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 4085
공지 [수상] 최승규(윤종일 교수님 연구실) KRS(한국방사성폐기물학회) 2020 우수논문상 수상 file NQE 2020.12.18 4335
공지 [수상] 박지혜(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 4677
공지 [수상] 강도규(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 4502
공지 [수상] 윤석주(최성열 교수님 연구실),JNFCWT(방사성폐기물학회지) 2020 우수 연구상 수상 file NQE 2020.12.14 4368
공지 [수상] 김형빈(최성열 교수님 연구실), NAT 2020학회 우수 연구 학생상 수상 file NQE 2020.11.30 5057
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 2020 차세대 국제여성과학기술인 캠프 연구발표 1위 수상 file NQE 2020.11.17 6683
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성풍현 명예교수 정년기념 Lecture file NQE 2020.11.17 7792
공지 [수상] 이수정(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 신한다이아몬드 우수발표 논문상 file NQE 2020.11.13 6660
공지 [수상] 정승혁(류호진 교수님 연구실), 한국분말야금학회 2020년 추계학술대회 제3회 회가내스상 대상 file NQE 2020.11.13 6407
공지 [2020 새내기 학부생을 위한 원자력및양자공학과 가을학기 학과설명회 안내] file NQE 2020.11.10 6903
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조용흠 박사(윤종일 교수님 연구실), 지하수 및 해수 환경에서 플루토늄의 이동을 촉진시키는 화학종 규명 file NQE 2020.10.12 8293
공지 [2020 궁극의 질문 강연회] 핵에너지를 이용한 2차 전지를 만들 수 있는가? - KAIST 원자력 및 양자공학과 이정익 교수 file NQE 2020.10.08 10060
공지 [수상] 황재홍(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 포스터부문 수상 1 file NQE 2020.10.07 8591
공지 [수상] 이서영(조승룡 교수님 연구실), 한국의학물리학회 추계 학술대회 우수연구상 수상 1 file NQE 2020.10.07 8838
공지 [수상] 신지호(장창희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.09 10693
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 10670
공지 [수상] Xuan Ha Nguyen(김용희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 10550
공지 [수상] KAIST 원자력 및 양자공학과 김채원 학생, 한국원자력학회 퀴리상 수상 file NQE 2020.09.04 10662
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 최원호 교수, 교수협의회 회장으로 부임 file NQE 2020.08.24 11453
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성충기 신임교원 Interview file NQE 2020.08.24 11815
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과, 원자력 및 방사선 안전 역량강화 여름학교 개최 file NQE 2020.08.10 11280
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조규성 교수, 환경주의 생물학자 저서 ‘WHY 원자력이 필요한가’ 번역 file NQE 2020.05.26 12801
132 [원자력시네마] 원자력 전공자가 들려주는 아이언맨 이야기 (05/30 5PM) file NQE 2019.05.21 5322
131 [이달의 연구성과] Backprojection Filtration Image Reconstruction Approach for Reducing High-Density Object Artifacts in Digital Breast Tomosynthesis - 조승룡 교수 file NQE 2019.10.08 14119
130 [이달의 연구성과] Emergence of New Density–Strength Scaling Law in 3D Hollow Ceramic Nanoarchitectures - 장동찬 교수 file NQE 2019.10.08 13725
129 [이달의 연구성과] Evolution of magnetic Kubo number of stochastic magnetic fields during the edge pedestal collapse simulation - 김영철 교수 file NQE 2019.10.08 13377
» [이달의 연구성과] 인공신경망을 통한 핵융합플라즈마 자기장 재구성 기법 개발 – 김영철 교수 연구팀 file NQE 2019.11.26 17106
127 [이투데이]UAE 원전기술 한국인이 책임진다.(오피니언 009면-2010.11.3) file 관리자 2010.11.05 12570
126 [인터뷰-성풍현 제 28대 한국원자력학회 회장] NQE 2015.12.18 13261
125 [인터뷰] 37년 만에 고리 원전 1호기 '영구 정지' 첫 권고 결정, 앞으로 해결 과제는?-한동대 장순흥 총장 (前 카이스트 부총장/핵공학 전문가) 관리자 2015.06.15 14961
124 [인터뷰] 정용훈 교수, '신고리 원전' 민간에 맡긴 원전 존폐…회피? 해법? NQE 2017.06.30 14110
123 [자료/영화] 판도라의 약속… "환경단체 주역들이 원자력을 사랑하게 된 이유는?" 관리자 2013.05.06 14294
122 [자료] 일본 후쿠시마 원전 현황 관리자 2011.03.29 10820
121 [자료] 한-일 원자력전문가회의 요약문(2011.4.18-19) 관리자 2011.04.21 10480
120 [장순흥 교수] 한동대 “포스코청암賞, 개교이래 최고 영광” file NQE 2015.12.31 13269
119 [조선비즈] 12개大 원자력 전공 학생들 '신한울 3·4호기 건설재개' 서명운동 file NQE 2019.02.25 5823
118 [주간조선] 사용후핵연료 처리 답이 없는 게 아니라 의지가 없는 것! - 카이스트 원자력 및 양자공학과 윤종일 교수 2 file NQE 2019.04.08 8068
117 [축하] 송문원 학생, 봄학기 Dean's List(성적부분 우수자) 관리자 2014.09.25 13371
116 [축하] 조남진 교수님-한전 석좌교수로 임용 관리자 2011.08.25 10643
115 [출간] '공학이란 무엇인가' 성풍현 외 카이스트 교수 18명 관리자 2013.09.17 12400
114 [출간] '원자력 이야기' 이정익 교수 file 관리자 2015.03.27 16245
113 [출간] 강정민 교수님의 "Assessment of the Nuclear Programs of Iran and North Korea " 관리자 2013.04.23 13270
Board Pagination Prev 1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 17 Next
/ 17