초록 ▼

본 연구에서는 SNU 1.5MV 직렬형 반데그라프 가속기의 He빔 생성과 수송의 최적화에 관하여 검토하였다. 이온원에 대한 특성 실험을 통하여 전류가 크고 각확산도가 작은 He?빔을 인출하기 위한 최적조건을 결정하였다. He?를 He?로 변환하기 위하여 Rb 전하교환기를 제작하였으며 최적의 동작조건을 결정하기 위하여 특성실험을 수행하였다. 고전압안정화계통의 특성실험으로부터 계통의 최적 동작조건을 결정하였다. Carbon stripping foil의 제작과정을 개선하여 10㎍/㎠이하의 두께를 가진 얇은 Foil을 만들 수 있었

본 연구에서는 SNU 1.5MV 직렬형 반데그라프 가속기의 He빔 생성과 수송의 최적화에 관하여 검토하였다. 이온원에 대한 특성 실험을 통하여 전류가 크고 각확산도가 작은 He?빔을 인출하기 위한 최적조건을 결정하였다. He?를 He?로 변환하기 위하여 Rb 전하교환기를 제작하였으며 최적의 동작조건을 결정하기 위하여 특성실험을 수행하였다. 고전압안정화계통의 특성실험으로부터 계통의 최적 동작조건을 결정하였다. Carbon stripping foil의 제작과정을 개선하여 10㎍/㎠이하의 두께를 가진 얇은 Foil을 만들 수 있었다. 각 이온광학부품들의 최적 동작조건을 계산하고 이온빔 수송현상을 모사하기 이하여 프로그램 OPTRANS를 개발하였다. 최적의 동작조건은 최종적으로 0.5∼2.2 MeV의 에너지 영역에 대한 빔 수송 실험을 통하여 결정하였으며, 계산값과 비교하였다. 시험적인 응용으로서, 마일라에 증착된 Au, Ag, CuSx등의 표준박막시료와 텅스텐 실리사이드시료에 대한 RBS 분석을 수행하였다.

Abstract ▼

In this research, optimization of He beam production and its transportation in the SNU 1.5-MV Tandem Van de GRaaff accelerator have been studied. Through the characteristic experiment of the ion source, the optimum condition for the extraction of He? beam with high current and small divergence is d

In this research, optimization of He beam production and its transportation in the SNU 1.5-MV Tandem Van de GRaaff accelerator have been studied. Through the characteristic experiment of the ion source, the optimum condition for the extraction of He? beam with high current and small divergence is determined. In order to transform He? into He?, the Rb charge exchange cell is constructed and the charactristic experiment is carried out to determine the optimum operational condition of the cell. By the charcteristic experiment, the optimum operational condition for the high voltage stabilization system is determined. Fabrication process of the carbon stripping foil is improved to construct the thin foil with the thickness below 10㎍/㎠. The program OPTRANS is developed to estimate the optimum operational condition of each ion optical component and to simulate the ion beam transport phenomenon. The optimum operational condition is finally determined by beam transport experiment for the energy range of 0.5∼2.2 MeV and its result is compared with the estimated condition. As a preliminary application, the RBS(Rutherford backscattering Spectrometry) experiments are performed for the standard samples such as Au, Ag, and CuSx films deposited on mylars and tungsten silicide sample.

목차 Contents

• 제1장 서론...14
• 제2장 장치구성 및 관련이론...16
• 제1절 이온원...16
• 제2절 Rb전하교환기...26
• 1.이론적 배경...26
• 2.전하교환장치의 제작...30
• 3.전하별 전류측정장치...32
• 제3절 고전압안정화계통...33
• 1.원리...33
• 2.구성...35
• 제4절 Carbon Stripping Foil...36
• 제5절 이온빔 수송계통...36
• 1.일차행렬법...36
• 2.이온빔 Envelope...40
• 3.이온빔 수송계의 분석...42
• 제6절 RBS시험분석을 위한 이온빔 조사 및 계측...45
• 제3장 실험 및 결과...48
• 제1절 이온원의 동작 특성 조사...48
• 1.필라멘트 제작...48
• 2.중간전극 및 양극...48
• 3.Duoplasmatron의 동작과정...49
• 4.진공 및 빔전류측정...50
• 5.He기체반전 실험결과...50
• 6.이온원 He압력에 대한 빔인출특성...52
• 7.이온원 자속밀도와 빔전류사이의 관계...52
• 8.아크전류와 빔전류사이의 관계...52
• 9.인출전압과 빔전류사이의 관계...55
• 제2절 Rb전하교환기의 동작특성 조사...55
• 1.실험장치의 구성...55
• 2.입사입자 에너지에 따른 생성...58
• 3.온도변화에 따른 $He^-$생성...61
• 제3절 이온빔 수송의 최적조건 도출...62
• 1.이온빔 수송의 최적조건 도출...62
• 2.이온빔 수송모사...67
• 제4절 이온빔 수송실험...71
• 제5절 RBS시험분석...77
• 1.에너지 검정...77
• 2.후방산란 스펙트럼 분석...77
• 제4장 결론...84
• 참고문헌...85