초록 ▼

중성자법에 의한 재료과학연구를 위해, 하나로 수평공에 서로 상보적인 중성자 빔 이용 시설을 개발하는 한편, 이를 이용한 측정 및 분석 기술 개발을 수행하였다. 중성자 소각산란 분광장치의 설치 및 성능시험을 완료하였으며, 2001년 7월부터 개방하여 중합체, 나노크기 불균일성의 측정 및 해석을 위한 실험에 활발히 이용되고 있다. 중성자 반사율 측정장치는 ST3 수평공 바닥보강, ST3 차폐체 제작/설치 및 특성 평가 등을 수행하였다. 편극중성자 분광장치는 단색기 드럼 보완과 단색화 결정 및 기계구동부를 제작/설치하고 스핀반전기, gu

중성자법에 의한 재료과학연구를 위해, 하나로 수평공에 서로 상보적인 중성자 빔 이용 시설을 개발하는 한편, 이를 이용한 측정 및 분석 기술 개발을 수행하였다. 중성자 소각산란 분광장치의 설치 및 성능시험을 완료하였으며, 2001년 7월부터 개방하여 중합체, 나노크기 불균일성의 측정 및 해석을 위한 실험에 활발히 이용되고 있다. 중성자 반사율 측정장치는 ST3 수평공 바닥보강, ST3 차폐체 제작/설치 및 특성 평가 등을 수행하였다. 편극중성자 분광장치는 단색기 드럼 보완과 단색화 결정 및 기계구동부를 제작/설치하고 스핀반전기, guide field magnet 등을 개발하였다. 고온, 자기장, 저온 및 자기장 겸용 등의 다양한 시료환경장치의 개발이 성공적으로 수행되어 다양한 시료 환경조건에서 중성자 분광장치를 이용한 재료물성연구가 가능하게 되었다. 중성자분광기술 고도화를 위하여 금속내 미량수소 함량 측정기술, 자성체 구조해석 및 수소위치 정밀 해석 연구 등이 수행되었다. 또한 마이셀 구조해석기술, IF 강에서의 석출물 및 집합조직 형성 거동 연구, 잔류응력 측정 및 해석 연구 등이 수행되었다. 중성자단색기, 1, 2차원 위치민감형 검출기(PSD) 및 대전류 구동형 스텝모터 제어기 등과 같은 중성자 분광장치의 핵심 부품을 개발하였다. CCD 및 SIT 카메라를 이용한 실시간 중성자 래디오그라피 및 토모그라피 기초기술 개발이 수행되어, ASTM BPI, SI 등의 초기 동화상 및 자동차 기화기, 항공기 부품인 터빈 블레이드의 3차원 토모그라피 영상을 측정하였다. 또한 미시 래디오그라피 기술을 이용한 철강 및 실리콘 웨이퍼 내의 붕소농도 측정기술을 개발하였다.

Abstract ▼

For the materials science by neutron technique,the development of the various complementary neutron beam facilities at horizontal beam port of HANARO and the techniques for measurement and analysis have been performed. Small angle neutron spectrometer, after the installation and the performance test

For the materials science by neutron technique,the development of the various complementary neutron beam facilities at horizontal beam port of HANARO and the techniques for measurement and analysis have been performed. Small angle neutron spectrometer, after the installation and the performance test, has been opened and used actively for polymer study, nano-size irregularities study, etc., since July 2001. In the development of neutron reflectometer, reinforcement work of ST3 horizontal beam port floor, fabrication and installation for ST3 shield have been carried out. Also, it`s characteristics such as thermal neutron flux, dosimetry of shield surface were evaluated. For the installation of polarized neutron spectrometer, monochromator drum was supplemented, and mechanical driving system was fabricated and installed. And, spin flipper and magnet guide field were developed. The various sample environmental facilities for low temperature, high temperature and magnetic field were developed successfully. Therefore, materials study using neutron spectrometer under versatile sample environmental condition could be performed. In order to enhance neutron spectroscopy technique, evaluation of hydrogen content in metal, magnetic structure analysis, accurate measurement and analysis of hydrogen position have been done. The micelle structure analysis, formation study of texture and precipitate in IF steel, residual stress analysis were also done. The main part of neutron spectrometer such as neutron monochromator, 1-D, 2-D position sensitive detector and step motor controller for high current were developed. The development of real time neutron radiography and tomography technique using CCD and SIT camera were carried out. Therefore, initial moving image of ASTM, BPI, SI and 3-D tomography image of automobile evaporator, turbine blade were measured. Also, the measurement technique of boron distribution in iron, Si wafer using micro radiography was developed.

