초록 ▼

1. 연구목표
포항 방사광가속기 전자 빔에서 방출되는 최대 2.5 GeV 에너지의 가스 제동복사 광자빔을 이용한 국내 최초의 하드론 광생성 반응 실험을 수행하고, 방사광 저장링의 전자편극도 측정을 수행한다. 전자 빔 편극도와 하드론 광생성 반응 실험을 위한 시설로서 전자석 스펙트로미터와 국내 최대의 전자기 칼로리미터의 개발을 중심으로 수백 MeV에서 수 GeV까지의 감마선과 대전입자를 측정하는 장치들을 개발한다.
2. 연구내용
○ $CeF_{3}$, $PbWO_{4}$, CsI

1. 연구목표
포항 방사광가속기 전자 빔에서 방출되는 최대 2.5 GeV 에너지의 가스 제동복사 광자빔을 이용한 국내 최초의 하드론 광생성 반응 실험을 수행하고, 방사광 저장링의 전자편극도 측정을 수행한다. 전자 빔 편극도와 하드론 광생성 반응 실험을 위한 시설로서 전자석 스펙트로미터와 국내 최대의 전자기 칼로리미터의 개발을 중심으로 수백 MeV에서 수 GeV까지의 감마선과 대전입자를 측정하는 장치들을 개발한다.
2. 연구내용
○ $CeF_{3}$, $PbWO_{4}$, CsI 무기섬광결정 50여 개를 이용한 대형 전자기 칼로리미터 시스템을 개발하여 수 GeV 영역의 감마선 측정에 대한 특성 연구
○ 1T급 다이폴 전자석을 중심으로 가스 드리프트 챔버와 대형 섬광플라스틱 비행시간 검출기를 비롯한 여러 트리거 검출기를 갖춘 전자석 스펙트로미터를 개발하여 수 백 MeV 대전입자들의 운동량을 측정
○ 포항가속기 저장링 진단 빔 라인에서 최대 에너지 2.5 GeV의 제동복사 감마선의 에너지와 비대칭도를 실시간 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축.
○ 최대 2.5 GeV 제동복사 감마선을 이용하여 γp→πX 하드론 광생성 반응을 측정.
○ 3 GeV 저장링 계획과 맞추어 3 GeV 제동복사 및 컴프턴 후방산란 광자 빔라인 설계.
3. 기대효과
○ 가속기 개발이나 응용분야로 방사선 이용기술의 확대 추세에 맞추어 원자력 고유강점 기술의 하나인 방사선 검출기 기술을 바탕으로 첨단 가속기 빔 진단과 빔 이용시설 구축에 기여.
○ 수백 MeV급 이상의 국내 건설 중 또는 예정인 가속기를 이용한 검출 시스템의 디자인을 위한 중요한 선행연구 결과로 활용.
○ 차세대 PET의 섬광체로 유망한 $CeF_{3}$ 무기섬광결정의 특성 연구

Abstract ▼

- Development of the electromagnetic calorimeter with $CeF_{3}$, $PbWO_{4}$, CsI inorgnic crystal detectors.
- Test of the detector characteristics using cosmic-rays and radioactive source.
- Development of the magnetic spectrometer with a large array of ToF counters.

- Development of the electromagnetic calorimeter with $CeF_{3}$, $PbWO_{4}$, CsI inorgnic crystal detectors.
- Test of the detector characteristics using cosmic-rays and radioactive source.
- Development of the magnetic spectrometer with a large array of ToF counters.
- Measurement of gas bremsstrahlung photon energy and asymmetry from the 2.5 GeV electron storage ring at Pohang Light Source.
- Measurement of hadron photoproduction from γp→πX reactions at the energies up to 2.5 GeV.

목차 Contents

• 국가연구개발사업 최종보고서·요약서 ... 1
• 표지 ... 2
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 2 장. 방사광가속기의 제동복사 빔을 이용한 빔 진단 ... 16
• 1절. 대형 전자기칼로리미터 개발 및 성능평가 ... 16
• 2절. 방사광가속기의 제동복사 빔을 이용한 빔 진단 ... 22
• 1. 빔라인 ... 22
• 2. 실험방법 ... 23
• 3. 실험분석 및 결과 ... 24
• 가. Gain Calibration ... 24
• 나. Energy Calibration ... 25
• 다. 빔에너지 측정 결과 ... 26
• 제 3 장. 광생성 반응 연구 ... 29
• 1절. 광생성 반응 연구를 위한 스펙트로미터 디자인 ... 29
• 2절. 방사광가속기의 제동복사 빔을 이용한 광생성 반응 측정 ... 31
• 1. 실험 셋업 ... 31
• 2. 검출기 신호 ... 32
• 3. Detector Calibration ... 33
• 4. 양성자 이벤트 선택 ... 37
• 5. π0 reconstruction ... 38
• 3절. 다이폴 자석 디자인 및 개발 ... 42
• 1. 디자인 및 필드 측정 ... 42
• 2. 우주선 테스트 결과 ... 46
• 제 4 장 결론 및 토의 ... 51
• 제 5 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53
• 제 6 장 참고문헌 ... 55
• 연구성과(연구마루 입력성과) ... 57
• 자체평가의견서 ... 61
• 수정·보완요구사항 대비표 ... 65