KAIST 원자력양자공학과

게시판

  • HOME
  • 게시판
  • 하이라이트

하이라이트

Extra Form
메인표시 메인표시
김영철 교수님.jpg



우리 학과 핵융합 및 플라즈마 연구실의 김영철 교수팀은 정세민 박사과정이 1저자로 참여하여 핵융합에 필요한 1억도 플라즈마를 제어하기 위한 자기장 구조를 실시간으로 재구성하는 인공신경망 기반 알고리즘을 개발하였다. 이는 핵융합 관련 top 저널 중 하나인 Nuclear Fusion 에 게재 승인되었다. (DOI:https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab555f)


핵융합 플라즈마를 가두고 제어하는 장치인 토카막은 플라즈마 상태를 자기장 구조와 함께 재구성함으로써 실시간 운전을 할 수 있으며 이 자기장 구조 재구성을 토카막 평형상태 재구성이라 일컫는다. 토카막 평형상태 재구성은 보통 플라즈마의 유체적 현상을 기술하는 Magnetohydrodynamics (MHD) 수식으로 부터 정상상태 가정 등을 통해 얻은 Force-balance 식을 이용한다. Force-balance 식과 전자기장을 기술하는 맥스웰방정식에서 유도된 Grad-Shafranov 식을 통해 토카막 평형 상태를 재구성한다. 따라서 일반적으로 Grad-Shafranov 식의 해를 구했다 라는 것은 토카막의 평형 상태를 재구성했다는 말을 의미한다.


그러나 이 Grad-Shafranov 식은 2계 비선형 미분방정식으로 해를 구하기 위해서 일반적으로 수치적 해석 방법론이 요구된다. 이는 해당 식의 해를 실시간 운전 중에 구하기 어렵게 만드는 요소 중 하나이며, 이를 해결하기 위해 수치적 반복 계산을 한차례만 수행하는 등의 요소들이 도입되곤 하였다.


본 논문에서는 반복계산 횟수의 제한 등을 통한 수동적인 방법론으로 해결하는 것이 아닌 능동적인 방법으로써 인공신경망을 사용, Grad-Shafranov 식의 해를 구할 수 있는 신경망을 구현하였다. 여기서 신경망은 일종의 강력한 Grad-Shafranov 식의 가설 모델로 취급되며, 신경망의 출력 값에 대한 2계 비선형 해석적 미분은 Grad-Shafranov 식을 따를 것이다 라는 혁신적인 아이디어에 근거한다.


, 기존 신경망 훈련 방법인 신경망의 출력 값만에 대한 훈련은 그 값의 미분에 대한 부정확성을 야기하며 (그림 1 (a)), 이 사실은 훈련된 신경망이 ‘Grad-Shafranov 식을 따를 것이다라는 가설에 위배된다는 결과를 보여준다. 따라서 우리는 그림 1 (b) 처럼, ‘신경망 출력 값 뿐만이 아닌 해당 값의 미분 값 또한 훈련함으로써 우리의 가설을 만족하는 결과를 얻어냈으며, 신경망이 실제 토카막 운전 상황에 사용될 수 있음을 그림 2 를 통해 나타내었다. 또한, 우리의 신경망은 기존의 수동적 방법론으로 구해낸 평형과 (그림 3 (a)) 달리, 보다 더 정확한 평형상태를 (그림 3 (b)) 실시간으로 재구성할 수 있는 우수성을 입증하였다.


본 논문을 토대로 개발된 기술이 보다 정밀한 토카막 운전에 도움이 될 것으로 기대하는 바이다

 

 그림2.png


 

?

