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진공은 연구 개발의 핵심입니다.

고에너지 물리학 및 우주 시뮬레이션과 같은 선구적인 분야에서부터 대학 및 민간 실험실의 실험에 진공 펌프가 필수적인 풀뿌리 응용 분야에 이르기까지 다양한 분야에서 진공 펌프가 사용되고 있습니다.

Edwards는 이러한 까다로운 요구를 충족하기 위해 기성 또는 맞춤형 솔루션을 통해 진공 기술을 제공합니다. 모델링과 사양에 대한 초기 자문부터 구현 및 지원에 이르기까지, 분석 및 발견에 대한 복잡하고 끊임없이 변화하는 요구 사항을 충족하는 안전하고 안정적인 진공 환경을 제공합니다.

Edwards는 대기부터 초고진공(UHV), 그리고 극고진공(XHV)에 이르는 모든 진공 펌프와 게이지를 제공합니다.

고에너지 물리학을 위한 진공 시스템

싱크로트론, 사이클로트론 및 Linac용 진공 시스템


입자 물리학이라고도 하는 고에너지 물리학(HEP) 연구는 극도로 높은 에너지에서 기본 입자와 입자 간의 상호 작용을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. HEP 연구에는 일반적으로 입자 가속기가 사용됩니다. 이 대형 시설은 입자를 매우 빠른 속도로 가속시킨 다음 다른 입자 또는 표적과 충돌시키는 과학 기기를 제공합니다. 이러한 충돌에서 생성되는 입자를 분석함으로써 연구자들은 근본적인 입자의 특성과 상호 작용에 대해 배울 수 있습니다. 다른 HEP의 예로는 단백질과 같은 복잡한 분자 구조를 측정하는 데 사용되는 높은 강도와 일관된 광자를 생성하는 싱크로트론이 있습니다.

고에너지 물리학 연구는 수년에 걸쳐 많은 중요한 과학적 발견을 이끌어냈을 뿐만 아니라 의료 영상 및 암 치료와 같은 기술 개발에도 기여했습니다.

HEP에서는 가속되는 입자의 경로에서 잔류 기체 분자를 제거하기 위해 UHV 이하의 진공 수준을 사용합니다. 그렇지 않으면 입자가 에너지를 잃고 가스 분자-입자 산란을 통해 방향이 바뀌게 되므로 안정적이고 제어된 입자 빔을 유지하려면 UHV가 필요합니다.

싱크로트론의 모습

고출력 레이저 빔용 진공 시스템

고출력 레이저 빔은 기초 물리학의 새로운 분야에서부터 의학, 태양열 소재 연구 및 핵물질 관리의 응용 분야에 이르기까지 광범위한 영역을 조사하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

이러한 레이저 빔은 짧은 시간 간격(10-18초 이하)으로 강력한 펄스를 생성하기 위해 여러 증폭기를 통과해야 합니다. 이러한 고강도 레이저 빔을 작동하는 데 필요한 대형 진공 시스템은 설계가 매우 복잡하며 진공 안정성이 매우 중요합니다.

Edwards에서는 진공 모델링 기능을 전문적으로 사용하여 독자적인 도구, 기법 및 방대한 경험을 제공합니다. 이를 통해 올바른 파이프 작업 및 펌프 구성을 선택할 수 있어 설치 시 고객의 실험에 필요한 진공 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

어두운 실험실에서 레이저 빔에 의한 마이크로 입자 이동

중력파 감지를 위한 진공 시스템

중력파는 쌍성계와 같은 소스에서 바깥쪽으로 이동하면서 파동으로 전파되는 시공간 곡률의 파동입니다. 이 파동을 탐지하면 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 예측되는 중력 설명을 확인하는 데 도움이 됩니다. 이러한 파형은 지면과 공간에 있는 복잡한 간섭계를 사용하여 감지됩니다.

간섭계는 아주 작은 진동에도 매우 민감하기 때문에 간섭계가 있는 관측소는 완벽하게 깨끗하고 매우 안정적이어야 합니다.

따라서 전체 간섭계는 광학적으로 최대한 완벽하게 유지되어야 합니다. 잔류 가스는 측정에 영향을 미치므로 광선은 초고진공 상태에서 작동해야 합니다.

중력파

Edwards는 전 세계적으로 초고진공 펌프가 있는 간섭계를 공급해 왔습니다. 이탈리아의 Virgo 검출기는 대규모 챔버에서 사전 배출 및 베이킹을 포함한 실험 설정에 XDS 건식 스크롤 펌프를 사용하고 있습니다. Virgo에는 직경 1.2m의 3㎞ 길이의 튜브 두 개가 있으며, 유럽에서는 가장 크고 세계에서는 두 번째로 큰 초고진공 중력파 용기입니다.

LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 대규모 물리학 실험으로, 미국 워싱턴주의 Hanford S와 3,000km 떨어진 루이지애나주의 Livingston 두 곳에 관측소가 있습니다. 그들은 최초로 우주 중력파를 감지하고 천문학적 도구로서 중력파 관측을 개발했습니다. Edwards는 20년 이상 LIGO와 파트너십을 맺고 무급유 건식 펌프STP 자기 부상 터보 분자 펌프를 공급해 왔습니다.

