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초전성 단결정 이용 소형 X선 발생장치

전문가 제언: ○ 현재 사용되고 있는 X선 발생장치는 기본적으로 진공 중에서 열전자를 발생시켜 고전압으로 가속하여 금속 표적에 충돌시키는 방법으로 X선을 발생시키는데, 표적에 충돌하는 전자에너지의 99% 이상이 열에너지로 전환되어 표적을 가열시키므로 표적의 수냉각이나 표적을 회전시키는 등의 냉각장치가 필요하다.

○ 초전성(pyroelectricity)을 갖고 있는 결정물질(LiNb03, BaTi03 등)은 온도를 변화시키면 정전기를 띠면서 정전하가 나타나는 면과 부전하가 나타나는 면이 존재한다. 따라서 초전성 결정에 외부에서 열을 가하면 표면에서 전하가 생성되어 전계를 형성하므로 전자를 가속시킬 수 있으므로 초전성 단결정을 이용한 X선 발생장치는 단순 가열방식으로 X선을 발생시킬 수 있어서 고전압원과 표적의 냉각장치가 필요하지 않다.

○ 초전성 단결정을 이용한 X선 발생장치는 소형화가 가능하여 응용분야로는 방사성동위원소의 대체와 간편한 이동형 원소분석기 등이 있으며, fiberscope(광섬유 일종)의 끝단에 장치를 부착하는 것도 가능하다. 초전성 단결정을 사용한 X선 발생장치는 방사성동위원소와는 다르게 필요한 경우에만 임의로 X선을 방출할 수 있는 장점이 있으며 또, 안전하고 용이한 취급이 가능하여 이용 분야의 확대가 기대되고 있다.

○ 초전성 결정을 이용한 X선 발생장치의 상품화에는 소형화와 X선의 연속방출 그리고 X선 강도의 안정화 등이 중요한 요소이므로 이에 관련된 연구개발이 활발하게 수행되고 있는데, 본고는 이에 관련된 기술개발 내용을 소개하고 있으므로 X선 발생장치를 많이 생산하여 수출하고 있는 우리나라에서 관련 제품을 개발하는 데 큰 도움을 줄 것으로 생각된다.

저자: Yoshikado Shinzo
자료유형: 니즈학술정보