초록 ▼

□ 최종목표
다방향 강내형 X-선 영상시스템용 초소형 X-선 튜브 개발
- 관전압: 50 kVp 이상, 관전류: 1 mA 이상
- 튜브 외경 : 10 mm 이하, 튜브 길이: 100 mm 이하
- X-선 발생방향 : 360도 또는 양방향 선택방식
- 동작수명 > 100 h

□ 개발내용 및 결과
탄소나노튜브 전계방출원을 이용하여 진공펌프 연결없이 고전압 인가만으로 X-선 튜브의 동작이 가능하며, 관전압이 50kV 이상이며 외경이 10mm 이하인 초소형 X-선 튜브를 자체적으로 개발, 수십

□ 최종목표
다방향 강내형 X-선 영상시스템용 초소형 X-선 튜브 개발
- 관전압: 50 kVp 이상, 관전류: 1 mA 이상
- 튜브 외경 : 10 mm 이하, 튜브 길이: 100 mm 이하
- X-선 발생방향 : 360도 또는 양방향 선택방식
- 동작수명 > 100 h

□ 개발내용 및 결과
탄소나노튜브 전계방출원을 이용하여 진공펌프 연결없이 고전압 인가만으로 X-선 튜브의 동작이 가능하며, 관전압이 50kV 이상이며 외경이 10mm 이하인 초소형 X-선 튜브를 자체적으로 개발, 수십 kV 이상의 고전압 환경에서 탄소나노튜브 에미터의 동작안정성을 획기적으로 향상 시킨 기술을 개발함으로써, 안정적으로 동작할 수 있는 X-선 튜브의 안정성이 확보되어 상용화에 근접

□ 기술개발 배경
탄소나노튜브 전계방출원을 이용한 X-선 튜브는 음극을 가열하지 않고 탄소나노튜브에 강한 전기장을 인가하여 전자빔을 발생시키기 때문에 기존 열전자 방식에 비해 동작 수명이 월등하게 증가가 가능하며 외부 냉각계를 최소화 할 수 있으며 또한 X-선 튜브의 동작 방법에 따라 냉각계를 사용하지 않아도 작동이 가능하여 소형화에 가장 유리하다. 또한 전계방출원이 열음극에 비해 훨씬 더 고휘도의 전자빔을 발생시키므로 고선량 소형 X-선 튜브에 적합하며, 열음극과 달리 음극을 가열하는 전원장치가 필요없어 고전압 전원 시스템도 간단해 지는 장점이 있다. 이러한 장점들로 인해 X-선 튜브의 소형화, 간단하고 편리한 동작방법 등에 의해 개발되는 제품의 가격 경쟁력이 월등하게 뛰어남.

□ 핵심개발 기술의 의의
초소형 X-선 튜브는 약 10여년 전부터 개발되기 시작하여 현재 몇 군데 업체에서 사용화하고 있다.그러나, 현재까지 개발된 X-선 튜브는 모두 열전자방출방식의 필라멘트를 전자빔원으로 사용하고 있다. 필라멘트는 발생하는 열전자에 X-선 구동하기 위해서는 반드시 냉각장치가 필요하고 수명이 짧은 (H < 2.5시간) 단점이 있다. 그러나 탄소나노튜브를 이용하면 이러한 단점을 극복할 수 있다. 탄소나노튜브는 전계방출방식에 의해 전자빔을 방출하므로 냉각장치가 필요하지 않아 소형화에 매우 유리하며 필라멘트가 가진 수명문제를 근본적으로 해결할 수 있다. 한편 탄소나노튜브를 이용한 초소형 X-선 튜브를 미국, 일본, 영국 등에서 개발하고 있으나, 진공펌프 없이 자체적으로 동작하는 직경 10mm 이하의 초소형 X-선 튜브를 개발한 적이 없어 본 연구팀에서 세계 최초로 개발을 하였다.

□ 적용 분야
1. 입안과 같이 강내에 삽입하여 인체내부의 영상을 획득하는 장치
2. 인체에 삽입하여 암을 치료하는 근접암치료장치
3. Portable 의료영상장치 또는 회전하지 않는 X-선 CT
4. 파이프 내부에 넣어 균열상태 등을 확인하는 비파괴 장비
5. 반도체 장비 제조 등에서 이용되는 X-선 집진기
6. 휴대용 XRF 물질분석장비 등과 같은 의료, 산업 및 연구분야에 광범위하게 적용 가능

(출처 : 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 8목차 ... 16제1장 서론 ... 17 제1절 과제의 개요 ... 17제2장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 24 제1절 최종 목표 및 평가방법 ... 24 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 25 제3절 수행 결과의 보안등급 ... 106 제4절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 107제3장 결과 및 사업화 계획 ... 108 제1절 연구개발 최종결과 ... 108 1. 연구개발 추진 일정 ... 108 2. 연구개발 추진 실적 ... 112 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 116 제2절 연구개발 추진 체계 ... 117 1. 기술개발 추진 방법․전략 ... 117 2. 기술개발 추진 체계 ... 119 3. 연차별 각 기관별 기술개발 추진 내역 ... 120 제3절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 124 제4절 고용 창출 효과 ... 124 제5절 자체보안관리진단표 ... 125끝페이지 ... 126