초록 ▼

방사성 동위원소의 생산 및 기초과학 실험에 필요한 최대 30MeV의 에너지를 갖는 양성자를 가속 인출하기 위한 사이클로트론 가속기와 빔 수송 시스템 개발.
$\blacksquare$이온 발생에서 사이클로트론까지
? Volume Multicusp 이온원 및 빔인출 렌즈를 이용하여 30keV의 수소음이온 발생.
? Double gap Buncher, Solenoid, Q-doublet, spiral inflector를 이용하여 30keV의 수소음이온을 사이클로트론 가속기의 중심부까지 이송하는 시스템

방사성 동위원소의 생산 및 기초과학 실험에 필요한 최대 30MeV의 에너지를 갖는 양성자를 가속 인출하기 위한 사이클로트론 가속기와 빔 수송 시스템 개발.
$\blacksquare$이온 발생에서 사이클로트론까지
? Volume Multicusp 이온원 및 빔인출 렌즈를 이용하여 30keV의 수소음이온 발생.
? Double gap Buncher, Solenoid, Q-doublet, spiral inflector를 이용하여 30keV의 수소음이온을 사이클로트론 가속기의 중심부까지 이송하는 시스템 개발.
$\blacksquare$사이클로트론 본체 및 입자 가속
? 30keV의 수소음이온을 Hill-Valley 구조를 갖는 전자석 및 고주파 시스템을 이용하여 최대 30MeV의 에너지까지 원형 가속.
? 등시성 자기장을 형성하는 전자석 시스템 개발
? 입자 가속을 위한 RF 공진 구조 및 고주파 발생 시스템 개발
$\blacksquare$빔 인출
? 15MeV-30MeV의 수소음이온을 사이클로트론 밖으로 인출하기 위한 탄소박막(carbon stripper foil) 시스템 및 표적에 따른 빔 스위칭 시스템 개발
$\blacksquare$빔 수송 및 표적 장치
? 네 개의 표적실로 빔을 안정하게 수송하기 위한 빔 수송 시스템 개발
? 전용 RI 생산을 위해 양성자 80 ${\mu}A$ 조사가능한 액체표적, 양성자 100 ${\mu}A$ 조사가능한 기체표적을 설계

Abstract ▼

The goal of the project is the development of 30 MeV cyclotron and its beam-lines for radio-isotopes production and basic science experiments.
The cyclotron consists of ion source, injection system, rf accelerating system, isochronous magnet, high vacuum, cooling and extraction system. And the be

The goal of the project is the development of 30 MeV cyclotron and its beam-lines for radio-isotopes production and basic science experiments.
The cyclotron consists of ion source, injection system, rf accelerating system, isochronous magnet, high vacuum, cooling and extraction system. And the beam-line consists of steering manget, triplet magnet, wabbling magnet, beam diagnosis system and vacuum system. All of them are our R&D targets.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...2
• 요약문...3
• SUMMARY...4
• CONTENTS...5
• 목차...7
• 표목차...9
• 그림목차...10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...14
• 제 1 절 선진국 연구개발 동향 및 기술수준...14
• 제 2 절 국내 연구개발 동향 및 선진국과의 기술격차...15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과: 동위원소 생산용 사이클로트론 가속기 핵심 기술개발...16
• 제 1 절 이온원...16
• 제 2 절 입사 시스템 ...18
• 1. Double gap buncher...18
• 2. SQQ(Solenoid-Q doublet) 빔 집속장치...20
• 3. Spiral inflector 및 사이클로트론 중심부...22
• 제 3 절 전자석시스템...25
• 1. 전자석 시스템 제작...25
• 2. 전자석 자기장 측정 및 보정 작업...27
• 3. 전자석 자기장 특성 분석...29
• 제 4 절 고주파시스템...31
• 1. 사이클로트론 고주파 시스템 제작...31
• 2. 30 ㎾급 고주파 증폭기 설계 제작...35
• 3. 고주파 매칭 및 제어시스템 개발 및 제작...38
• 제 5 절 인출시스템...41
• 제 6 절 빔 진단...42
• 제 7 절 제어프로그램...43
• 1. 빔 집속 및 진단을 위한 제어시스템 설계...45
• 2. PID Controller를 적용한 RF Autotune 테스트...47
• 3. 사이클로트론 제어 프로그램...48
• 제 8 절 시스템 열해석...50
• 1. 고주파 시스템...50
• 2. 전자석 열해석 시스템...51
• 제 9 절 냉각시스템...52
• 1. 냉각수 순환장치...52
• 2. 냉각수 분배기...53
• 3. 사이클로트론 빔 라인을 위한 냉각시스템...54
• 제 10 절 진공시스템 ...54
• 1. 진공함 제작...54
• 2. 진공함 조립 및 진공 시험...54
• 제 11 절 방사성 동위원소 생산용 빔 수송라인 공학적 3D 설계 제작...57
• 1. 빔 수송 시스템 설계 및 제작...57
• 2. 진공시스템...62
• 3. 빔 진단...62
• 4. 전용 RI 생산용 액체 및 기체 표적장치 개발...64
• 제 12 절 사이클로트론 및 빔 수송 시스템 구축...66
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...69
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...71
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...73
• 제 7 장 참고문헌...74