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 [수상] 신지호(장창희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.09 217
공지 [수상] 정영은(임만성 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 346
공지 [수상] Xuan Ha Nguyen(김용희 교수님 연구실), 한국원자력학회 2020 춘계학술발표회 우수논문상 file NQE 2020.09.04 324
공지 [수상] KAIST 원자력 및 양자공학과 김채원 학생, 한국원자력학회 퀴리상 수상 file NQE 2020.09.04 355
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 최원호 교수, 교수협의회 회장으로 부임 file NQE 2020.08.24 556
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 성충기 신임교원 Interview file NQE 2020.08.24 780
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과, 원자력 및 방사선 안전 역량강화 여름학교 개최 file NQE 2020.08.10 725
공지 KAIST 원자력 및 양자공학과 조규성 교수, 환경주의 생물학자 저서 ‘WHY 원자력이 필요한가’ 번역 file NQE 2020.05.26 2007
197 폐기물을 에너지로, 원자력 스타트업 CEO 초청강연(2018.3.27) file NQE 2018.03.28 9604
196 원자력 산학연 기관·업체 KAIST에서 '한눈에' 관리자 2013.04.08 9609
195 윤종일 교수_ 원전버스특강 관리자 2012.06.19 9616
194 [수상] ISSNP2013 학회 Best Student Award / 이승민 학생 관리자 2013.11.28 9619
193 [시상] 백원필 박사, 자랑스런 동문상에 정칠희 삼성전자 종합기술원 사장 등 6인 선정 file NQE 2017.01.17 9624
192 [언론보도] 임춘택 교수팀 무선전력전송 세계 최장거리 신기록 세워 관리자 2014.04.17 9625
191 [뉴스] 조성오 교수, "Journal of Nanomaterials" 특별호의 게스트 에디터로 참여! 관리자 2012.07.27 9634
190 [수상] 석사생 유민군, 우수논문상 / ANS 2013 학생 학회 원전설비안전 부문 관리자 2013.04.09 9670
189 [시론/장순흥] 빌 게이츠가 부러워한 `한국 원전` 관리자 2012.10.12 9675
188 빌 게이츠 "교육, 인프라, 기술… 韓國 창조경제 기반은 탄탄" 관리자 2013.04.22 9691
187 임춘택 교수-인구 기반 국가전력이 필요하다.(경향신문) 관리자 2010.12.30 9694
186 빌 게이츠 새 회사 테라파워! 한국 손잡나? 관리자 2013.01.15 9714
185 KAIST '원자력 비전 및 진로 엑스포' 개최 관리자 2013.04.08 9719
184 [기사] KAIST, 온라인 전기차 상용화 성큼..(디지털 데일리, ETEWS 2012.06.20) 관리자 2012.06.20 9744
183 NURETH FELLOW, Prof. J.H Kim 관리자 2013.05.23 9753
182 최성열 교수, IYNC Early Career Award 수상 file NQE 2018.03.21 9753
181 조성오 교수님, Jr. of Nanoscience Letters 편집위원 선정(2010.9) 관리자 2010.09.14 9803
180 KAIST에 핵비확산 전문인력 양성센터 설립 관리자 2014.04.16 9813
179 류호진 교수, 금속 칵테일로 핵융합에 사용가능한 신소재 개발 NQE 2017.05.30 9815
178 The 3rd Annul KAIST NQE Distinguished Lecture Series – Dr. William W. Moses file NQE 2017.02.01 9838
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 16 Next
/ 16