초록 ▼

1. 연구개발목표 및 내용
• 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
• CNT기반 고해상 X선 위상대조영상 기술 개발
• 2"급 Cd(Zn)Te 단결정 성장 및 8X8 픽셀급 센서 제작 기술 개발
• 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술 개발
• 방사선 기기 평가 기술
2. 연구결과
• 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
- 9/6 MeV 이중에너지 고주파 전자가속기 설계
- 고주파가속관/전자총/modulator/고주파발생장치 등 주요부품 제작
- 이중에

1. 연구개발목표 및 내용
• 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
• CNT기반 고해상 X선 위상대조영상 기술 개발
• 2"급 Cd(Zn)Te 단결정 성장 및 8X8 픽셀급 센서 제작 기술 개발
• 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술 개발
• 방사선 기기 평가 기술
2. 연구결과
• 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
- 9/6 MeV 이중에너지 고주파 전자가속기 설계
- 고주파가속관/전자총/modulator/고주파발생장치 등 주요부품 제작
- 이중에너지 및 이중빔을 이용한 물질-영상정보획득 알고리즘 및 SW 개발
• CNT기반 고해상 X선 위상대조영상 기술 개발
- X선 선원용 나모물질기반 전자총 개발/특성평가 및 X선관 디자인
- X선 위성차 영상 시스템 및 광학계 설계, 정밀이송장치 개념설계
- CNT 에미터 모듈 및 집속광학계 설계 제작 및 관전압 70kVp X-선 tube 설계 및 테스트 모듈 제작, 특성평가
- 위상차 영상시스템 및 테스트 베드 설계 및 제작, 위상차 영상광학계 설계 및 제작공정 개발, 위상차 영상획득 알고리즘 개발
• 2"급 Cd(Zn)Te 단결정 성장 및 8X8 픽셀급 센서 제작 기술 개발
- 방사선 센서용 II-VI족 화합물 반도체 단결정은 우주 망원경 등 국가 전략물자로 통제를 받고 있는 물질로 감마선 센서용 단결정 제조 기술 개발
- 기존 섬광체와 Ge 계측기의 한계를 넘어선 감마선 영상장치용 8X8 픽셀급 Cd(Zn)Te 영상센서 모듈 제작 기술 개발
• 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술 개발
- 대면적 센서용 Photo Diode 및 APS 구조 최적화
- 대면적 영상센서 1차 칩 제작 및 성능 평가
- 대면적 영상처리용 Data acquisiton Board 및 SMART GUI 프로그램 개발 및 제작
• 방사선 기기 평가 기술
- 방사선 응용기기 평가와 관련된 국제 규격 조사 및 분석 수행 : IEC/ISO 문서 169편 분석, 1순위 39개, 2순위 57개, 3순위 76개로 분류
- 방사선기기 평가 시스템 구축을 위한 로드맵 작성하였음.
3. 기대효과 및 활용방안
• 본 연구를 통하여 첨단성이 높은 반도체 방사선 센서 기술 분야에서 세계 최고 기술 수준을 확보함으로써 핵의료 영상, 보안 검색, 우주망원경 등 고부가가치 제품 창출 기반을 마련
• 첨단 방사선계측기 기술의 국내 자력개발 추진은 선진국에 종속적인 국내 방사선기기 시장의 수입대체를 촉진하고 고도성장을 지속하고 있는 국제 시장에 진출할 수 있는 기반을 확보할 수 있는 계기가 될 수 있음
• 방사선 계측기 세계시장규모는 2008년도 245 억불이며, 2014년 697 억불 수준으로 17% 이상 고속 성장할 전망으로 신시장인 보안 검색, 방사선 영상 시장 진출 및 선점의 기틀을 마련
(출처: 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Results of Research
1. Development of RF Electron Accelerator and Security Inspection Technology
A. Design of 9/6MeV dual-energy RF linac for security inspection system (CIS)
• Defination and specification of next-generation CIS and RF inac
• Conceptual design of 9/6 MeV dual-energy

IV. Results of Research
1. Development of RF Electron Accelerator and Security Inspection Technology
A. Design of 9/6MeV dual-energy RF linac for security inspection system (CIS)
• Defination and specification of next-generation CIS and RF inac
• Conceptual design of 9/6 MeV dual-energy RF linac
B. Development of sub-systems of dual-energy RF linac
• Design and fabrication of S-band standing-wave aceleration cavities
• Establishment of RF generator and RF transport system
• Development of all-solid-state switch modulator
• Development of compact sheet-beam klystron
• Development of DC electron gun
C. Development of radiation image processing technology for material-image discrimination
• Development of image processing technology for organic/inorganic material discrimination technology using dual-energy X-ray
• Development of stereographic image processing technology using dual-beam X-ray

