초록 ▼

- 핵물리 및 입자물리분야에서 하전입자들의 구분은 주로 두 개 이상의 실리콘 검출기를 사용하여 비교적 높은 에너지에서의 검출만 가능했었던 반면, 본 연구는 수 MeV의 저에너지의 하전입자 검출을 단일 실리콘으로 가능하다는 것을 보여줌.
- 종전의 복잡한 모듈과 케이블링을 최소화하고 FADC의 사용으로 신호처리 속도를 높이고 오프라인에서의 자유로운 분석을 가능하게 하였음. 펄스 파형 데이터만으로 에너지와 rise time 정보를 얻어낼 수 있는 디지털 신호 처리 시스템을 구축함.
- 본 연구를 위해 구축한 시스템을 이용하여

- 핵물리 및 입자물리분야에서 하전입자들의 구분은 주로 두 개 이상의 실리콘 검출기를 사용하여 비교적 높은 에너지에서의 검출만 가능했었던 반면, 본 연구는 수 MeV의 저에너지의 하전입자 검출을 단일 실리콘으로 가능하다는 것을 보여줌.
- 종전의 복잡한 모듈과 케이블링을 최소화하고 FADC의 사용으로 신호처리 속도를 높이고 오프라인에서의 자유로운 분석을 가능하게 하였음. 펄스 파형 데이터만으로 에너지와 rise time 정보를 얻어낼 수 있는 디지털 신호 처리 시스템을 구축함.
- 본 연구를 위해 구축한 시스템을 이용하여 실험에서 수집한 알파소스의 파형, ${}^{27}Al(p,p)$ 반응에서의 elastic 양성자의 파형과 ${}^{19}F(p,{\alpha}{\gamma})$ 반응에서의 양성자와 알파입자의 파형 데이터로부터 에너지와 rise time의 관계를 분석함. 이로 인해 펄스파형으로 5MeV 정도의 양성자와 알파입자의 구분함.
- 가속기 실험 전 몬테카를로 시뮬레이션과 펄스시뮬레이션을 결합하여 여러 하전 입자와 Si 의 반응을 미리 연구하여 많은 도움이 됨.
- 컴퓨터 모의실험연구를 통하여 적합한 실리콘 검출기의 두께를 선택 할 수 있었고 그에 따른 electronics 시스템을 구축함.
- 이 연구는 중요한 핵반응 실험에서 필수적인 검출 기술로써 다양하고 많은 데이터의 수집이 필요하므로 본 연구에 이어 후속 실험과 분석이 더 필요함.

Abstract ▼

This research consists of a simulation stage and an experiment stage. We first simulated Bragg Peaks of Proton, deuteron, triton and alpha particles with 5.4 MeV using GEANT4 version 3.0. We also simulated Bragg Peaks of protons and alpha particles at various energies, 3, 5, 7, 9 and 11 MeV. Using

This research consists of a simulation stage and an experiment stage. We first simulated Bragg Peaks of Proton, deuteron, triton and alpha particles with 5.4 MeV using GEANT4 version 3.0. We also simulated Bragg Peaks of protons and alpha particles at various energies, 3, 5, 7, 9 and 11 MeV. Using these simulation results, we obtained pulse shape data of each particle at diverse energies. These simulation is helpful for figuring out how charged particles interact with a silicon detector.
We tested the silicon detector with ${}^{241}Am$ and ${}^{210}Po$ alpha sources. Then, we got the pulse shape data of 4 MeV elastic protons from the ${}^{27}Al(p,p)$ reaction and 1.98 MeV alpha particles from the ${}^{19}F(p,\alpha{\gamma})^{16}O$ reaction at the KIRAMS cyclotron facility.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1 절. 연구개발의 목적 ... 12
• 제 2 절. 연구개발의 필요성 ... 12
• 제 3 절. 연구 범위 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 1 절. 국내외 연구 현황 ... 14
• 1. 국내외 연구 현황 ... 14
• 2. 연구결과가 국내.외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
• 제 1 절. 연구 개발 목표 ... 16
• 1. 연구 개발의 최종 목표 및 단계별 목표 ... 16
• 제 2 절. 연구 수행 내용 및 결과 ... 16
• 1. GEANT4 Simulation - 가벼운 하전 입자들의 브래그 픽 ... 16
• 2. 알파 소스를 이용한 실리콘 검출기 테스트 ... 21
• 3. 3. 27Al(p,p)반응과 19F(p,αγ)16O 반응실험 ... 27
• 4. 디지털 신호처리 시스템 구축 ... 33
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 34
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 35
• 제 6 장 참고문헌 ... 36