단결정 스틸벤은 유기섬광체 특성상 decay time이 수 ns로 짧아 고속 중성자 측정에 좋은 장점이 있다. 그러나 단결정 스틸벤은 현재 전량 해외에서 수입하고 있는 실정이다. 최근 핵융합연구소의 KSTAR, 소듐냉각 고속로 시스템 등 고속중성자 측정 장비 등의 필요성이 높아짐에 따라 단결정 스틸벤 성장을 통해 국내의 자체기술 확보에 그 목적이 있고, 성장한 단결정 스틸벤은 emission wavelength를 확인하였고, 감마선원, 중성자 선원 이용하여 commercial 스틸벤(우크라이나 ISMA 연구소) 과 비교하여 평가하였다. 본 연구에서는 브리지만법(Bridgman technique)을 이용하여 스틸벤을 성장시켰으며, 두 개의 ...
단결정 스틸벤은 유기섬광체 특성상 decay time이 수 ns로 짧아 고속 중성자 측정에 좋은 장점이 있다. 그러나 단결정 스틸벤은 현재 전량 해외에서 수입하고 있는 실정이다. 최근 핵융합연구소의 KSTAR, 소듐냉각 고속로 시스템 등 고속중성자 측정 장비 등의 필요성이 높아짐에 따라 단결정 스틸벤 성장을 통해 국내의 자체기술 확보에 그 목적이 있고, 성장한 단결정 스틸벤은 emission wavelength를 확인하였고, 감마선원, 중성자 선원 이용하여 commercial 스틸벤(우크라이나 ISMA 연구소) 과 비교하여 평가하였다. 본 연구에서는 브리지만법(Bridgman technique)을 이용하여 스틸벤을 성장시켰으며, 두 개의 앰플에서 세 개의 스틸벤의 제작하였다. 하나의 앰플에서는 Φ 30 mm × 15 mm, Φ 40 mm × 17 mm 크기의 스틸벤 두 개를 제작하였고, 다른 하나의 앰플에서는 Φ 25 mm × 13 mm 크기의 스틸벤 하나를 제작하였다. 성장시킨 스틸벤에 emission wavelength를 확인하여 스틸벤의 고유 특성을 확인 할 수 있었다. 감마선에 대한 실험 결과 성장한 스틸벤 섬광체의 에너지 선형성을 확인 할 수 있었으며, relative light yield ratio 값은 commercial 대비 약 101% 효율을 확인 할 수 있었다. 또한 중성자 검출 효율를 비교하였을 때, 약 80% 효율을 확인하였고, 중성자 감마 분리도(FOM)에 대한 실험결과 약 108%효율을 확인할 수 있었다. 세계 최고 수준의 단결정 스틸벤을 성장 시키는 우크라이나 ISMA 연구소의 스틸벤과 비교하였을 때, 효율 및 성능이 떨어지기는 하나 국내 자체 기술 개발을 통해 더 좋은 효율의 스틸벤을 성장 시킬 수 있을 것이라 기대한다. 이를 통하여 고속 중성자 측정 기술력 확보로 인해 핵융합로에서 고밀도 중성자 감시에 이용되어 질 수 있고, 최근 He-3 단가가 높아짐에 따른 대체 측정기술에 이용되어 질 수 있을 것이라 기대한다.
단결정 스틸벤은 유기섬광체 특성상 decay time이 수 ns로 짧아 고속 중성자 측정에 좋은 장점이 있다. 그러나 단결정 스틸벤은 현재 전량 해외에서 수입하고 있는 실정이다. 최근 핵융합연구소의 KSTAR, 소듐냉각 고속로 시스템 등 고속중성자 측정 장비 등의 필요성이 높아짐에 따라 단결정 스틸벤 성장을 통해 국내의 자체기술 확보에 그 목적이 있고, 성장한 단결정 스틸벤은 emission wavelength를 확인하였고, 감마선원, 중성자 선원 이용하여 commercial 스틸벤(우크라이나 ISMA 연구소) 과 비교하여 평가하였다. 본 연구에서는 브리지만법(Bridgman technique)을 이용하여 스틸벤을 성장시켰으며, 두 개의 앰플에서 세 개의 스틸벤의 제작하였다. 하나의 앰플에서는 Φ 30 mm × 15 mm, Φ 40 mm × 17 mm 크기의 스틸벤 두 개를 제작하였고, 다른 하나의 앰플에서는 Φ 25 mm × 13 mm 크기의 스틸벤 하나를 제작하였다. 성장시킨 스틸벤에 emission wavelength를 확인하여 스틸벤의 고유 특성을 확인 할 수 있었다. 감마선에 대한 실험 결과 성장한 스틸벤 섬광체의 에너지 선형성을 확인 할 수 있었으며, relative light yield ratio 값은 commercial 대비 약 101% 효율을 확인 할 수 있었다. 또한 중성자 검출 효율를 비교하였을 때, 약 80% 효율을 확인하였고, 중성자 감마 분리도(FOM)에 대한 실험결과 약 108%효율을 확인할 수 있었다. 세계 최고 수준의 단결정 스틸벤을 성장 시키는 우크라이나 ISMA 연구소의 스틸벤과 비교하였을 때, 효율 및 성능이 떨어지기는 하나 국내 자체 기술 개발을 통해 더 좋은 효율의 스틸벤을 성장 시킬 수 있을 것이라 기대한다. 이를 통하여 고속 중성자 측정 기술력 확보로 인해 핵융합로에서 고밀도 중성자 감시에 이용되어 질 수 있고, 최근 He-3 단가가 높아짐에 따른 대체 측정기술에 이용되어 질 수 있을 것이라 기대한다.
