5㎹ 탠덤 이온가속기를 이용한 가속 방사선 손상 시험 설비

전문가 제언

○ 맨체스터 대학의 Dalton Cumbrian Facility(DCF)에서 설치된 5㎹ 탠덤 이온 가속기를 이용하여 가속 방사선 손상 실험을 수행하기 위한 새로운 실험설비가 개발되었다. DCF는 영국 국립 원자력 사용자 설비 네트워크[UK National Nuclear Users Facility network(www.nnuf.ac.uk)]를 거쳐 잠재적인 사용자에게 출입이 허용된다.

 

○ 이 설비는 가벼운 이온(H, He)이나 또는 무거운 이온 비정의 강력한 빔을 사용하여 온도, 총 선량 및 선량률을 조절하여, 구조 재료의 체계적 방사선 손상 연구를 하고 있다. 이 방사선 조사 설비의 능력은 안정화된 스테인리스강, 3MeV 양자 빔으로 3dpa까지 영국 개량형가스원자로(AGR) 피복재에서 사용된 스테인리스강 20Cr-25Ni-Nb, 즉 20/25 스테인리스강을 방사선조사하여 시험하였다.

 

○ 본 시설에서 가용한 대표적인 에너지의 양성자 빔으로 20/25 스테인리스강을 쏘아 유발된 손상파일을 얻을 수 있었다. 하나의 3MeV 양성자 빔은 20/25 스테인리스강에서 ∼40 을 관통할 것이며 10MeV 최대에너지는 ∼260 깊이 관통할 것이다. 양성자 빔의 관통은 방사선조사 시료의 기계적 시험을 가능케 하고 있다. 5㎹의 최대 단자 전압을 이용하면서 이온으로 20/25 스테인리스강을 충격할 때 최대 ∼3.7 관통할 수 있을 것이다.

 

○ 우리나라는 미국 Oak-Ridge국립연구소(ORNL)의 SNS, 일본 원자력연구개발국(JAEA)의 J-PARC에 이어 2013년에 자체 개발한 최대가속에너지 100MeV, 최대 전류 20㎃의 대용량 양성자 가속기의 운전을 개시하였다. 1MeV의 에너지로 양성자를 가속시키기 위해서는 1.5V 건전지 67만 개를 직렬로 연결해야 한다. 100MeV 에너지를 받는 양성자는 속도 약 13만㎞/s로 날아간다. 물리학, 재료과학, 원자력, 의료 등 다양분야에 활용될 수 있으며 각 분야 기초 원천 기술 개발이 가능하다.

저자

P.T. Wady, A. Draude, S.M. Shubeita, A.D. Smith, N. Mason, S.M. Pimblott, E. Jimenez-Melero

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

806()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

과학기술
표준분류

에너지

페이지

109~116

분석자

김*수

분석물

• 5㎹ 탠덤 이온가속기를 이용한 가속 방사선 손상 시험 설비.pdf [586,845 byte]

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