핵반응을 이용한 tit 표적의 특성 분석
DESCRIPTION
핵반응을 이용한 TiT 표적의 특성 분석. 한국 자원 연구소 김기동 , 양태건 , 김준곤 , 김영석 홍완 , 최한우 , 우형주 한국 원자력 연구소 장종화. 연구의 필요성. o MeV 급 중성자 발생량 정량 평가를 위한 TiT 표적에 대한 특성 평가 - proton RBS, He RBS, ERD-TOF o 박막 두께 측정법의 연구 - 중성자 여기함수 에 의한 박막의 두께 결정. Korea Institutes of Geology, Mining and Materials. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
핵반응을 이용한 TiT 표적의 특성 분석
한국 자원 연구소김기동 , 양태건 , 김준곤 , 김영석
홍완 , 최한우 , 우형주한국 원자력 연구소
장종화
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
o MeV 급 중성자 발생량 정량 평가를 위한 TiT 표적에 대한 특성 평가 - proton RBS, He RBS, ERD-TOF
o 박막 두께 측정법의 연구 - 중성자 여기함수 에 의한 박막의 두께 결정
연구의 필요성
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
RBS 에 의한 박막표적의 특성분석
Cu
Filmtarget
SSBdetector
Slit
p, Hebeam
TiT 무거운 원소의 정량가능분석 가능 깊이 : o 3 MeV proton : 수십 um o 3 MeV He : 수 um분석 가능한 면밀도 : o 1015atoms/cm2
Rump simulation code 이용
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
ERD 에 의한 박막표적의 특성분석
가벼운 원소의 정량가능분석 가능한 깊이 o 수천 x 10-10 m 분석 가능한 면밀도 : o 1013atoms/cm2
SENRAS simulation code 이용
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
중성자 여기 함수에 의한 박막의 두께 측정
중성자 공명 반응의 여기 함수 측정
양성자 빔에의한 표적의 두께
중성자 빔에 의한 표적의 에너지 손실
양성자 빔에 의한 에너지 손실
Stopping power 이용
공명 준위폭 이용
Kinematics 이용
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
RBS 및 ERD-TOF 챔버구조
SSB
Target holder ERD line Time detector Energy detector
beam
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
중성자 여기함수 측정 장치도
TiT
HD PECd
40 cm
proton beam
36 cm
37cm
28 cm
BC-501
12C or 16O
CollimatorAnticollimator
Insulator
감마선
중성자
Pulse shape discrimination에 의한 중성자 및 감마선 이차원측정
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
ERD-TOF 스펙트럼
Channel number0 50 100 150 200 250 300
Rec
oil p
artic
le c
ount
s1
10
100
1000
O
N
H
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
RBS 스펙트럼
He energy [MeV]0.0 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Cou
nts
0
1000
2000
3000
4000
He : 3 MeV
SSD :147oExp.
Sim.
He energy [MeV]0.0 .4 .8 1.2 1.6 2.0
Cou
nts
0
200
400
600
800
1000
He : 2 MeV
SSD : 147o
Sim.
Exp.
Proton energy [MeV]0.0 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Cou
nts
0
400
800
1200
1600
2000
Sim.
Exp.
proton : 2 MeV
SSB : 147oT
Proton energy [MeV]0.0 .4 .8 1.2 1.6 2.0
Cou
nt
0
100
200
300
400
500
proton : 1 MeV
SSB : 147o Exp.
Sim.
He energy [MeV]0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Co
un
ts
0
250
500
750
1000
sim.
exp.He 3 MeV
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
중성자 여기함수측정
Calculated neutron energy [keV]1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350
Nor
mal
ized
yie
ld [C
ount
s/10
0uC
]
2.0e+4
4.0e+4
6.0e+4
8.0e+4
1.0e+5
1.2e+5
1.4e+5
1.6e+5
=12.2
En = 2077 keV
background
12C(n,tot)
fitting data
Calculated neutron energy [keV]1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800
Nor
mal
ized
yie
ld [c
ount
s/10
0uC
]
40000
45000
50000
55000
60000
65000
70000
75000
80000
1669
=1416O(n,tot)
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
T 과 Ti 분석 결과
RBS ERD-TOF
(atoms/cm2)
Neutron
Excitation
Method
(atoms/cm2)
Target company
(atoms/cm2)반응전
(atoms/cm2)
반응후(atoms/cm
2)
Ti 면밀도 1.4 x1019 1.3 x1019 1.3x1019 2.5~3.8 x1018
T 면밀도 4.6 x1018 3.8 x1018 3.6 x1018 4.8 x1018
Korea Institutes of Geology, Mining and Materials
결 론
MeV 급 중성자 선원의 표적으로 잘 알려진 박막 TiT 의성분을 RBS, ERD –TOF 법을 이용하여 조사하였다 . 삼중 수소및 Ti 면밀도는 표적 제작회사가 제공한 값보다는 삼중수소의 량은 비슷하였으나 , Ti 층의 면밀도는 상당한 차이가 얻어졌고 , 이를 중성자 여기함수측정을 통하여 확인하였다 . TiT 표적의 경우에는 중성자 여기함수 측정도 표적의 두께를 알아볼 수 좋은 방법임을 확인하였다 .