다결정 다이아몬드를 이용한 고속중성자 감시

전문가 제언

○ 다이아몬드를 이용한 고속중성자 감시를 위한 노력은 1945년에 천연다이아몬드가 방사선을 검출할 수 있음이 발견된 이래 무단히 진행되었다. 특히 2003년에는 단결정 다이아몬드를 이용하여 5.48MeV 알파입자를 검출하고 다른 검출기보다 높은 방사선, 높은 온도와 냉혹한 환경에서도 이용할 수 있음이 확인되었다. 그러나 그간 다이아몬드의 성장기술 한계와 다결정 다이아몬드 제작 중에 생성된 결함으로 공간전하축적(space charge buildup)과 편극(polarization)효과가 일어났기에 사용에 제한이 있어왔고 이를 해결하려는 노력이 이루어져 왔다.

 

○ 최근 관심을 받고 있는 핵융합에너지 개발을 위한 ITER의 시험 블랭킷모듈(TBM)의 시설 내·외부에서의 고속중성자 측정이 요구되었다. 본 논문은 통상의 Si검출기로 측정 실패한 시험을 pCVD 다이아몬드 기질을 이용하여 제작한 다이아몬드 검출기의 누설전류, 응답성, 안정성, 알파입자에 대한 응답, 두께효과 등을 실험적으로 확인하고 그 적합성 여부를 기술한 내용을 소개하고 있다. 이를 토대로 앞으로 다이아몬드 검출기는 고에너지(14MeV 이상) 중성자 감시에 이용될 수 있으며 핵융합로 개발에 크게 기여하며 또한 이를 이용한 노물리시험, 방사선 선량측정 등까지 이용분야가 확장되리라 예상된다.

 

○ 우리나라의 다이아몬드를 이용한 검출 혹은 감시분야 연구는 원자력연구원의 연구로 [하나로]에서 이용하는 조사시험용 장치에서 재료가 받는 고속중성자 조사량을 측정하기 위한 시도가 1995년부터 시작되었고 최근에는 Metalization 물질에 따른 CVD 다이아몬드 방사선 검출기의 누설전류 측정을 한바 있다. 또한 한국과학기술원 연구팀이 고결정성 고품위 다이아몬드로 검출기 개발을 위한 제조연구를 수행하였고 검출기 개발을 위한 특성시험 연구가 진행되어 왔다. 그러나 방사선 계측을 위한 첨단장치는 아직도 선진국 수준에 많이 떨어지고 있어 체계적인 산·학·연 협동연구가 필요한 시점이다.

 

저자

Amit Kumar,Arvind Singh,Arvind Kumar,Anita Topkar

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

785()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

과학기술
표준분류

에너지

페이지

55~60

분석자

강*환

분석물

• 다결정 다이아몬드를 이용한 고속중성자 감시.pdf [513,234 byte]

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