초록 ▼

1. 연구개발목표 및 내용
○ 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
○ 화합물 반도체 방사선센서 및 계측기기술개발
○ 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술개발
○ 방사선기기 평가 기술 개발

2. 연구결과
○ 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
- 9/6 MeV 이중에너지 S-band 고주파 전자가속기 개발
- 이중에너지 X선을 이용한 3차원 유․무기물 식별 방사선영상기술개발
- 1/3 scale 보안검색기 시작품 제작 및 성능시험

○ 화합물

1. 연구개발목표 및 내용
○ 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
○ 화합물 반도체 방사선센서 및 계측기기술개발
○ 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술개발
○ 방사선기기 평가 기술 개발

2. 연구결과
○ 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발
- 9/6 MeV 이중에너지 S-band 고주파 전자가속기 개발
- 이중에너지 X선을 이용한 3차원 유․무기물 식별 방사선영상기술개발
- 1/3 scale 보안검색기 시작품 제작 및 성능시험

○ 화합물 반도체 방사선센서 및 계측기기술개발
- 감마선 3차원 위치추적형 감마선 영상장치 시제품 제작 및 감마선 특성평가 완료
- 소형 에너지 분리형 양전자 방출 감마선 영장장치 시제품 제작 및 양전자방출 감마선 특성평가 완료
- 3“급 C(Z)T 고순도 단결정 성장 및 특성평가 완료
- 16 X 16 픽셀급 C(Z)T 감마선 영상센서 모듈 설계/제작 및 특성평가 완료
- 256 픽셀급 감마선 영상처리를 위한 아날로그 신호 및 영상신호처리 모듈 설계/제작 완료

○ 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술개발
- 8인치 CMOS 공정을 이용한 대면적 영상센서 설계 및 제작 완료 (Rev 4)
- Readout Integrated Chip 설계 및 제작 완료 (Rev 2.5)
- 고화질 대용량을 고속 처리가 가능한 Data Acquisition Board 설계 및 제작 완료 (Rev 3)
- 영상 취득용 Software, 섬광체, 2x2 정밀센서 결합, 하우징 등 기술 확보/설계/제작 완료
- 두가지 방식의 광계수형 방사선 계측기 각각 설계 및 제작 완료

○ 방사선기기 평가 기술 개발
- IEC 60846-1, IEC 61526, IEC 61005 문서 규격 적합 성능평가 기술 개발
- 중저에너지 엑스선 HVL 및 관전압 평가기술 개발
- 선형전자가속기(LINAC) 고에너지 엑스선 및 전자선 흡수선량, 누설선량 평가기술 개발 및 평가 절차 제시
- 방사선 기기 인증 체계 구축 및 운영 방안 수립

3. 기대효과 및 활용방안
○ 이중에너지 X선을 이용한 보안검색기술은 전량 수입에 의존하고 있는 컨테이너검색기 국산화 및 차세대 보안검색기기술 개발에 활용 가능
○ S-band 고주파 전자가속기는 보안검색기, 비파괴검사장치, 방사선치료기, 방사선조사기 등에 활용 가능하며, 기술이전을 통해 비파괴검사 분야에 상용화를 추진중임
○ 본 연구를 통하여 첨단성이 높은 반도체 방사선 센서 기술 분야에서 세계 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
○ X선을 이용한 다양한 분야에 활용할 수 있으며 Mammography나 산업용 제품으로서 사용이 가능. 특히 NDT 용으로 설계 특화에 장점을 가짐
○ 대면적 센서 기술의 기술이전 및 실용화 과제 진행을 통해 제품출시를 통한 가치 창출을 진행함

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Results of Research
1. Development of dual-energy RF electron accelerator and material discrimination technology using dual-energy X-ray for security inspection system
A. Development of dual-energy RF linac for security inspection system
• Design and fabrication of RF linear accelerator

IV. Results of Research
1. Development of dual-energy RF electron accelerator and material discrimination technology using dual-energy X-ray for security inspection system
A. Development of dual-energy RF linac for security inspection system
• Design and fabrication of RF linear accelerator with side-coupled RF structure
• 9/6 MeV dual-energy acceleration of electron beam
• Development of key components of accelerator such as RF acceleration cavity, pulse high voltage power supply (modulator), electron gun, automatic frequency controller, etc..
• Achieved small sopt size (0.9 mm) of electron beam, which is smaller than those of commercial electron accelerators (~2 mm)
• Transferred the technology to venture company and commercialization is going on.