핵 융합 연구를 위한 진공 시스템

핵 융합은 핵을 결합하여 더 높은 원자 질량 요소를 생성하는 프로세스입니다. 원자핵이 결합되면 대량의 에너지가 방출되며, 이는 전력 공급원이 될 수 있습니다.

이 분야의 연구는 수소의 두 동위원소인 중수소와 삼중수소를 융합하여 헬륨과 에너지 중성자를 생성함으로써 태양에서 일어나는 것과 유사한 반응을 재현하려는 자기 감금 핵융합 기반 시도가 포함됩니다. 자기 감금 핵융합로에서는 제어된 플라즈마를 생성하기 위해 가스 분자를 최고 1억°C의 고온으로 가열해야 합니다.

열핵 원환 융합 원자로 챔버의 아름다운 예술적 3D 그림.

핵융합 연구는 대규모 연구까지 플라스마의 양상을 이해하는 것과 관련이 있습니다.

융합 과학자와 엔지니어가 직면하는 주요 과제 중 하나는 적절한 진공 압력을 유지하여 플라즈마를 유지하는 능력입니다.
따라서 대형 원자로 용기와 플라즈마를 가두기 위해 높은 자기장을 생성하는 초전도 자기장 코일을 둘러싼 극저온 시스템에서 초고진공 플랫폼을 보장하는 대규모의 효과적인 진공 시스템이 필요합니다. 매우 높은 온도, 이온화 방사선 및 높은 자기장은 진공 펌프와 기기 및 기타 하드웨어의 중대한 과제입니다.

이러한 끊임없이 진화하는 요구를 충족하기 위해 Edwards는 최종 사용자 서비스성의 유연성과 더불어 자기장의 저항을 크게 높일 수 있는 nEXT 터보 분자 펌프 기술을 기반으로 특수 맞춤형 펌프를 설계하고 개발했습니다.

관성 밀폐 융합은 제어된 플라즈마를 만드는 또 다른 접근 방식입니다. Edwards는 호환 가능한 진공 기술을 제공하는 데도 마찬가지로 관여하고 있습니다.

실험실 및 연구 시설용 진공 펌프

가장 작은 학교 실험실에서부터 국제 R&D 프로젝트에 이르기까지 진공은 전 세계적으로 교육 개발과 과학적 발전을 촉진시키고 있습니다. 단일 펌프를 원하든 전체 펌핑 솔루션을 원하든, Edwards의 전문가가 모든 단계에서 선택 과정을 안내해 드립니다.

대학은 진공이 필요한 활동을 광범위하게 수행하며, 이 활동들은 수업 방법과 학과에 따라 다양합니다.

 

의료 검사 튜브 또는 의료 바이알을 들고 있는 과학자

대학 학과에서 사용되는 일반적인 진공의 예는 다음과 같습니다.

화학

진공 상태에서 반응을 용이하게 하기 위해 용매 증발, 증류 등의 작업 수행

물리학 및 재료 과학

광범위한 실험 환경에서 가스 또는 플라즈마 역학을 연구하거나 제어된 UHV 환경에서 샘플의 표면을 분석하거나 양자 기술 개발에 사용

엔지니어링

 예를 들어, 항공우주 및 마찰 공학 분야의 연구

생물학

여과, 동결건조 및 전자 현미경 샘플 전처리 등의 응용 분야

환경 과학

공기 샘플을 분석하려면 오염 수준을 모니터링하거나 통제된 환경에서 탄소 포집 연구 수행

천문학

망원경 미러 코팅 및 중요 구성 요소 제조

지질학

안정적인 동위원소 분석 및 지질학 샘플에서 유체 추출 등의 작업

의학 및 생의학 과학

제약 샘플의 냉동 건조 및 고급 영상 촬영 기술과 같은 응용 분야

나노기술

차세대 반도체 기술을 포함하여 나노스케일 소재 및 장치의 제조 및 특성화를 위한 통제된 환경 조성

글로브 박스용 진공 펌프

진공 펌프는 글로브 박스에 사용되어 공기 민감 물질 취급과 실험의 안전성을 유지하는 동시에 통제된 대기를 조성하고 유지합니다. 이러한 밀폐된 작업 공간은 반도체, 나노물질 및 생물학적 샘플과 같은 제품을 사용하는 데 필수적인 오염을 방지합니다. 과학적인 R&D에서 진공 글로브를 사용하면 새로운 화합물의 합성, 복잡한 장치의 조립, 꼼꼼하게 제어되는 진공 조건을 요구하는 최첨단 공정의 탐구가 가능합니다.

앞으로는 양자 컴퓨팅 구성 요소의 발전부터 청정 에너지 기술 개선에 이르기까지 진공 글로브를 사용할 수 있는 잠재적 응용 분야는 광범위하며, 다양한 연구 분야에서 혁신을 주도하는 중추적인 역할을 강조합니다.

