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제안 방법
- HPGe 검출기는 전치증폭기를 통하여 낮은 형태의 잡음을 제거한 후 출력신호를 Fast spectroscopy Amplifier에 입력하여 선형증폭 하였다. 잡음제거를 위하여 약 50 keV 에너지 영역 이하의 감마선은 차단하였다.
- 6%의 비율로 자연계에 존재하고 있다.[6] 본 연구에서는 고에너지 양성자 선형가속기에서 발생된 100-MeV 에너지 양성자를 천연 텅스텐 핵에 입사시켜 핵반응을 시켰고 그 결과로 만들어지는 다양한 핵종변환에 의해 발생되는 지발 감마선을 고순도 HPGe검출기를 이용하여 측정해 이때 발생될 수 있는 다양한 핵종들을 측정하고 Table of Isotopes의 결과와 비교하였다.[6]
- 가속기에서 발생된 고에너지 양성자 빔은 1 Hz 의 주기로 반복적으로 natW 시료에 조사하여 원하는 양성자 양을 적분하여 빔 조사량(2.8×1011 #/cm2)을 결정하였다.
- 본 실험은 최고 100-MeV의 에너지를 발생시킬 수 있는 KOMAC의 양성자 선형가속기를 이용하여 방사화 실험을 하였다. 가속된 양성자와 시료의 반응을 일으키기 위해 양성자 빔조사실 TR 103을 사용하였다.
- 일반적으로 고에너지의 하전입자가 물질 속에 입사하게 되면 다양한 형태의 핵반응을 일으키게 되고 그 결과 핵종변환을 일으키게 된다. 본 연구에서는 100-MeV 양성자 빔을 이용하여 natW(p,xn) 반응으로 생성되는 동위원소의 지발 감마선 에너지 스펙트럼을 얻었고 그 스펙트럼을 Fig. 3에 나타내었다. Fig.
- 본 연구에서는 고에너지 양성자 선형가속기에서 발생된 100-MeV에너지 양성자를 천연 텅스텐 핵에 입사시켜 natW(p,nx) 핵반응을 만들었다. 그 결과 발생된 다양한 핵종에 의해 발생된 지발감마선을 고순도 HPGe검출기를 이용하여 측정하였고 그 결과 를 Table of Isotopes의 데이터와 비교하였다.
- 본 연구에서는 용융점, 강도 및 원자번호가 상대적으로 높은 원소인 천연 텅스텐(W, tungsten, Z: 74)과 KOMAC에서 발생되는 고에너지 양성자와의 핵반응(natW(p,nx))을 시도하였다. 연구에 사용되어진 천연 텅스텐은 180W, 182W, 183W, 184W, 186W의 5종류의 동위원소를 포함하고 있으며, 각각 0.
- W(p,xn) 핵반응에 의해서 다양한 동위원소를 생성하게 되고 이 동위원소에서 발생하는 지발 감마선은 다양한 에너지를 가지게 된다. 본 연구에서는 이 지발 감마선을 고순도 게르마늄(HPGe)검출기를 통하여 측정하였고 Fig. 1에 나타내었다. HPGe검출기는 Canberra사에서 제작된 것으로서 원통형(직경: 47.
- 잡음제거를 위하여 약 50 keV 에너지 영역 이하의 감마선은 차단하였다. 선형 증폭된 신호는 Multi-Channel Analyser에 입력하여 파고에 따른 에너지 분석을 하고 그 결과를 PC에 저장하였다.
- 스펙트럼 분석을 통하여 얻어진 에너지를 Table of Isotopes에 결과들과 비교분석한 후 생성핵종들을 확정하였다. 생성되는 방사성핵종들은 177Re, 178Re, 179Re, 180Re, 181Re, 182Re, 184Re, 172Ta, 174Ta, 178Ta, 182Ta, 184Ta, 175W, 176W, 177W 및 179W으로 16개의 핵종들이 생성됨을 알 수 있었다.
- 1 mm의 금속편 형태이다. 양성 자빔 조사 후 검출기를 통한 지발 감마선의 측정 시 시료의 크기가 너무 큰 경우 발생될 기학학적 검출효율의 오차, 방사화 후 감마선의 방사능 감쇄 및 양성자 빔의 시료 내에서의 감쇄 등을 고려하여 제작하였다. 시료에 대한 자세한 사항은 Table 2에 나타내었다.
- 8×1011 #/cm2)을 결정하였다. 양성자빔의 조사량은 시료가 조사된 후 다양한 핵종으로 핵종변환을 일으켜 강한 지발 감마선이 발생하므로 측정 시 검출기의 검출효율과 불감시간(10% 이하)을 고려하여 결정하였다.
대상 데이터
- 1에 나타내었다. HPGe검출기는 Canberra사에서 제작된 것으로서 원통형(직경: 47.5 mm dia, 길이: 46 mm)이다. 자세한 검출기의 특성을 Table 3에 나타내었다.
- 본 실험은 최고 100-MeV의 에너지를 발생시킬 수 있는 KOMAC의 양성자 선형가속기를 이용하여 방사화 실험을 하였다. 가속된 양성자와 시료의 반응을 일으키기 위해 양성자 빔조사실 TR 103을 사용하였다. 양성자 가속기에서 발생되는 빔은 펄스 형태로 공급되며 1 Hz의 반복횟수로 조사되었다.
- 방사화를 위한 표적시료의 넓이는 10.0 × 10.0mm2이고 두께는 0.1 mm의 금속편 형태이다.
- 실험에 사용된 검출기는 자연방사선에 의한 영향을 최대한 줄이기 위하여 검출기 방향을 제외한 나머지 부분을 두께 5 cm 납으로 차폐하였다. 검출기의 측정 효율을 최대로 얻기 위해 반도체 검출기의 최대 공핍층을 얻을 수 있는 –3,500 Volt의 전압을 검출기에 인가하였다.
- W(p,nx))을 시도하였다. 연구에 사용되어진 천연 텅스텐은 180W, 182W, 183W, 184W, 186W의 5종류의 동위원소를 포함하고 있으며, 각각 0.13%, 26.3%, 14.3%, 30.6%, 28.6%의 비율로 자연계에 존재하고 있다.[6] 본 연구에서는 고에너지 양성자 선형가속기에서 발생된 100-MeV 에너지 양성자를 천연 텅스텐 핵에 입사시켜 핵반응을 시켰고 그 결과로 만들어지는 다양한 핵종변환에 의해 발생되는 지발 감마선을 고순도 HPGe검출기를 이용하여 측정해 이때 발생될 수 있는 다양한 핵종들을 측정하고 Table of Isotopes의 결과와 비교하였다.
데이터처리
- W(p,nx) 핵반응을 만들었다. 그 결과 발생된 다양한 핵종에 의해 발생된 지발감마선을 고순도 HPGe검출기를 이용하여 측정하였고 그 결과 를 Table of Isotopes의 데이터와 비교하였다. 결과적으로, 생성되는 방사성핵종들은 7개의 Re(177Re, 178Re, 179Re, 180Re, 181Re, 182Re, 184Re) 동위원소와 5개의 Ta(172Ta, 174Ta, 178Ta, 182Ta, 184Ta) 동위원소 및 4개의 W(175W, 176W, 177W, 179W) 동위원소로 총 16개의 핵종들이 생성됨을 알 수 있었다.
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