B. Development of radiation image processing technology for material-image discrimination using dual-energy X-ray
• Development of image processing technology for organic/inorganic material discrimination using dual-energy X-ray
• Development of stereographic image processing technology using dual-beam X-ray

C. Implementation of 1/3 scale container inspection system demonstrator and verification of its performances
• Fabrication of radiation imaging system using full-scale (9/6 MeV) electron accelerator and 1/3-scale detector array and 1/3 scale cargo transport system
• Verification of the performance of the system such as penetration depth (380 mm steel), contrast (1.3 %), spatial resolution (1 mm) etc..

2. Development of a Compound Semiconductor Radiation Sensor and Detection System
• Completion of development of a 3D gamma-ray image device by using position tracking in semiconductor bulk
• Completion of development of a portable gamma-ray divided positron emission image device for nuclear medicine application
• Completion of crystal growth of room-temperature CZT and CdTe semiconductor
• Completion of fabrication of 16 X 16 pixellated Cd(Zn)Te gamma-ray detector module to overcome conventional scintillator detector and Ge detector
• Completion of development of analog high-speed coincidence signal processor for 256 pixellated semiconductor detector

3. 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
• Optimization of active pixel transistors and specification with analysis of performance
• Design and fabrication of a dual mode signal readout method
• Development of sensor fabrication reliability
• Design, fabrication, and evaluation of large format image sensor (4 revisions)

B. Development of technique for signal processing circuit of large format image sensor
• Design, fabrication, and evaluation of readout integrated chip with Correlated double sampling circuit and ADC (14 bit)

C. Development of technique for data acquisition board of large format image sensor
• Design, fabrication, and evaluation of data acquisition board with dual readout operation mode and high speed signal processing
• Design of GUI software for making images (Based on Windows, Ethernet & Camlink)
• Special quality evaluation of CMOS image sensor with international standard (MTF, DQE, and PTC)

D. Design and fabrication of scintillator, 2×2 precision combination, housing, and radiation hardness for large format image sensor
• Design and fabrication of columnar CsI scintillator
• Design and fabrication of 2×2 precision combination sensor and housing
• Development of radiation hardness of large format sensor

E. Design and fabrication of a photo-counting and a Geiger-mode APD
• Design and make Test chip that is for CMOS Geiger-mode APD and signal process circuit
• Design and make Test chip that is for CMOS photon counting and signal process circuit

4. Development of the Test Procedures for the radiation devices and technology of characterization for radiation sensors
• Development of 12 test procedures equivalent to IEC 60846-1, IEC 61526, IEC 61005
• HVL & HV evaluation tecniques for low- and midium-energy X-ray beams • Absorbed dose measurement techniques for high-energy X-ray and electron beams from linear electron accelerator (LINAC) and development of procedures for evaluating characteristics of LINAC and X-ray generators
• Operational Plan on Radiation Devices Certification Center

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 11CONTENTS ... 19목차 ... 20제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 21제 2 장 국내․외 기술개발 현황 ... 24제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 28 1. 고주파 전자가속기 및 보안검색 응용기술 개발 ... 28 2. 화합물 반도체 방사선센서 및 계측기기술개발 ... 44 3. 실리콘 대면적 영상센서 및 방사선 계측기 기술개발 ... 60 4. 방사선기기 평가 기술 개발 ... 80제 4 장 연구개발 목표달성도 및 대외 기여도 ... 88 제 1 절 연구개발 목표 및 달성도 ... 88 가. 연구개발 목표 달성도 ... 88 나. 목표 달성도에 대한 자체평가 결과 ... 101 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 111제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 113 제 1 절 활용계획 ... 113 제 2 절 개발된 기술의 우수성 및 홍보전략 ... 114 제 3 절 실용화 ... 116끝페이지 ... 118