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탁상용 싱크로트론에 의한 고품질 X선 발생과 그 이용

전문가 제언: ○ 실험에 사용한 탁상용 싱크로트론은 고주파전장을 사용하는 원형가속기이다. 가속기의 원리는 과거나 지금이나 마찬가지이다. 가속기의 성능은 입자의 회전주기와 가속전장의 주기 사이에 동기성이 있어야 한다. 수십만 회에 걸쳐서 가속을 반복하기 위해서는 정확한 동기관계에서 벗어난 입자를 다시 제자리로 돌리는 복원력이 있어야 한다. 이 실험에 사용한 가속기도 고전적인 환상 원형가속기를 이용한 것으로 보인다. 싱크로트론과 X-선 발생원리를 조립한 하나의 장치로 보인다. 이 가속기는 자장을 강하게 하면서 가속주파수를 변화시켜 궤도반경을 일정하게 유지하면서 가속하는 장치이다. 입자를 입사기에 주입하여 수십만 회 회전하여 최고 에너지를 얻은 다음 외부의 타깃에 맞추어서 실험에 이용한다.

○ 이 글에서 설명한 고휘도의 탁상용 싱크로트론은 높은 휘도의 X-선 발생장치이다. 싱크로트론의 전자궤도에 미세 타깃을 두고 X-선을 발생시키는 데 성공한 예이다. 여기서 사용한 싱크로트론은 에너지가 낮고 소형인데도 높은 휘도의 강한 X-선 빔을 발생한다고 한다. 이론적인 구체적인 설명은 없다. 광원 점의 크기는 타깃의 크기에 의하여 결정되는 매우 신기한 발명품이다. 단면 1μmΦ의 미소한 점광원이 이용되고 있다. 이 광원에서 고품질의 X-선이 발생한다고 한다. 시료와 검출기 사이의 간격을 띄우는 것만으로 선명하고 확대된 영상사진이 얻어진다. 1mm의 암세포를 포착할 수 있는 정밀도를 가지고 있는 X-선 발생장치라는 면에서 높이 평가할 만하다.

○ 이 글에서 설명한 X-선의 신광원은 고전적인 이론을 바탕으로 하는 기기들을 조립해서 새로운 광원을 개발한 것이다. 일본과학자의 아이디어는 놀라울 정도이다. X-선, 싱크로트론에 관한 연구는 우리나라에도 생소한 내용은 아니지만 응용연구는 별로 이루어지지 않고 있어서 한층 더 분발이 기대되는 분야이다.

저자: Hironari YAMADA
자료유형: 학술정보