2. Development of Nano-structured CNT Field Emitter X-ray Source & Phase Contrast X-ray Imaging Technology
A. Development of nano-structured emitter for CNT X-ray tube
- Development of fine metal-tip CNT emitter (Pin-Type CNT emitter) & complex nano-structured CNT emitter
- Completion of 3D electron beam analysis simulation
• E-beam trajectory, EM field analysis for optimal X-ray device design
• High-voltage insulation analysis and heat analysis for stable X-ray and long life
B. Development of nano-emitter based X-ray tube
-Completion of fabrication and evaluation of multi-pin CNT x-ray tube
- Total emission current (diode-type): ≥ 0.9 mA (@ ≤ 2 kV)
- Long-term stability: ≥ 45 h @ 0.3 mA (DC)
- X-ray beam diameter: ≤ 482.6㎛
- Maximum X-ray tube voltage 70kVp, tube current ≥ 110㎂)
- Completion of fabrication of 8 X 8 pixel Cd(Zn)Te image sensor module
C. X-ray phase contrast imaging technology and fabrication test bed
-Completion of design and fabrication test bed
-Completion of design and fabrication of phase grating
-Completion of development of phase stepping algorithm

3. Development of a Compound Semiconductor Radiation Sensor and Detection System
A. 2 "gamma-ray spectroscopy grade II-VI compound semiconductor single crystal growth technology
-Completion of 2" CZT, CdTe large-diameter high-purity single crystal growth for gamma-ray detection
-Completion of design and fabrication of 3 "level THM furnace for CdTe growth
-Completion of design and fabrication of 3 "level Bridgeman furnace for CdTe growth
B. 64 pixel compound semiconductor gamma-ray image sensor module design and manufacturing technology development
-Completion of fabrication of 8 X 8 pixel Cd(Zn)Te image sensor module
C. 64 pixel multiple-simultaneous development of gamma-ray high-speed signal processing module
-Completion of 64 pixel-level analog signal processing and image signal processing modules

4. Development of a large-area image sensor and a radiation detector technology
A. Development of technique for optimizing a pixel of a large format image sensor
-Design of a basic structure of photodiode : n+/p-sub, nwell/p-sub, double junction
-Optimization of efficiency for a visible ray with 550nm
B. Development of technique for signal processing circuit of large format image sensor
-Design of signal processing circuit with Correlated double sampling circuit and ADC(12 bit or more)
-Analysis of signal delay problems when large format data is transferred & Design and fabrication of high speed Column parallel ADC
-Design and fabrication of ROIC circuit for signal processing of 30 FPS or more
C. Design and fabrication of a basic structure of a large format CMOS image sensor
-Design and evaluation of prototype of large format CMOS image sensor : 1st
-Design and evaluation of prototype of large format CMOS image sensor : 2nd
D. Design and fabrication of a photo-counting Geiger-mode APD
-Design and make Test chip that is for CMOS Geiger-mode APD and signal process circuit

5. Development of Test Procedures for the Radiation devices
A. The investigation and the analysis of international standards for the test of radiation devices
-The review and the analysis for the international standards for the test of radiation devices were performed. And the road map for the establishment was prepared.
B. Development of performance test system and technique for light sensors in general use
-Development of testing procedure for the time resolution testing of a light sensor in conformity with international standard
C. Test procedures for compound semiconductors and scintillators
-Development of 3 test procedures for scintillators(emission spectrum measurement, scintillator nonlinearity, scintillator nonstability)
D. Establishment of 2 test procedures equivalent to IEC 62346 and IEC 62327
(출처: Summary 21p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 15
• CONTENTS ... 27
• 목차 ... 28
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 29
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 33
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 38
• 1. 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발 ... 38
• 2. CNT기반 고해상 X선 위상대조영상 기술 개발 ... 63
• 3. 화합물 반도체 방사선 센서 및 계측기 기술 개발 ... 87
• 4. 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술개발 ... 102
• 5. 방사선 기기 평가 기술 ... 114
• 제 4 장 연구개발 목표달성도 및 대외 기여도 ... 121
• 제 1 절 연구개발 목표 및 달성도 ... 121
• 1. 최종 목표 ... 121
• 2. 당해 단계목표 및 달성도 ... 122
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 134
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 137
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 139
• 제 7 장 참고문헌 ... 140
• 끝페이지 ... 140