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고온초전도 마그넷의 스마트 절연·퀀치/기계안정화 및 극저온 NMR/MRI 구현

Smart insulation and quench/mechanical stabilization for high-temperature superconducting magnets toward cryogenic NMR/MRI

연구 내용

고온초전도 코일의 퀀치 거동과 로런츠힘에 의한 변형을 스마트 절연·표면/마찰 제어로 안정화하고, 극저온 냉각 기반 NMR/MRI용 초전도 마그넷을 구현하는 연구입니다.

고온초전도 코일에서 퀀치 발생 시의 열·전기 거동과, 로런츠힘에 의한 코일 변형이 성능과 신뢰성에 직접 영향을 미칩니다. 본 연구는 도핑된 스마트 절연 재료를 적용하여 안정성을 높이고, 테이프 표면의 마찰 특성을 조절하여 코일의 시계-시계 변형을 억제하는 방향으로 수행합니다. 동시에 NMR용 초전도 마그넷과 극저온 냉각시스템을 함께 고려해 혼합냉매·열접촉 조건을 정리하며 운용 안정성을 확보합니다.

관련 연구 성과

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3편

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1건

연구 흐름

초기에는 고온초전도 코일의 퀀치 개시와 노말존 전파 특성을 기반으로, 안정화를 좌우하는 열전달과 전기적 전이 조건을 정리했습니다. 이후 스마트 절연 재료 도핑을 통해 퀀치 동안의 열·전기적 보호 관점을 구체화하고, 코일의 기계적 변형 문제를 로런츠힘 조건에서 평가하는 실험 체계를 구축했습니다. 최근에는 테이프 표면 마찰을 제어하는 방식으로 변형 억제 성능을 비교하고, 극저온용 냉각시스템과 연계된 운용 조건 최적화로 확장하는 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 고자장 NMR 자석
  • 고안정 MRI 코일 패키징
  • 극저온 냉각시스템 모듈
  • 초전도 자석 기반 분자영상 플랫폼
  • 초전도 전력시스템용 코일
  • 퀀치 보호 및 열관리 설계
  • 코일 기계안정화 구조 설계
  • 마찰/표면처리 공정 레시피
  • 무헬륨 운용 기술 적용
  • NMR 실험 재현성 향상 시스템

관련 논문

구분

제목

1

Enhancement of high-temperature superconducting coil stability using doped smart insulation materials for superconducting magnet applications

2

Quench initiation and normal zone propagation characteristics of smart insulated high-temperature superconducting coil

3

Turn-to-turn friction enhancement in high-temperature superconducting coils for mechanical stability under lorentz force

관련 프로젝트

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제목

1

차세대 NMR 개발을 위한 초전도 마그넷 및 무헬륨-고체냉매 냉각시스템 개발