을 통해 설명했고 정확한 분석법과 설득력을 갖췄다는 평을 받는다.

 

최 교수는 “이번 결과는 대기압 플라즈마와 같이 약하게 이온화된 플라즈마에서 나타나는 전자나 이온과 중성입자 사이의 상호작용을 학문적으로 이해하는데 유용한 기반이 될 것이다”며  이를 통해 경제적이고 산업적 활용이 가능한 플라즈마 유체제어 분야를 확대하고 다양한 활용을 가속화하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.

 

이번 연구는 국가핵융합연구소의 미래선도플라즈마-농식품융합기술개발사업과 산업통상자원부의 사업화연계기술개발사업(R&BD)의 지원을 받아 수행됐다.


약전리 대기압 제트 플라즈마 사진.png

그림1. 약전리 대기압 제트 플라즈마 사진



대기압 헬륨 제트 플라즈마의 고전압 펄스 폭 및 높이에 따른 전기바람 속력의 변화.png

그림2. 대기압 헬륨 제트 플라즈마의 고전압 펄스 폭 및 높이에 따른 전기바람 속력의 변화





List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
공지 KAIST NQe ''녹색 원자력 학생 연대'' 대전역 서명운동 16(토) - 17(일) 1545명 서명… 총 누적 7903명 서명 file NQE 2019.03.18 131
공지 [문화일보] "原電이 가장 안전·저렴.. 국민께 알리려 거리 홍보 나섰죠" - 카이스트 원자력 및 양자공학과 조재완 녹색원자력학생연대 대표 file NQE 2019.03.12 170
공지 이민호 박사후연구원, 채낙규 석사과정 (최성열 교수연구실), Journal of Hazardous Materials에 초청리뷰논문 게재 file NQE 2019.03.11 223
공지 [서울경제] [시론] 탈원전 정책과 원전수출 file NQE 2019.03.11 73
공지 [탈원전 릴레이 팩트체크 ③] ‘신재생 대세론’의 허구(虛構) - 카이스트 원자력 및 양자공학과 정용훈 교수 file NQE 2019.03.11 171
공지 KAIST NQe ''녹색 원자력 학생 연대''의 대전역 원자력 살리기 서명운동, 3월 10일 까지 총 누계 6365 명이 동참 file NQE 2019.03.11 124
공지 [서울경제] 고리4호기, 낙하한 제어봉 점검 완료···출력 증가 운전 시작 file NQE 2019.02.26 220
공지 [조선비즈] 12개大 원자력 전공 학생들 '신한울 3·4호기 건설재개' 서명운동 file NQE 2019.02.25 239
공지 조승룡 교수 Physics in Medicine and Biology 저널의 IAB (International Advisory Board) 멤버 위촉 file NQE 2019.02.20 443
공지 원자력을 살리기 위한 탈원전 반대 서명에 동참해주세요! file NQE 2019.02.14 442
공지 카이스트 원자력 및 양자공학과 ''녹색 원자력 학생 연대' 결성 file NQE 2019.02.12 275
공지 아르곤국립연구소 장윤일교수님 "원자력의 현황과 전망" 특별강연 개최 (언론기사 첨부) file NQE 2019.01.28 812
공지 NQe Image Contest 2018 수상결과 file NQE 2018.11.26 1115
공지 장창희 교수 연구실 박사과정 김현명, 신개념 고강도 사고저항성 핵연료 피복관튜브 개발 file NQE 2018.11.19 1348
공지 원자력 및 양자공학과 김나영 학생, 한국원자력학회 퀴리상 수상 file NQE 2018.09.03 6568
250 KAIST NQe ''녹색 원자력 학생 연대'' 원자력 살리기 서명운동, 3월 3일까지 총 5133명 서명 file NQE 2019.03.07 115
249 KAIST NQe ''녹색 원자력 학생 연대'' 학생들의 주말 서명운동, 총 누적 3883 명 서명 file NQE 2019.02.28 179
248 [시론] 미세먼지 해법, 결국 원자력이다 - KAIST 원자력및양자공학과 정용훈 교수 file NQE 2019.01.28 455
247 [시론]탈원전 정책 철회를 제안하며 file NQE 2018.11.16 883
246 2018년 원자력및양자공학과 Distinguished Lecture Series 개최 (Enrico Zio, 밀라노공과대학교 교수) 1 file NQE 2018.11.14 1154
245 최원호 교수 및 박상후 연구교수, Advances in Physics: X 초청 리뷰 논문 게재 file NQE 2018.10.26 1005
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 14 Next
/ 14