초록 ▼

연구개요
핵물리 실험에서 빔 전류의 정확한 측정은 미분 산란 단면적을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 본 과제에서는 위치 민감형 이온화 상자를 개발하고 해외의 시설에서 중이온 빔을 이용하여 검출기 성능을 검증하여 실제 실험에 사용할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한, 31 MeV 양성자 빔과 ²⁴Mg 고체 표적을 이용하여 핵천체 물리학적으로 중요한 ²⁴Mg(p,d)²³Mg 중성자 전달반응을 측정하고, 이를 통해 방사성 핵종 ²³Mg의 에너지 레

연구개요
핵물리 실험에서 빔 전류의 정확한 측정은 미분 산란 단면적을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 본 과제에서는 위치 민감형 이온화 상자를 개발하고 해외의 시설에서 중이온 빔을 이용하여 검출기 성능을 검증하여 실제 실험에 사용할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한, 31 MeV 양성자 빔과 ²⁴Mg 고체 표적을 이용하여 핵천체 물리학적으로 중요한 ²⁴Mg(p,d)²³Mg 중성자 전달반응을 측정하고, 이를 통해 방사성 핵종 ²³Mg의 에너지 레벨을 관측하였다. 총 32개의 각도에서 35개의 관측하여 각분포를 획득하고, DWBA 계산 결과와의 비교를 통해 스핀 및 패러티를 확정하였다.
새로 얻은 방사성 핵종의 에너지 레벨 특성을 이용하여 신성폭발 온도에서의 ²²Na(p,γ)²³Mg 핵반응률을 계산하였다.

연구 목표대비 연구결과
○ 위치 민감형 이온화 상자 제작
- x축 및 y축으로 각각 16개 채널을 갖는 위치 민감형 전극 제작
- ²⁴¹Am 알파 선원을 이용하여 오프라인 테스트 진행
○ 중이온 빔을 이용한 위치 민감형 이온화 상자 성능 검증 테스트
- 일본 큐슈 대학교의 8 MV tandem 가속기 시설에서 성능 검증 테스트 진행
- 36 MeV의 ¹²C 및 ¹⁶O 중이온 빔 이용
- 8×10⁵ pps의 높은 빔 전류에서도 pileup 현상에 의한 왜곡 없이 사용 가능
○ ²⁴Mg(p,d)²³Mg 전달반응 측정
- 31 MeV 양성자 빔과 ²⁴Mg 고체 표적을 이용하여 핵자 전달반응 측정
- 약 10 MeV 영역까지의 ²³Mg 에너지 레벨 35개 관측
- 32개 각도에서 각분포를 도출하여 DWBA 계산과의 비교를 통해 스핀 결정
○ ²²Na(p,γ)²³Mg 핵반응률 계산
- 신성 폭발 온도에서 중요한 역할을 하는 ²³Mg의 에너지 레벨 13개를 이용하여 천체물리학적으로 중요한 ²²Na(p,γ)²³Mg 반응의 핵반응률을 계산
- 새로운 핵반응률을 이용하여 천체에서의 핵합성 시뮬레이션

연구개발결과의 중요성
본 과제에서 미분 산란 단면적 측정을 통해 획득한 ²²Na(p,γ)²³Mg 핵반응률은 유럽 우주 항공국의 INTEGRA과 같이 수 조 원 규모로 운영되고 있는 인공위성 기반의 관측소의 우주 감마선 관측 프로젝트에 매우 커다란 영향을 미칠 것이라고 판단한다. 현재 사용하고 있는 검출 장비를 업그레이드하여 1.275 MeV 감마선 관측에 성공할 경우, 본 과제에서 도출한 핵반응률을 이용하면 보다 현실적인 신성 폭발 모델을 수립할 수 있는 길이 열릴 것이다. 또한, 본 과제의 수행을 통해 개발한 두 개의 Java 기반 프로그램 VISKIN과 INK는 향후 우리나라의 중이온 가속기 시설 라온에서의 핵자 전달 반응 측정 실험을 디자인하는 과정에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단한다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 13