초록 ▼

1. 1차년도 (2007)
가. 중성자/하전입자 측정장치 제작
<TEX>$\circ$</TEX> 중성자/하전입자 에너지 측정을 위한 TOF/톰슨 파라볼라 분광기 제작
나. 레이저 성능 향상
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저빔 품질향상을 위해 주펄스 대비 전치펄스의 대조비를 <TEX>$10^{-5}$</TEX> 이하로 향상
다. 플라즈마 중수소 이온 에너지측정
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저 펄스폭,

1. 1차년도 (2007)
가. 중성자/하전입자 측정장치 제작
<TEX>$\circ$</TEX> 중성자/하전입자 에너지 측정을 위한 TOF/톰슨 파라볼라 분광기 제작
나. 레이저 성능 향상
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저빔 품질향상을 위해 주펄스 대비 전치펄스의 대조비를 <TEX>$10^{-5}$</TEX> 이하로 향상
다. 플라즈마 중수소 이온 에너지측정
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저 펄스폭, 중수소 타겟의 두께 등의 영향 분석
라. DD 핵반응 분석
<TEX>$\circ$</TEX> 고체 타겟과 클러스터 타겟에 대한 핵반응을 유도하여 고속 중성자 발생량 <TEX>$10^5\;n$</TEX>/shot 발생 측정
마. 쿨롱폭발 이론 시뮬레이션 개발
<TEX>$\circ$</TEX> 고밀도 플라즈마와 고강도 레이저의 상호작용에 대한 PIC 시뮬레이션 전산 프로그램 개발
2. 2차년도 (2008)
가. 레이저 빔 출력 및 집속도 증대
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저 시스템의 출력을 10 TW에서 30 TW로 증대함
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저 빔을 직경 <TEX>$10\;{\mu}m$</TEX> 이하로 집속하여 <TEX>$10^{19}\;W/cm^2$</TEX> 이상의 레이저 집속강도 달성
나. 클러스터 특성 분석
<TEX>$\circ$</TEX> 7 MPa 압력에서 메탄클러스터의 평균 크기 확인
다. 고체 타겟 특성 연구
<TEX>$\circ$</TEX> 고체타겟두께 <TEX>$70\;{\mu}m$</TEX>에서 145 keV의 높은 평균 중수소 이온 에너지를 획득
라. 중성자 발생량 측정
<TEX>$\circ$</TEX> 30 TW의 첨두출력과 <TEX>$45\;{\mu}m$</TEX>의 타겟두께에서 <TEX>$4.5{\times}10^6\;n$</TEX>/shot 으로 측정
마. 중성자발생 이론적 해석
<TEX>$\circ$</TEX> 이차원 PIC 및 Hydrodynamic 전산 코드로 최적화 조건 분석을 통해 가속된 중수소 이온의 평균에너지 계산
바. 재료방사화 기반연구
<TEX>$\circ$</TEX> 재료방사화 및 반도체 결함 측정에 관한 자료 분석
<TEX>$\circ$</TEX> 기체 클러스터로부터 소프트 X-선과 하드 X-선을 발생시켜 중성자와 함께 발생하는 X-선의 이용 가능성 조사
3. 3차년도 (2009)
가. 고속 중성자 발생량 <TEX>$10^7n/s$</TEX> 이상
<TEX>$\circ$</TEX> '08년도에 <TEX>$4.5{\times}10^6\;n$</TEX>/shot 달성하였고, 현재 레이저 펄스반 복률 2 Hz 달성
나. 중수소 이온 에너지 150 keV 이상
<TEX>$\circ$</TEX> 고체타겟 두께 <TEX>$80\;{\mu}m$</TEX>에서 283 keV의 평균 중수소 이온 에너지 획득
다. 이론 시뮬레이션 전산코드 구축
<TEX>$\circ$</TEX> 레이저-중수소 이온 발생 및 중성자 핵반응의 이론적 이해를 위한 전산코드 구축 중. 올해 내에 전산코드 등록
라. 연속발생 구동장치
<TEX>$\circ$</TEX> 연속적인 중성자 발생을 위한 타겟 구동 자동화 시스템 개발
<TEX>$\circ$</TEX> 장시간 작동에 대비하여 연속 와이어 타겟 공급장치 설계
마. 고속중성자 응용 기반연구
<TEX>$\circ$</TEX> 중성자 조사에 의한 재료변형 분석 및 생화학 응용 연구

Abstract ▼

1. First year (2007)
a. H/W's for neutron/charge particle measurement
<TEX>$\circ$</TEX> Manufacture of Tomson parabola spectrometer for neutron/charge particle energy measurement
b. Improvement of laser quality
<TEX>$\circ$</TEX> Contrast ratio between main

