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 9646
공지 [수상] 최승규(윤종일 교수님 연구실) KRS(한국방사성폐기물학회) 2020 우수논문상 수상 file NQE 2020.12.18 9856
공지 [수상] 박지혜(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 10735
공지 [수상] 강도규(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 10196
공지 [수상] 윤석주(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 9876
공지 [수상] 김형빈(최성열 교수님 연구실), NAT 2020학회 우수 연구 학생상 수상 file NQE 2020.11.30 10728
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 2020 차세대 국제여성과학기술인 캠프 연구발표 1위 수상 file NQE 2020.11.17 12293
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성풍현 명예교수 정년기념 Lecture file NQE 2020.11.17 13855
공지 [수상] 이수정(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 신한다이아몬드 우수발표 논문상 file NQE 2020.11.13 12513
공지 [수상] 정승혁(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 제3회 회가내스상 대상 file NQE 2020.11.13 12567
공지 [2020 새내기 학부생을 위한 원자력및양자공학과 가을학기 학과설명회 안내] file NQE 2020.11.10 13001
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조용흠 박사(윤종일 교수님 연구실), 지하수 및 해수 환경에서 플루토늄의 이동을 촉진시키는 화학종 규명 file NQE 2020.10.12 14499
공지 [2020 궁극의 질문 강연회] 핵에너지를 이용한 2차 전지를 만들 수 있는가? - KAIST 원자력 및 양자공학과 이정익 교수 file NQE 2020.10.08 16574
공지 [수상] 황재홍(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 포스터부문 수상 1 file NQE 2020.10.07 14830
공지 [수상] 이서영(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 우수연구상 수상 1 file NQE 2020.10.07 15036
공지 [수상] 신지호(장창희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.09 17564
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 17210
공지 [수상] Xuan Ha Nguyen(김용희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 17303
공지 [수상] KAIST 원자력 및 양자공학과 김채원 학생, 한국원자력학회 퀴리상 수상 file NQE 2020.09.04 17077
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 최원호 교수, 교수협의회 회장으로 부임 file NQE 2020.08.24 18197
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성충기 신임교원 Interview file NQE 2020.08.24 18844
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과, 원자력 및 방사선 안전 역량강화 여름학교 개최 file NQE 2020.08.10 17840
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조규성 교수, 환경주의 생물학자 저서 ‘WHY 원자력이 필요한가’ 번역 file NQE 2020.05.26 19422
330 [방송] 임춘택 교수, KBS1 세계인 출연 NQE 2015.09.30 25622
329 [보도] KAIST 핵비확산교육연구센터, 미국 스탠튼재단으로부터 10만달러 기부금 지원받음 NQE 2015.10.01 25345
328 KAIST 원자력 및 양자공학과 조성오 교수 , 2018년 KAIST 대표 R&D 연구성과 10선 선정 file NQE 2019.04.23 22916
327 [뉴스] 성풍현 교수, 한국원자력학회장 취임 file 관리자 2015.09.01 21822
326 [2017년도 2월] 뉴스레터 NQE 2017.02.01 21453
325 [수상] 석사과정 위선희 , 2015년도 춘계 한국의학물리학회에서 포스터 발표상 수상 file 관리자 2015.04.28 21372
324 [수상] 박사과정 이태원 , 2015년도 한국의학물리학회에서 우수발표논문상 수상 file 관리자 2015.04.28 20899
323 임춘택교수, 국제전기전자공학회(IEEE)에서 무선충전 자장차폐로 최우수 논문상 수상 file 관리자 2015.08.10 20631
322 하재민 박사과정 (최성민 교수 연구실) Nano Letters에 속표지 논문 게제 file NQE 2019.04.23 20627
321 A work by Prof. Seungryong Cho’s team in collaboration with Kyung Hee University team was featured as a cover image of Journal of Endodontics, June issue, 2015. file 관리자 2015.09.02 20299
» [이달의 연구성과] 인공신경망을 통한 핵융합플라즈마 자기장 재구성 기법 개발 – 김영철 교수 연구팀 file NQE 2019.11.26 20251
319 KAIST 임춘택 교수 "50㎝ 이내면 기기 위치·방향 관계없이 충전" file 관리자 2015.07.09 20016
318 [보도] KAIST 미래형 첨단 소형 원전 개발 연구사업 ERC 신규과제 최종 선정 file NQE 2016.06.27 20005
317 [수상] 박사과정 이태원(이지석 학생 참여연구), 2016년 삼성 휴먼테크 논문 은상 수상 file NQE 2016.02.04 19791
316 KAIST 최성민 교수 ‘아시아-오세아니아 중성자 산란 협회’ 회장으로 선출 file NQE 2015.12.23 19759
315 [기고] 조규성 교수, 방사선 동위원소 및 방사선동위원소 회보 5/6월호 및 7/8호 NQE 2017.07.17 19520
314 [방송] 임춘택 교수, KTV 특별기획 2016 대한민국 미래를 말하다 NQE 2016.01.05 18879
313 [뉴스포차] ‘문재인 정부 원전 정책’ 끝장 토론 (동국대 김익중 vs 카이스트 정용훈) file NQE 2017.07.21 18796
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 17 Next
/ 17