초록 ▼

본 연구에서는 우주방사선의 차폐계산방법을 연구하기 위하여 4가지 세부 연구분야를 학제간의 협동연구로 수행하였다. 제1세부과제에서는 위성에서의 우주방사선 차폐계산을 위해 고에너지의 입자에 대한 핵반응 단면적을 생산하엿다. C-12, N-14, O-16, A1-27, SI-28, Ca-40, Fe-56, Zr-90, Pb-208에 대해 400MeV 까지의 양성자의 비탄성 단면적 및 타성산란단면적을 그리고 A1-27과 Pb-208에 대한 방출 중성자에 대한 에너지-각 분포를 최신의 핵반응모델과 실험치를 이용하여 평가를 수행하여 그 결과를

본 연구에서는 우주방사선의 차폐계산방법을 연구하기 위하여 4가지 세부 연구분야를 학제간의 협동연구로 수행하였다. 제1세부과제에서는 위성에서의 우주방사선 차폐계산을 위해 고에너지의 입자에 대한 핵반응 단면적을 생산하엿다. C-12, N-14, O-16, A1-27, SI-28, Ca-40, Fe-56, Zr-90, Pb-208에 대해 400MeV 까지의 양성자의 비탄성 단면적 및 타성산란단면적을 그리고 A1-27과 Pb-208에 대한 방출 중성자에 대한 에너지-각 분포를 최신의 핵반응모델과 실험치를 이용하여 평가를 수행하여 그 결과를 제 2 세부과제에서 CHARGE 코드를 사용할 수 있도록 핵자료를 보정하였다. 제 3세부과제에서는 우리별 1호내의 우주 방사선 측정 장치들로부터 관측된 데이터를 NASA 우주 방사선 모델, 위성체 차폐 효과, MOSFET에 대한 결합 모델 등을 사용하여 분석함으로써 반도체 소자에 대한 우리주 방사선의 영향과 차폐 효과에 대해 연구하였다. 실측자료는 제 2세부과제의 결과와 비교하였다. 제 4세부과제에서는 장기간 방사선조사에 의한 반도체 메모리소자의 전기적 특성변화를 연구하기 위해, 반도체메모리소자의 기본 구성을 이루는 실리콘과 산화막의 적층구조에 각각 전자빔, 양성자빔, 감마빔을 조사하여 반도체의 조사특성을 연구하였다. 이를 위해서 제 3세부과제에서 정한 우주방사선 환경을 실험조건으로 사용하였다. 총괄적으로 제2세부과제에서는 여러 가지 차폐계산을 위한 전산코드를 수집하고, 제 1세부과제에서 생산된 핵자료를 이용하여 CHARGE code 체계와 MCNP-X, Lahet code 전산체계를 보완하고 검증하여 우주방사선 환경모델링과 차폐계산을 위한 전산체계를 확립하였으며, 이를 통하여 여러 가지 차폐물질과 구조에 대한 특성파악을 수행하였다. 또한 제 3세부과제의 위성 실측자료를 이용하여 SEU예측을 위한 방법을 평가하였으며, 차폐계산을 위한 근사모델인 sectoring method를 개발하여 위성의 차폐계산에 적용하였다.

Abstract ▼

In this study, works were delivered as inter-disciplinary cooperation of 4 subtasks. For up to 400 MeV energy proton, non-elastic and elastic cross section of C-12, N-14, O-16, A1-27, SI-28, Ca-40, Fe-56, Zr-90 and Pb-208 were evaluated. Energy-angle spectra of secondary netrons produced from the pr

In this study, works were delivered as inter-disciplinary cooperation of 4 subtasks. For up to 400 MeV energy proton, non-elastic and elastic cross section of C-12, N-14, O-16, A1-27, SI-28, Ca-40, Fe-56, Zr-90 and Pb-208 were evaluated. Energy-angle spectra of secondary netrons produced from the proton-induced neutron production reaction for A1-27 and Pb-208 are also evaluated using the optical model and experimental data. These data were used for the update of corss section library of CHARGE code. In the subtask 4, the measured data from TID devices in KITSAT-1 are analyzed with radiation model, shielding effects in satellite and combined model for MOSFET. The radiation effects to devices through shield were evaluated. The experimental values were compared with the calculation results by the subtask 2. In subtask 4, the irradiation characteristics of semiconductor were examined by irradiation of electron beam, proton beam and gamma-ray in order to check the change of electrical characteristics of semiconductor under irradiation. Radiation environment condition, for irradiation experiment was determined by subtask 3. In a principal task, subtask2, the several shielding calculation codes were collected and evaluated for the modification. A benchmark calculations were performed with nuclear data from subtask 1. A new shielding calculation system was established. The shielding performance analysis was performed for the various shielding materials and structures. Compared with experimental data of KITSAT-1 from subtask 3, the prediction methodology of SEU was evaluated. Finally, an approximate shielding calculation method - Sectoring Method was developed and benchmarked with KITSAT-1 data and detail Monte Carlo calculation results from MCNP-X and LAHET results.

목차 Contents

• 표지...1
• 목차...2
• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 고에너지 핵단면적 연구...7
• 3. 반도체소자의 위성실험 자료 분석...18
• 4. 고에너지 방사선의 차폐방법론 연구...36
• 5. 장기간 방사선 조사에 의한 MOSFET의 열화특성 연구...71
• 6. 결론...83
• 7. 인용문헌...84