초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 물질과 전자빔과의 상호 작용 연구를 위하여 GEANT4 code 사용하여 연구
전자빔에 의한 도제 분포 계산 및 특성 확인
2. 레이저 플라즈마 전자빔 가속기 안정성 향상 및 에너지 향상을 위하여 2차원 PIC code 인 XOOPIC를 이용하여 전산 연구
레이저 플라즈마의 안정성에 영향을 주는 플라즈마 밀도의 구조 및 에너지 향상 연구
3. 안정적인 플라즈마 형성을 위한 기체 매질 생성을 위하여 기체 노즐 연구 및 밀도 측 정직 사각형 구조의 노즐 개발 및 내부 구

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 물질과 전자빔과의 상호 작용 연구를 위하여 GEANT4 code 사용하여 연구
전자빔에 의한 도제 분포 계산 및 특성 확인
2. 레이저 플라즈마 전자빔 가속기 안정성 향상 및 에너지 향상을 위하여 2차원 PIC code 인 XOOPIC를 이용하여 전산 연구
레이저 플라즈마의 안정성에 영향을 주는 플라즈마 밀도의 구조 및 에너지 향상 연구
3. 안정적인 플라즈마 형성을 위한 기체 매질 생성을 위하여 기체 노즐 연구 및 밀도 측 정직 사각형 구조의 노즐 개발 및 내부 구조 최적화를 통하여 기체 충격파가 최소화 된 노즐 제작 및 간섭계를 이용한 기체 밀도 특성 측정
4. 밀도 증가에 따른 에너지 향상 구현을 위하여 플라즈마 밀도 증가 구조 형성 장치 개발 및 플라즈마 밀도 증감 구조 구현 개발된 직 사각형 노즐을 이용하여 밀도 증감 구조를 형성할 수 있는 기술을 개발하고 실제 생성된 플라즈마 밀도 측정
5. 밀도 증가 구조에 의한 전자빔 에너지 향상 구현
밀도 증가 구조를 이용하는 경우 전자빔 에너지가 60 MeV에서 90 MeV로 증가함을 실험을 통해서 입증
6. 극초단 고 에너지 전자빔의 응용으로 극초단 고 에너지 전자빔에 의한 도제 분포 측정 및 감마선 발생과 발생한 감마선의 에너지 측정

Abstract ▼

In this research, an application of the laser wakefield acceleration(LWFA) and LWFA itself was studied. For application research, the interaction between ultra short electron beam and the material was studied using GEANT4 code. By this, the dose by te electron was calculated with different electron

In this research, an application of the laser wakefield acceleration(LWFA) and LWFA itself was studied. For application research, the interaction between ultra short electron beam and the material was studied using GEANT4 code. By this, the dose by te electron was calculated with different electron energy. The calculated distribution was accumulated as a data base for the further study. During the simulation study, the new method for the dose concentration using multi electron beam was discovered. By using high energy electron in different direction, the dose distribution is concentrated at the position of the electron beam overlap. This is the effective peak for the electron therapy which is better than for the case of the x-ray therapy.
To enhance the stability of the LWFA, a stable gas nozzle was designed. The characteristics of the gas nozzle was fully measured. Using this simple gas nozzle, a uniform gas density was generated. The electron acceleration probability was enhance by this gas nozzle.
To enhance the electron beam energy, an upward density ramp structure was studied. By simulation and experimental study, the electron energy enhancement was demonstrated. The energy was enhanced by 50 % when using the upward gas denisty ramp.
Using this high energy electron beam, the electron dose distribution and the energy distribution of the gamma ray were measured. Using typical electron beam dose measurement method, the dose due to the ultra-short electron bunch was measured, which means that the conventional dose measurement method could be applied for the case of the ultra-short electron bunches. The measured gamma ray energy distribution shows that using LWFA, we can make a compact high energy gamma ray source.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목 차 ... 8
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 9
• 제1절 연구개발의 목적 ... 9
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 10
• 제3절 연구개발의 범위 ... 11
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제1절 국내외 기술 및 연구 동향 ... 12
• 제2절 특허 현황 ... 15
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 18
• 제1절 연구 수행 내용 ... 18
• 제2절 정성 및 정량적 연구 결과 ... 35
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 47
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 49
• 제6장 참고문헌 ... 50