목차 Contents

• 제1장 서론
  
  제2장 국내외 기술개발 현황
  
  제3장 연구개발 수행 내용 및 결과
  
  제1절 중성자 소각산란 장치 성능시험과 이용
  1. 주요 부품 설치 및 성능시험
  가. 2차원 위치민감형 검출기 설치 및 성능시험
  나. 중성자속도 선별기 설치 및 성능시험
  다. 검출기 챔버 회전용 레일 및 구동시스템 제작
  라. 검출기 좌우이송장치 제작
  마. 모터 구동 제어장치 설치 및 성능시험
  바. 직사빔 신속 개폐기/감쇄기 설치와 성능시험
  2. 중성자 소각산란장치의 파장 검정
  가. 영첨채널 보정을 통한 TOF(Time of Flight)법에 의한 파장교정
  나. 검출위치 변화에 따른 TOF법에 의한 파장교정 및 파장분포
  다. 표준시료를 이용한 파장교정
  3. 중성자 소각산란장치의 제어시스템
  가. 중성자 소각산란장치의 제어기
  나. 중성자 소각산란장치 제어 프로그램
  4. 중성자 소각산란장치의 빔특성 평가
  가. 1차 빔 특성 평가
  나. 2차 빔 특성 평가
  5. 중성자 소각산란 측정 및 해석기법 개발
  가. 중성자 소각산란 측정법
  나. 중성자 소란 데이터 처리기법 개발
  6. 중성자 소각산란장치 성능 검증
  가. 표준시료를 이용한 장치 성능 검증
  나. 중성자 소각산란 장치 교정 연구
  
  제2절 잔류응력 측정장치 개발
  1. 잔류응력 개요
  2. 주요부품 개발과 시험
  가. 200mm(l)×100mm(h) 검출기와 차폐체의 제작
  나. 100mm(l)×200mm(h) 검출기와 차폐체의 제작
  다. VAMAS 시편을 이용한 RSI 측정성능 검증
  3. 잔류응력 측정 및 분석
  가. Tig-arc welded SUS304 plate
  나. T-butt welded structure
  다. Welded SUS316L Tubes(Ø114, Ø273)
  라. 기타 시편
  
  제3절 편극 중성자 분광장치 개발
  1. 전면 차폐체 설치 종료와 차폐능 평가
  가. 전면 차폐체 설치 종료와 차폐능 평가
  나. ST1 상판 차폐체 교체 및 차폐능 개선
  2. 단색기 결정과 구동부 제작, 설치 및 시험
  3. 시료대, 검출기부 기계장치, 중성자 계측계통 제작, 설치 및 시험
  4. 편극 중성자산란장치 개발을 위한 요소기술 개발(위탁)
  가. 중성자 편극기술 개발
  나. 중성자 편극 유지기술 개발
  다. 중성자 편극 제어기술 개발
  라. 시험장치 구성
  
  제4절 중성자 반사율 측정장치 개발
  1. ST3 차폐체 설계, 제작, 설치
  가. ST3 차폐체 거푸집 설계
  나. ST3 차폐체 거푸집 제작 및 검사
  다. ST3 차폐체 보조기구 제작
  라. ST3 차폐체 거푸집 충진 및 도색작업
  마. ST3 차폐체 설치
  2. ST3 차폐체 특성평가
  가. ST3 차폐체 표면선량 평가
  나. ST3 차폐체내부 열중성자속 평가
  3. ST3 수평공 바닥공사
  가. ST3 수평공 방사선 준위 측정
  나. ST3 수평공 바닥구조 보강 및 정밀공사
  4. 단색화 빔 중성자 광학계 제작과 시험
  가. PG(002) 단색화결정/필터 준비 및 특성 시험
  나. 단색기 구동유니트 사양결정
  다. 시료대 및 고니오메터 준비
  
  제5절 중성자 래디오그라피 중성자 래디오그라피의 연구 및 이용 현황
  다. 문제점과 전망
  2. 중성자 래디오그라피 기술개발과 이용
  가. Autoradiography 기술
  나. NR 간접법(Indirect method)을 이용한 사용 후 핵연료 검사
  다. Gd 전환막 제작 및 중성자 빔 특성 조사
  3. 실시간 및 중성자 토모그라피 기초기술 개발
  가. NR 및 IR 수평공에서 실시간 및 동적 NR 구현을 위한 시험과 평가
  나. 토모그라피 기초기술 개발
  4. KOLAS 공인 인정 시험 검사기관 지정 준비 및 기타
  5. 중성자 래디오그라피 전망
  가. 항공기 중성자 비파괴 검사 장치 개발
  나. 국내 이용자 확대 및 국제 협력 및 공동연구의 필요성
  