1. First year (2007)
a. H/W's for neutron/charge particle measurement
<TEX>$\circ$</TEX> Manufacture of Tomson parabola spectrometer for neutron/charge particle energy measurement
b. Improvement of laser quality
<TEX>$\circ$</TEX> Contrast ratio between main pulse and pre-pulse of laser beam is lowered by less than <TEX>$10^5$</TEX>
c. Energy measurement of plasma deutron ion
<TEX>$\circ$</TEX> Analysis of energy dependence on laser pulse width, deutron target thickness
d. DD nuclear reaction analysis
<TEX>$\circ$</TEX> Fast neutron generation of <TEX>$10^5\;n$</TEX>/shot by laser induced nuclear reaction for soild and cluster targets
e. Theoretical simulation for Coulomb explosion
<TEX>$\circ$</TEX> Development of PIC simulation code to understand the interaction between ultraintensive laser and high density plasma
2. Second year (2008)
a. Improvement of laser output energy and focusing
<TEX>$\circ$</TEX> Enhancement of laser output energy up to 30 TW
<TEX>$\circ$</TEX> Focusing the laser beam diameter by samller than <TEX>$10\;{\mu}m$</TEX> and achieving the peak intensity up to <TEX>$10^{19}\;W/cm^2$</TEX>
b. Characteristics of cluster target
<TEX>$\circ$</TEX> Measurement of the dimeter of methane clusters at 7 MPa pressure
c. Characteristics of solid target
<TEX>$\circ$</TEX> Obtaining the maximum deutron ion average energy of 145 keV at <TEX>$70\;{\mu}m$</TEX> thickness of solid target
d. Measurement of neutron generation
<TEX>$\circ$</TEX> Neutron generation of <TEX>$4.5{\times}10^6\;n$</TEX>/shot at 30 TW peak laser power with a <TEX>$45\;{\mu}m$</TEX> solid target
e. Theoretical interpretation of neutron generation
<TEX>$\circ$</TEX> Calculation of optimum average energy of deutron ion with two dimensional PIC and Hydrodynamic computer code
f. Preliminary study of material activation and X ray generation
<TEX>$\circ$</TEX> Literature analysis for material activation and defect analysis of semiconductors using fast neutrons
<TEX>$\circ$</TEX> Measurement of soft and hard X-rays generated from gas clusters with fast neutrons and feasibility study for utilizing the x-rays
3. Third year (2009)
a. Generation of fast neutron of <TEX>$10^7n/s$</TEX>
<TEX>$\circ$</TEX> Generation of fast neutron of <TEX>$4.5{\times}10^6\;n$</TEX>/shot at 2 Hz repetition rate (<TEX>${\sim}0.9\;{\times}\;10^7n/s$</TEX>)
b. Generation of deutron ions with larger than 150 keV energy
<TEX>$\circ$</TEX> Generation of deutron ions with 283 keV average energy from solid targets of <TEX>$80\;{\mu}m$</TEX> thickness
c. Establishment of theoretical simulation code
<TEX>$\circ$</TEX> Establishment of theoretical simulation code for deutron generation and neutron nuclear reaction.
d. Target driving device for continuous operation
<TEX>$\circ$</TEX> Development of target driving device for continuous neutron generation
<TEX>$\circ$</TEX> Designing of a wire target supply system for long-term operation
e. Fundamental study for fast neutron application
<TEX>$\circ$</TEX> Material deformation and biochemical application by fast neutron irradiation

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 15
• 그림 목차 ... 17
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 21
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 21
• 1. 기술적 측면 ... 21
• 2. 경제.산업적 측면 ... 21
• 3. 사회.문화적 측면 ... 22
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위 ... 22
• 1. 연구개발목표 ... 22
• 2. 연구개발범위 ... 23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 제 1 절 국내 기술개발현황 ... 24
• 제 2 절 국외 기술개발현황 ... 25
• 1. 개요 ... 25
• 2. 국가별 개발현황 ... 26
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 31
• 제 1 절 고속중성자 발새용 레이저 품질 향상 ... 31
• 1. 레이저 펄스 대조비 개선 ... 31
• 2. 레이저 빔 출력 및 집속도 개선 ... 34
• 제 2 절 고체타겟을 이용한 고속중성자 발생 ... 40
• 1. 챔버 시스템 제작 ... 40
• 2. 고속 중성자 계측 시스템 개발 ... 62
• 3. 중수소 이온에너지 특성연구 ... 78
• 4. 레이저-유도 고속중성자 발생 및 특성 분석 ... 97
• 제 3 절 이론 시뮬레이션 연구 ... 105
• 1. 레이저 유도 중성자 이론 연구 ... 105
• 2. 레이저-타겟 시뮬레이션 연구 ... 107
• 제 4 절 기체 클러스터 타겟을 이용한 고속중성자 발생 ... 113
• 1. 기체 타겟 ... 113
• 2. 고밀도 플라즈마 흡수 특성 ... 114
• 3. 기체 타겟의 중수소 이온 특성 ... 116
• 4. 기체 시료에서의 중성자 발생 및 분석 ... 118
• 5. 연속 표적공급 장치 ... 129
• 제 4 절 고속중성자 응용 기반연구 ... 131
• 1. 서론 ... 131
• 2. 고속 중성자에 의한 방사화 분석 ... 131
• 3. 고속 중성자 피폭에 의한 재료 손상 연구 ... 133
• 4. 생화학 응용 연구 ... 144
• 제 4 장 목표달성도 및 주요 연구성과 ... 146
• 제 1 절 연구개발 목표의 달성도 ... 146
• 1. 1차년도 연구목표 및 달성도 ... 146
• 2. 2차년도 연구목표 및 달성도 ... 146
• 3. 3차년도 연구목표 및 달성도 ... 147
• 제 2 절 주요 연구성과 ... 148
• 1. 레이저 빔 출력 및 집속도 향상 ... 148
• 2. 고속 중성자 검출기 개발 ... 148
• 3. 중수소 이온 에너지 측정 ... 149
• 4. 클러스터 타겟의 특성 분석 ... 149
• 5. 이론 시뮬레이션 연구 ... 150
• 6. 중성자 발생량 측정 ... 150
• 7. 연속 중성자 발생 기술 연구 ... 151
• 8. 장시간 와이어 타겟 공급기술 연구 ... 151
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 152
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 156
• 제 1 절 논문 수집 정보 ... 156
• 제 2 절 학회참가 수집 정보 ... 157
• 제 7 장 참고문헌 ... 159
• 끝페이지 ... 167