실험 코팅용 진공 펌프

진공 펌프는 일반적으로 실험 코팅 공정에 사용되어 박막, 태양전지 코팅, 전자 기기용 보호 코팅 등 다양한 유형의 코팅을 증착하는 동안 진공 환경을 만들고 유지합니다.

일반적으로 공정에는 코팅할 기질을 진공 챔버 내부에 배치하는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 진공 펌프를 사용하여 챔버에서 공기 및 기타 가스를 제거하여 저압 환경을 만듭니다. 챔버가 원하는 압력으로 배출되면 코팅 물질이 가스 또는 증기의 형태로 챔버에 유입됩니다. 진공은 균일하고 복제 가능한 조건을 유지하는 데 중요합니다. 코팅 물질은 기질 표면에 부착되어 얇은 막을 형성합니다.

로터리 베인 펌프, 다이어프램 펌프 및 터보분자 펌프와 같이 실험적 코팅 공정에서 사용되는 다양한 유형의 진공 펌프가 있습니다. 각 유형의 펌프에는 고유한 장단점이 있으며, 펌프 선택은 진공 코팅 용기의 크기 및 코팅 공정의 특정 요구 사항에 따라 매우 달라집니다.

파란 하늘을 배경으로 재생 가능한 에너지를 발생시키는 태양광 패널과 풍력 터빈

부식성 환경을 위한 진공 장비

부식성 응용 분야에 진공 장비가 필요한 경우에도 Edwards를 신뢰할 수 있습니다. 화학 실험실은 일반적으로 진공을 사용하여 증발로 물질을 제거하거나 반응이 일어나지 않도록 합니다.

뛰어난 내부식성, 증기 취급 특성ATEX 분류를 갖춘 진공 장비가 제공됩니다.

양자 컴퓨팅용 진공 장비

양자 컴퓨팅은 여러 상태가 동시에 중첩된 상태로 존재할 수 있는 양자 비트 또는 큐비트의 사용에 의존합니다. 이러한 상태는 매우 취약하며 환경에 대한 약간의 간섭에도 쉽게 방해를 받을 수 있습니다.

이러한 간섭으로부터 보호하고 큐비트를 생성하는 데 필요한 초전도 상태를 달성하기 위해 양자 컴퓨터는 일반적으로 절대 0도에 가까운 극도로 낮은 온도에서 작동합니다.

이온 트랩 양자 컴퓨터는 양자 상태를 유지하기 위해 환경을 신중하게 제어해야 합니다. 이를 위해서는 XHV 진공을 사용해야 합니다. 포토닉스 기반 양자 컴퓨터에는 맞춤형 극저온이 추가로 필요합니다.

진공은 양자 센서 및 통신 하드웨어용 장치의 제작 및 조립에도 매우 중요합니다.

우주 연구를 위한 진공 장비

1960년대에 등장한 이후 대규모 우주 탐사는 여전히 막대한 비용이 소요되며 인류에게 알려진 가장 열악한 환경을 시뮬레이션해야 합니다.

궤도에 진입한 후에는 부품을 수리하거나 교체하는 것이 불가능한 경우가 많기 때문에 우주 프로젝트에서는 전체 위성, 우주선부터 개별 부품에 이르기까지 사용될 기술을 철저하게 테스트하는 것이 중요합니다.

Edwards의 진공 기술은 지구상에서 우주와 유사한 조건을 시뮬레이션하여 내방사선성, 고온 범위 및 재료 호환성과 같은 광범위한 테스트를 수행할 수 있습니다.

 
  • 1차 및 UHV 펌프는 10-10mbar 미만의 압력에서 지구 대기층의 진공을 성간 공간의 진공으로 재현하는 데 사용됩니다.
  • 극저온 진공 및 냉각 시스템은 우주 장비가 견딜 수 있는 -80°C 이하의 극저온 환경을 시뮬레이션합니다.
  • 진공 챔버 내의 가열 기술을 통해 최대 +180°C의 극한의 태양 열 부하를 시뮬레이션할 수 있습니다 이러한 조건은 이륙/재진입 시 호환성 및 내구성을 테스트하는 데 필수적입니다.
  • 또한 Edwards 진공 기술은 이온 스러스터, 진동 저항 및 우주 먼지 테스트와 같은 다양한 시뮬레이션에 사용됩니다.
  • 또한 Edwards의 펌프는 우주 기술 구축에 필요한 깨끗하고 먼지가 없는 환경을 제공하는 데 매우 중요합니다.
지구 주위 궤도를 돌고 있는 우주 위성

Edwards는 진공 펌프초저온 솔루션과 같은 최전선 기술을 제공할 뿐만 아니라 우주 시장에서 누출 감지기, 측정 ,구성 요소 및 예비 부품에 이르기까지 모든 지원 제품에 대한 접근성을 보장하는 데 주력하고 있습니다. Edwards는 진공 솔루션이 100% 작동 가능한 경우에만 중요한 테스트를 수행할 수 있다는 점을 잘 알고 있습니다.

Vacuum Equipment for Research and Development Applications Brochure

PDF

25.2 MB

복도에서 웃으며 서 있는 Edwards 직원들
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