초록 ▼

제 2차년도 사업으로서 본 반 데 그라프 가속기는 하전입자 빔을 일단 가속형태에서 이단으로 가속할 수 있도록 직렬(Tandem) 형으로 하였고, 이에 따라 이온원의 규모를 최대 20mA 의 빔 전류가 나오도록 하였다. 압력용기에 전기적 절연용 건조공기를 주입하기 위형 액체 질소를 써서 흡입공기 중에 습기를 거의 완전히 제거한 후, 제습된 공기를 다시 가열 및 압축하여 콘덴사를 거쳐 압력용기에 주입시키어 7기압까지 올렸다.
고전압을 발생시키기 위한 전하운반 수단으로서 펠레트론(Pelletron)을 설계제작하였다. 펠렛 체인의 속

제 2차년도 사업으로서 본 반 데 그라프 가속기는 하전입자 빔을 일단 가속형태에서 이단으로 가속할 수 있도록 직렬(Tandem) 형으로 하였고, 이에 따라 이온원의 규모를 최대 20mA 의 빔 전류가 나오도록 하였다. 압력용기에 전기적 절연용 건조공기를 주입하기 위형 액체 질소를 써서 흡입공기 중에 습기를 거의 완전히 제거한 후, 제습된 공기를 다시 가열 및 압축하여 콘덴사를 거쳐 압력용기에 주입시키어 7기압까지 올렸다.
고전압을 발생시키기 위한 전하운반 수단으로서 펠레트론(Pelletron)을 설계제작하였다. 펠렛 체인의 속도가 10m/sec로 가동될 때 대기 중에서 펠렛체인 한개당 운반전류 $8{\mu}A$ 고전압 전극 전위 270KV, 7기압 하에서 $39{\mu}A$, 1.2MV를 얻었다. 고전압 측정은 제작된 발전기 전압계(Generating Voltmeter)로 하였다. 이러한 실험결과는 절연기체의 종류와 규모를 고려할 때 이소야(1)팀이나 Herb(2) 그룹과 비슷한 값이었다. 앞으로, 고전압 전극 절연지지대에 설치된 등전위고리, 펠렛체인 등을 개선하여 정밀하고도 동일성이 유지되도록 한다면 더 높은 전압을 얻을 수 있으리라 본다.
가속관은 진공도를 $10^{-6}$Torr이하로 유지시키고 전압구배도 20 KV/cm로 할 수 있고 장시간 사용에 대한 수명과 역학적 안정성을 높이기 위하여 절연재료를 루사이트에서 자기로 교체하였으며, 알미늄과 자기를 접착시키는 접착제에 대해서도 종류에 따라 계속 시험 중이다. 이소야 팀은 아랄다이트 106을 권하고 있어 최근에 이 접착제를 도입하여 실험 중에 있다. 이 자기 재료는 본 실험실에서 진공과 전기절연 시험을 거쳐 국내에서 개발된 것이다. Herb팀은 이를 브레이징(Brazing)기술로 극복하고 있어 현재로서는 가장 우수한 성능을 나타내고 있다. 결론적으로 가속관은 이 기술로 제작된 National Electrostatic Co. (NEC) 제품을 도입하는 것이 적합할 것 같다. 방사선 차폐는 방사선이 강하게 발생되는 발생부위를 선정하여 효과적으로 차폐하는 것을 상세히 검토하였으며, 특히 표적실은 $\gamma$선과 중성자 빔을 방어할 수 있고, 안전기준치 100mrem/wk 이하가 되돌고 설계 설치하였다. 빔 에너지를 분류하는데 쓸 전자석은 목적적으로 적합하게 되었으나 전원부의 정전류제어 장치가 보완되어야 하겠다.
그 외에 이온원으로부터 가속관을 통하여 표적실 까지 빔을 유도하는 Beam Optics 부분만 더 실험을 할 수 있다면, VDG가속에 대한 원리적인 것은 대부분 실험과 경험을 쌓은 편이다. 이 부분에 대하여 Skorka(3)와 부분적으로 상세한 논의를 하였으며, 82년 3월 하순 Mehta(4)가 본 가속기실에서 일주간 머무르면서 문제점을 공동 토의하게 된다. 이 분야의 전문요원을 양성하는데 필요한 장학금을 국제원자력기구(IAEA)로 부터 국제지역간 협력사업의 일환으로 확보하여 놓고 있다.

Abstract ▼

In the second year of the present research period, the project is concerned with the construction of a 1.5MV tandem Van de Graaff accelerator and its operational characteristics. The investigations represent a continuation of the research done at the Seoul National University under the financial sup

In the second year of the present research period, the project is concerned with the construction of a 1.5MV tandem Van de Graaff accelerator and its operational characteristics. The investigations represent a continuation of the research done at the Seoul National University under the financial support of the Korean Science and Engineering Foundation.
A two-stage tandem Van de Graaff has been designed for doubling the accelerated beam energy of charged particles compared with that from a single-stage accelerator. For this tandem accelerator, an ion source has to be capable of sustaining the maximum beam current of 20 mA. The present high-pressure air-insulated accelerator uses a dry air, which is injected up to 7 atm into a pressure vessel. The insulating air is dehumidified by passing atmospheric air through the pipe cooled down by liquid nitrogen, and is then heated and pressurized prior to the injection.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 국문 요약문...3
• 영문 요약문...5
• 그림 목록...8
• 표 목록...10
• 사진 목록...11
• 목차...12
• 1. 서론...15
• 1.1. 직렬형 가속기...17
• 1.2. 펠레트론...18
• 1.3. 90o 휨 및 에너지 분류용 자석과 그 전원...19
• 1.4.자기 원통형 고리...19
• 1.5.표적실 설치...20
• 1.6.가압고기 주입 계통...20
• 1.7 기타...21
• 2 실험결과 및 논의...22
• 2.1. 유도전하 운반계통...22
• 2.1.1.개요...22
• 2.1.2.펠레트론형과 피대형의 비교...23
• 2.1.3.원리...25
• 2.1.4.실기 제작 및 특성...27
• 2.1.4.1. 체인...27
• 2.1.4.2. 풀리...29
• 2.1.4.3. 인덕터...29
• 2.2 에너지 분류 전자석 수리 및 전원제작...31
• 2.2.1. 전자석 수리...31
• 2.2.2. 특성조사...34
• 2.2.3. 전자석용 전원제작...34
• 2.3.질량 및 빔 에너지 분류 전자석 설계...37
• 2.3.1. 요구사항...37
• 2.3.2. 설계...38
• 2.3.3. 전원공급기...45
• 2.4. 방사선 차폐 시설 및 표적실 설치...47
• 2.4.1 탄뎀형 가속기의 방사선 발생기구...47
• 2.4.1.1. 가속관내에서 2차 전자에 의한 X선 발생...47
• 2.4.1.2. 빔 수송 계통에서의 하전입자에 의한 x선 발생...49
• 2.4.1.3. 표적실에서 팩 반응에 의한 r선 및 중성자 발생...49
• 2.4.2. 방사선 차폐시설 설계...51
• 2.4.2.1 가속기 본체의 x 선 차폐...51
• 2.4.2.2 표적실 차폐...56
• 2.4.3. 표적실의 차폐 특성조사...60
• 2.5. 가압공기 수입계통...61
• 2.6. 가속기 특성조사...64
• 2.6.1 발전기 저압계의 제작 및 특성조사...64
• 2.6.2 고전압 측정...68
• 2.6.3 운반전류의 측정...73
• 3. 결론...76
• 4. 감사의 말...79
• 5. 참고문헌...80