  제6절 분광장치 핵심부품 개발
  1. 위치민감형 검출기 개발
  가. 잔류응력 측정용 PSD의 개발
  나. 소각산란용 PSD의 개발
  다. 중성자 선속 감시 검출기 개발
  2. 중성자 단색기 개발
  가. 구부린 완전결정 단색기 개발
  나. 모자익 Cu 단색기 개발(위탁)
  3. PSD를 이용한 분말회절기술개발
  가. 다중 검출기 시스템을 대신하여 사용하는 PSD
  나. 다중 검출기 시스템(HRPD)와 PSD의 동시 측정
  다. PSD를 이용한 극저각도 영역에서의 회절측정
  4. 2-D PSD를 이용한 단결정 측정기술 개발
  가. 2-D PSD의 사양
  나. 2-D PSD의 설치 및 구동
  다. Parallax Effect Test
  라. 측정자료 합산범위에 따른 차이
  마. 측정시간에 따른 검출결과의 차이
  바. 해상도에 따른 검출결과의 차이
  사. 검출위치에 따른 회절피크의 변화
  아. 단결정 연구에 2-D PSD를 이용할 경우의 장단점
  5. 2-D PSD를 이용한 집합조직 측정기술개발(위탁 포함)
  가. 2-D PSD의 개요
  나. Channel 보정을 위한 측정
  다. 90% 냉간압연한 Al의 극점도 측정
  6. 대전류 구동형 스텝모터 제어기 개발
  가. 스텝 모터 제어기 전체 시스템 구성
  나. 하드웨어 구성
  다. 소프트 웨어 구성
  라. 연결자 명령 프로토콜(Interface Command protocol)
  
  제7절 분광장치용 시료환경장치 개발
  1. FCD 고온시료환경장치 개발
  가. 장치의 구성 및 특성
  나. PID 값 측정
  다. 진공과 온도유지 시험
  라. FCD에 고온로 설치
  마. 배경산란 측정
  바. 고온 실험 시의 시료 정렬
  사. LiTaO3 단결정을 이용한 장치성능시험
  2. SANS 용 시료환경장치 개발
  가. SANS용 고저온 시료환경장치 제작, 시험
  나. SANS 자기장 시료환경장치 제작, 시험
  3. HRPD 용 시료환경장치 개발
  가. HRPD용 고온 시료환경장치 성능 개선
  나. HRPD/SANS용 저온 및 자기장 겸용 시료환경장치 개념 설계, 전자석 수정
  
  제8절 중성자 분광기술 고도화
  1. 금속내 미량 수소함량과 수화물 상전이 측정 기술 개발
  가. 개요
  나. 실험 방법
  다. 실험 결과
  라. 측정 한계 (sensitivity)의 어림
  마. 화학분석법으로 수소 함량을 측정한 두 종류의 지르코늄 합금에 대한 NIS 측정
  2. 중성자 산란을 이용한 자성체 구조해석법 개발
  가. 군 이론을 이용한 자기 구조 분석에서 알아야 할 요소
  나. 못줄이는 표현(irreducible representation)과 기저 벡터(basis vector) 구하기
  다. Fullprof를 이용한 자기 분석
  3. 다중 1차원 PSD를 이용한 고분해능 HIPD 이론 개발과 검증
  가. HIPD 개요
  나. HIPD 검증 결과
  4. 중성자 분말회절법에 의한 구조 연구
  가. Fullerene 고온 구조 상전이 연구
  나. 중성자 회절을 이용한 V2(CxNy)의 결정구조 및 상전이 연구
  다. Ferrite 자성구조 분석
  라. U-8wt%Mo/Al 분산 핵연료 구조 분석
  5. LiTaO3 단결정의 고온 중성자 회절에 의한 상전이 연구
  가. LiTaO3의 결정학적 자료
  나. 상온과 고온에서 중성자 회절데이터 수집
  다. 결정구조의 정밀화 및 해석
  6. 온도에 따른 DKDP의 결정구조 변화
  가. 상온에서의 단결정 구조해석
  나. 온도에 따른 DKDP 결정구조의 변화
  7. 고분해능 중성자 회절상과 집합조직 측정에 의한 우선방위 보정법 연구
  가. 개요
  나. 지르코늄과 알루미늄 혼합시료의 정량상분석
  다. TRIP강의 잔류 오스테나이트 분률 평가
  8. IF강에서 석출물 및 집합조직 형성 거동 연구
  가. 개요
  나. 실험 방법
  다. 실험결과 및 결론
  9. 중성자 소각산란에 의한 마이셀 구조해석 기술 개발(위탁)
  가. 한성분 마이셀의 구조적 특성: 계면활성제
  나. 다분산 마이셀의 구조적 특성: 계면활성제
  다. 모형 마이셀에 대한 구조 해석
  
  제9절 중성자 빔 실험장치 운영 및 이용자 지원
  1. 산학연 외부이용자 실험 분광기술 지원(2000.1.1-2002.12.31)
  2. 하나로공동이용활성화 과제 지원 실적
  3. 기술이전실적
  4. 발표 논문 실적
  
  제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도
  
  제1절 연구 개발의 목표 달성도
  
  제2절 대외 기여도
  
  제5장 연구개발 결과의 활용계획
  
  제6장 참고문헌