한국수력원자력(주)에서 지원하는 해오름동맹 원자력혁신센터의 지역 수용성 개선 과제로 2021년 8월부터 시작하여 총 3년 동안 동남권 학생들을 위한 핵융합 인력 양성 프로그램 개발을 시작하게 되었습니다. 1차년도 과제 평가 시, UNIST에만 혜택을 볼 것이 아니라 많은 학생들이 혜택을 볼 수 있으면 좋겠다는 조언을 주셔서 이와 같이 연구실 홈페이지를 통해서 공개하게 되었습니다. 본 교육자료가 열심히 공부하시는 분들의 학습에 있어 조금이나마 도움이 될 수 있길 바랍니다.

2차년도(22년 9월~23년 8월)에 제작된 본 학습 프로그램은 총 2개의 Subject로 구성이 되어 있습니다. 첫번째 주제는 핵융합 Tokamak 에서 발생되는 Drift-wave의 Eigenmode에 대한 수치적 계산이며, 두번째 주제는 여러 Particle simulation technique들 중 하나인 Particle-In-Cell 방법론입니다. 많은 내용을 담기에는 한계가 있으나 내용상 필요한 부분은 가능하면 self-contained될 수 있도록 노력하였습니다. 본 학습 자료에 대한 대상은 대학 학부 2학년~대학원 1학년 정도로 생각됩니다.

내용과 관련하여 염려가 되는 점은, 그간의 개인적인 학습 및 연구 경험을 바탕으로하여 논문이 아닌 블로그 형태로 격식없이 한글로 작성하였고 시간 관계상 검토나 교정 없이 초고로 작성한 글들을 바로 올리다보니 읽으면서 다소 불편하신 점들이 있을 것으로 생각이 됩니다. 수학적 개념 소개에 있어 수학을 전공하지 않은 사람으로써 정의를 적기에는 부담스러웠기 때문에 정의보다는 의미에 대해 서술하는 방향으로 하였으며, 정확한 수학적 정의는 관련 서적들을 찾아보시는 것을 추천드립니다. 주제에 대한 소개글에서 밝힌 최종 목표를 향한 학습에 있어 필요한 부분들만을 제가 이해하는 방식 대로 하지만 친절히 설명하려 하였습니다. 각 분야들의 전공자 분들께서 보시기에 많이 부족하시겠지만 양해를 부탁드리며, 첫 페이지에 익명의 comment를 남기실 수 있으니 개선할 수 있는 좋은 feedback을 주시면 꼭 수정할 수 있도록 하겠습니다.

본 작업을 시작하기 전에 웹 페이지 작업과 관련하여 고민이 많았습니다. 아름다운 Front-end와 원활하고도 사용하기 쉬운 Python 기반 Back-end를 배우기 위해 여러 라이브러리들에 대해 찾아서 살펴보고 조금씩 사용은 해보았으나 아직 Tenure 심사가 몇 년 남지 않은 입장에서 본업을 두고 너무 많은 시간을 투자할 수는 없었습니다. 다행히도 잘 사용하는 Notion에서 Web share 기능이 있어 빠른 작업이 가능했었습니다. 추후에 시간이 된다면 연구실 홈페이지와 함께 제대로 된 웹페이지로의 작업을 해보고 싶고, Youtube 영상 설명 추가와 영어 version으로 바꿔보면 좋겠다는 생각이 듭니다.

이번 작업은 제 지도교수님들의 가르침이 근원에 있었습니다. Drift-wave에 대한 Eigenmode equation을 수치해석 계산 주제로 추천해주시고 관련 학습 자료를 보내주신 Gyrokinetic equation의 선구자이자 제 이론적 background를 만들어주신 **함택수 교수님(T.S. Hahm)**과 Gyrokinetic turbulence simulation code인 XGC 개발로 GK Particle-In-Cell, Fokker-Planck collision operator 연구 및 수치해석, High performance computing 분야로 인도해주신 **장충석 교수님(C.S. Chang)**께 이 자리를 빌어 감사 말씀 드립니다. 또한 복잡한 geometry에서 Differential Equation 계산이 가능하게 하는 Parallel Mesh 기술 연구와 HPC에 보다 더 관심을 가질 수 있게 좋은 연구 환경을 제공해주신 Rensselaer Polytechnic Institute의 Mark Shephard 교수님께도 감사의 말씀을 꼭 전하고 싶습니다.

2023년 2월 25일 윤의성

Last update: Feb. 25, 2023

본 내용은 “국가 탄소중립 달성을 위한 미래 클린 원자력 에너지, 핵융합 인력 양성 프로그램 개발”의 일환으로 한국수력원자력(주)와 해오름동맹 원자력혁신센터의 지원으로 **UNIST 원자력공학과 핵융합 및 플라즈마 응용연구실 에서 제작**되었습니다. This content is provided by the Fusion and Plasma application research Laboratory (FPL) at UNIST, as part of the "Development of Training Programs for Human Resources of Nuclear Fusion, the Future Clean Nuclear Energy to achieve National Carbon Neutrality," **with support from Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd.** (KHNP) and Haeorum Alliance Nuclear Innovation Center.

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