초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
핵천체물리학에서 중요하게 여기는 여러 핵반응들은 반응단면적이 매우 작기 때문에 검출기의 효율적인 개발 및 설치가 매우 중요하다. 특히 하전 입자의 구분을 잘 할 수 있어야 하며 위치와 에너지 분해 능력도 좋아야 한다. 이전의 입자검출기술에서는 하전입자와 광자의 구분이 주를 이루었고 여러 핵반응에서 생성되는 양성자와 알파를 동시에 구분하는 것은 주로 여러 개의 얇은 반도체 검출기를 이용한 dE-E 방법이 많이 쓰였다. 본 연구에서는 Silicon strip detector 나 또는 position

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
핵천체물리학에서 중요하게 여기는 여러 핵반응들은 반응단면적이 매우 작기 때문에 검출기의 효율적인 개발 및 설치가 매우 중요하다. 특히 하전 입자의 구분을 잘 할 수 있어야 하며 위치와 에너지 분해 능력도 좋아야 한다. 이전의 입자검출기술에서는 하전입자와 광자의 구분이 주를 이루었고 여러 핵반응에서 생성되는 양성자와 알파를 동시에 구분하는 것은 주로 여러 개의 얇은 반도체 검출기를 이용한 dE-E 방법이 많이 쓰였다. 본 연구에서는 Silicon strip detector 나 또는 position sensitive 실리콘 검출기를 사용하여 양성자, deuteron, triton, 알파입자를 구분하였다. 뿐만 아니라, 두꺼운 실리콘 검출기를 사용하여 입사입자의 종류에 따라 pulse의 rise time이 다르다는 것을 이용하여 양성자와 알파입자를 정확하게 구분을 할 수 있는 기술도 함께 연구하여 핵천체물리학 실험에 가장 적합한 검출기 시스템을 연구하였다.
핵천체물리 실험에서 감마의 측정도 필요하기 때문에 본 연구에서는 실리콘 검출기뿐만 아니라 CsI crystal 검출기도 함께 사용하였다. CsI 크리스털은 상온에서 다루어질 수 있고 입자와의 반응에서 만들어지는 섬광스펙트럼이 기존의 실리콘 포토다이오드나 일반적인 PMT와 연결되어 쉽게 읽혀질 수 있다는 장점 때문에 핵물리실험의 감마측정에서 많이 사용되어져 왔다. 비록 실리콘 검출기 보다는 하전입자를 측정할 때 에너지 분해능이 나쁘기 때문에 실리콘 검출기와 함께 사용하여 광자를 측정할 때 사용할 수 있다.

Abstract ▼

Ⅲ. The contents and scope of research and development
Development and implementation of detector systems are important for studying nuclear reactions, especially for nuclear astrophysics experiments, whose many interesting reactions have extremely low cross sections. They usually require detector

Ⅲ. The contents and scope of research and development
Development and implementation of detector systems are important for studying nuclear reactions, especially for nuclear astrophysics experiments, whose many interesting reactions have extremely low cross sections. They usually require detectors to identify different charged particles with good energy and position resolutions. People use pulse shape discrimination to identify charged particles from gamma rays. The dE-E method with silicon detectors as well as scintillation detectors can be used to identify different charged particles, for example between protons and alpha particles. In this study, we plan to use silicon strip detectors and silicon position sensitive detectors in series for identifying protons, deuterons, tritons, and alpha
particles.
In addition, for the case where low energy charged particles stop in the delta E detector, we can investigate that the rise time of the pulse depends on incident particle. We will also investigate CsI crystal detectors for measuring both gamma rays and charged particles, because gamma detections can give additional information in nuclear astrophysics experiments. Compared
to Germanium detectors, CsI crystal detectors are inexpensive and can be used in room temperature. CsI and NaI detectors are widely used for detecting gamma rays in particle and nuclear physics experiments. They can also be used to detect charged particles.
We investigated various silicon detectors and CsI detectors using alpha and gamma sources in the vacuum chamber. We will simulate pulse shapes using the GEANT4 Monte Carlo code and compare the results with the experiments. We will use a proton beam at KIRMAS MC-50 cyclotron facility to measure various charged particles and gamma rays produced from the nuclear reactions using silicon detectors and CsI detectors. We will then make the optimal detector systems for nuclear astrophysics experiments.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목 차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제 1절. 연구개발의 목적 ... 11
• 제 2절. 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 3절. 연구 범위 ... 12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제 1절. 국내외 연구 현황 ... 13
• 1. 국내외 연구 현황 ... 13
• 2. 연구결과가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ... 15
• 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 18
• 제 1절. 연구 개발 목표 ... 18
• 1. 연구 개발의 최종 목표 및 단계별 목표 ... 18
• 제 2절. 연구 수행 내용 및 결과 ... 19
• 1. 서론 ... 19
• 2. 실험 - 신호분석 ... 22
• 3. 결과 ... 28
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 38
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 39
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 40
• 제 7 장 참고문헌 ... 42
• 수정․보완요구사항 대비표 ... 44