실리콘기반 열중성자 검출기 제조 및 특성

전문가 제언

○ 최근 우주탐사, 민간용 원자력산업분야, 핵 안보분야의 요구에 따라 범용의 BF3 혹은 3He 검출기의 대체검출기로 실리콘을 기반으로 하는 열중성자 검출기를 개발하고 있다. 또한 차세대 중성자 검출기로 활용하는데 그간 저온에서 안정된 증착기술력이 미약하고 재현성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서 신뢰성이 있는 특성자료가 부족하여 궁극적인 성능을 결정하는데 어려움이 있어왔다. 이를 해결하기 위한 기술로 플라즈마강화 기상증착법(PECVD)과 열선 화학기상증착법(HWCVD)이 대안으로 떠오르고 있다.

 

○ 여기서는 잘 정립된 실리콘 검출기 기술을 열중성자 검출기 제작에 활용하여 보다 저비용이며 산업적으로 생산하는 내용을 담고 있다. 열중성자를 측정하기 위하여 중성자 컨버터로서 얇은 B4C층을 실리콘 PID 검출기위에 직접 증착하는 HWCVD 공정을 이용하여 제작하였다. 특히 실리콘 PIN 검출기의 기본특성과 B4C 증착 전 후의 특성, B4C 필름의 특성, 기본검출기와 B4C 증착한 검출기의 응답특성 등을 실험적으로 평가하고 적용공정의 적합성 여부를 분석한 내용을 소개하고 있다. 이를 토대로 이 기술은 앞으로 중성자 빔 감시와 같은 분야에 이용될 예정이며 HWCVD 기술은 위치민감형 열중성자 검출기에 적합하게 된다.

 

○ 우리나라의 열중성자 감시를 위한 검출기분야 연구는 주로 한국원자력연구원에서 방사선 측정시스템의 설계, 제작기술과 정밀조정 등으로 연구가 진행되어 왔다. 특히 자체적으로 대구경 단결정 성장기술도 개발함에 따라 향후 차세대 반도체 센서 시장에 주도적으로 참여할 수 있을 것으로 본다. 또한 한국과학기술원 연구팀에 의해 hot wire CVD법을 이용한 대결정립 다결정 Si 박막성장에 관한 연구가 진행되었고 경북대학교의 고속 PIN 다이오드 방사선 검출기 제작연구가 진행되었다. 그러나 우리나라는 선진국에 비해 개발기술이 다소 낙후되어 있는 실정이기 때문에 체계적이고 상호의 강점을 살리는 산·학·연 협동연구가 진행되기를 바란다.

 

저자

PradipChaudhari, ArvindSingh, AnitaTopkar, RajivDusane

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

779()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

과학기술
표준분류

에너지

페이지

33~38

분석자

강*환

분석물

• 실리콘기반 열중성자 검출기 제조 및 특성.pdf [529,627 byte]

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