List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
공지 성풍현 명예교수, 국제원자력학회연합회 의장으로 선출​ file NQE 2021.01.04 14329
공지 [수상] 최승규(윤종일 교수님 연구실) KRS(한국방사성폐기물학회) 2020 우수논문상 수상 file NQE 2020.12.18 14350
공지 [수상] 박지혜(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 15666
공지 [수상] 강도규(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 14813
공지 [수상] 윤석주(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 14380
공지 [수상] 김형빈(최성열 교수님 연구실), NAT 2020학회 우수 연구 학생상 수상 file NQE 2020.11.30 15334
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 2020 차세대 국제여성과학기술인 캠프 연구발표 1위 수상 file NQE 2020.11.17 16488
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성풍현 명예교수 정년기념 Lecture file NQE 2020.11.17 18704
공지 [수상] 이수정(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 신한다이아몬드 우수발표 논문상 file NQE 2020.11.13 17040
공지 [수상] 정승혁(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 제3회 회가내스상 대상 file NQE 2020.11.13 17364
공지 [2020 새내기 학부생을 위한 원자력및양자공학과 가을학기 학과설명회 안내] file NQE 2020.11.10 17620
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조용흠 박사(윤종일 교수님 연구실), 지하수 및 해수 환경에서 플루토늄의 이동을 촉진시키는 화학종 규명 file NQE 2020.10.12 18976
공지 [2020 궁극의 질문 강연회] 핵에너지를 이용한 2차 전지를 만들 수 있는가? - KAIST 원자력 및 양자공학과 이정익 교수 file NQE 2020.10.08 21497
공지 [수상] 황재홍(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 포스터부문 수상 1 file NQE 2020.10.07 19259
공지 [수상] 이서영(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 우수연구상 수상 1 file NQE 2020.10.07 19482
공지 [수상] 신지호(장창희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.09 22433
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 21817
공지 [수상] Xuan Ha Nguyen(김용희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 21857
공지 [수상] KAIST 원자력 및 양자공학과 김채원 학생, 한국원자력학회 퀴리상 수상 file NQE 2020.09.04 21724
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 최원호 교수, 교수협의회 회장으로 부임 file NQE 2020.08.24 23043
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성충기 신임교원 Interview file NQE 2020.08.24 23838
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과, 원자력 및 방사선 안전 역량강화 여름학교 개최 file NQE 2020.08.10 22594
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조규성 교수, 환경주의 생물학자 저서 ‘WHY 원자력이 필요한가’ 번역 file NQE 2020.05.26 23997
332 "녹색원자력학생연대 응원" KAIST 원자력 및 양자공학과 동문회장 송기찬 박사 방문 file NQE 2019.10.17 6310
331 "원자력 우리가 세계1등… 탈원전 왜 하나 " - KAIST 원자력 및 양자공학과 장순흥 교수 file NQE 2019.10.17 6116
330 "원전 가짜뉴스 못 보겠어요" '핵인싸' 대학생들이 나섰다 file NQE 2019.04.25 12596
329 "탈원전·입시제도 개편, 빈대 잡으려 집 태우는 꼴" - KAIST 원자력 및 양자공학과 장순흥 명예교수 NQE 2019.11.01 20212
328 '미래변화 7대요소와 대한민국 신산업전략' 임춘택 교수 강연 뉴스 및 신문 보도 관리자 2013.08.13 15302
327 '원자력 석학' 장순흥 KAIST 원자력 및 양자공학과 교수, 정년기념 Lecture 개최 file NQE 2019.10.16 10689
326 '이동식 해상 원전' 개발 나설 때 관리자 2010.11.15 14441
325 2010 KAIST 기술혁신포상 표창-노희천 교수님(2010.12) 관리자 2011.01.04 15517
324 2012 SNPP 국제포럼 (2012. 4. 9 ~ 4. 10) admin 2012.07.13 13333
323 2013 IEEE Nuclear Science Symposium(NSS) Program Chair 조규성 교수 관리자 2013.11.07 13800
322 2014 Westinghouse 장학금 전달식 관리자 2014.03.24 13717
321 2017년 KAIST 원자력 및 양자공학과 동문회 정기총회 개최 file NQE 2017.06.01 13191
320 2018 KAIST NQe 인턴십 수료 file NQE 2018.08.09 15370
319 2018년 원자력및양자공학과 Distinguished Lecture Series 개최 (Enrico Zio, 밀라노공과대학교 교수) 1 file NQE 2018.11.14 8695
318 2019 NQe Summer Research (07.01 - 08.02) file NQE 2019.08.06 6061
317 2019 제 1회 NQe 'N'행시 대회 (접수마감) 33 file NQE 2019.04.08 8272
316 2019 제 2회 NQe 'N'행시 대회 (마감) 11 file NQE 2019.06.03 11616
315 41회 한국의학물리학회 우수 포스터상 수상(석사과정 민종환 학생) 관리자 2010.11.05 14621
314 5년 만에 한국 찾은 빌 게이츠 "새로운 원자력 파트너, 한국에서 찾는다" 관리자 2013.04.22 16535
313 A Book Chapter 13 (by Prof. N.Z.Cho) achieves a high record of 4,000 downloads 관리자 2014.06.23 14896
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 17 Next
/ 17