초록 ▼

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
냉전자 이온화원을 사용한 극소형, 초경량 비행시간 질량분석기는 원하는 장소에서 직접 시료 분석이 가능하기 때문에 우주물질 탐사뿐만 아니라 대기환경 오염감시, 폭발물 탐지, 마약 탐지, 화학가스 탐지, 생체 고분자 물질 분석 등 현장에서 직접 측정 분석을 요구하는 다양한 분야에서 활용 가능하다.
기존의 레이저 이온화원을 사용한 소형 질량분석기에 비하여 소형화, 저전력화가 가능하여 우주선 탑재에 적합하며, 달탐사에 활용시 달표면의 물질 분자 구성을 알 수 있는 과학탑재체로 활용이 가능하다.

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
냉전자 이온화원을 사용한 극소형, 초경량 비행시간 질량분석기는 원하는 장소에서 직접 시료 분석이 가능하기 때문에 우주물질 탐사뿐만 아니라 대기환경 오염감시, 폭발물 탐지, 마약 탐지, 화학가스 탐지, 생체 고분자 물질 분석 등 현장에서 직접 측정 분석을 요구하는 다양한 분야에서 활용 가능하다.
기존의 레이저 이온화원을 사용한 소형 질량분석기에 비하여 소형화, 저전력화가 가능하여 우주선 탑재에 적합하며, 달탐사에 활용시 달표면의 물질 분자 구성을 알 수 있는 과학탑재체로 활용이 가능하다.
본 과제를 통하여 국내외 휴대용 질량분석기의 최신 제품 동향 및 시장동향을 파악하여 후속연구개발의 추진 및 추가적 연구개발 분야 도출에 활용하고자 한다.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1) Nano second 전자빔 펄스 발생장치 개발
- Nano 펄스 전자빔을 위한 냉전자 이온화원 개발
- UV LED를 drive 하기 위한 Nano Pulse Generator 개발
2) 비행시간 질량분석기 소형화 가능성 검증
3) 우주탐사용 질량분석기 개발동향 파악 및 실현 가능성 검증

Ⅳ. 연구개발결과
Nano 펄스 냉전자 빔 제작(연구목표) :
Fast Electron Multiplier (연구개발 내용)
Short Pulse Electron Accelerator(연구개발 내용)
펄스신호발생 (~수 nsec)(평가목표 및 착안점), 30%(달성도)
냉전자 TOF 이온화 확인(연구목표) :
냉전자 소스원을 사용한 시료이온화 가능성 확인(연구개발 내용)
우주탐사용 질량분석기 개발동향 파악(연구목표) :
전자전류측정(평가목표 및 착안점), 20%(달성도)
달탐사용 MS 동향 파악(연구개발 내용)
화성 및 혜성용 MS 동향 파악(연구개발 내용)
우주탐사용 질량분석기 현황파악(평가목표 및 착안점), 50% (달성도)
정량적 목표
· 미국특허출원 1건
· 국제질량분석학회 발표 1건
· SCI 논문제출 1건
· 기획보고서

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
○ 질량분석기 소형화 가능성 검증을 통한 우주탐사용으로의 제작 가능성 검증
- 전자 이온화를 구현하는 냉전자 이온화원 펄스를 사용하는 비행시간 질량분석기는 고체, 액체, 기체 시료에 대한 이온화가 가능한 시료 주입부와 이온화부를 포함하여 휴대가 가능한 형태로 구현할 수 있다.
○ 냉전자 이온화원을 사용한 Matrix Assisted Electron Desorption Ionization TOF를 휴대용 장비로 개발 가능하며, 다양한 시료 측정 범위와 낮은 전력 소모를 가지므로 원하는 장소에서 직접 시료 분석이 가능하기 때문에 대기환경 오염감시, 폭발물 탐지, 마약 탐지, 화학가스 탐지, 생체 고분자 물질 분석, 우주물질 탐사 등 넓은 범위에서 사용 및 응용 할 수 있다.
○ 우주관련 기술은 각 나라의 기술이전을 기피하는 항목으로 기초연의 기술력만으로 개발 시 독자적인 장비능력 향상 및 선진국과 동등한 수준의 물질분석 임무수행이 가능하다.

(출처 : 요약문 p.3)