As the nature of organic scintillator, stilbene single crystal's decay time is only a couple of nano seconds, which makes it suitable for fast neutron detection. However, the entire amount of stilbene single crystal being used relies on import currently. As the necessity of fast neutron detection eq...
As the nature of organic scintillator, stilbene single crystal's decay time is only a couple of nano seconds, which makes it suitable for fast neutron detection. However, the entire amount of stilbene single crystal being used relies on import currently. As the necessity of fast neutron detection equipments such as KSTAR and Sodium-cooled Fast Reactor system increases, the goal is to have our own domestic technology through the growth of stilbene single crystal. The emission wavelength of grown stilbene single crystal is confirmed, and the property of grown stilbene single crystal is assessed compared to commercial stilbene (Ukraine ISMA research center) through gamma ray and neutron tests. In this research, we have grown stilbenes through Bridgman technique, and obtained three stilbenes out of two amples. (Two ones of Φ 30 mm × 15 mm, and Φ 40 mm × 17 mm from the first ample, and size of Φ 25 mm × 13 mm from the other) The grown stilbene's emission wavelength and inherent property of stilbene are confirmed. As the result of gamma ray test, we have confirmed linearity of grown stilbene's scintillator, and the relative light yield ratio is proven 101% efficiency to reference stilbene. Neutron detection efficiency of the three stilbenes amounts to 80% of reference stilbene, and FOM of them is 108% efficiency to reference stilbene's one. Although Ukraine ISMA research center still holds a dominant position with world-class efficiency and performance of its stilbene, we expect to produce a better stilbene with our domestic technology development. Through this, fast neutron detection technique can be obtained, which opens up an opportunity to be used not only in neutron monitoring system in nuclear fusion reactor, but also in alternative measurement technique as the unit price of He-3 increases recently.
As the nature of organic scintillator, stilbene single crystal's decay time is only a couple of nano seconds, which makes it suitable for fast neutron detection. However, the entire amount of stilbene single crystal being used relies on import currently. As the necessity of fast neutron detection equipments such as KSTAR and Sodium-cooled Fast Reactor system increases, the goal is to have our own domestic technology through the growth of stilbene single crystal. The emission wavelength of grown stilbene single crystal is confirmed, and the property of grown stilbene single crystal is assessed compared to commercial stilbene (Ukraine ISMA research center) through gamma ray and neutron tests. In this research, we have grown stilbenes through Bridgman technique, and obtained three stilbenes out of two amples. (Two ones of Φ 30 mm × 15 mm, and Φ 40 mm × 17 mm from the first ample, and size of Φ 25 mm × 13 mm from the other) The grown stilbene's emission wavelength and inherent property of stilbene are confirmed. As the result of gamma ray test, we have confirmed linearity of grown stilbene's scintillator, and the relative light yield ratio is proven 101% efficiency to reference stilbene. Neutron detection efficiency of the three stilbenes amounts to 80% of reference stilbene, and FOM of them is 108% efficiency to reference stilbene's one. Although Ukraine ISMA research center still holds a dominant position with world-class efficiency and performance of its stilbene, we expect to produce a better stilbene with our domestic technology development. Through this, fast neutron detection technique can be obtained, which opens up an opportunity to be used not only in neutron monitoring system in nuclear fusion reactor, but also in alternative measurement technique as the unit price of He-3 increases recently.
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