Abstract
A nuclear microprobe system with adjustable precision object slits and a magnetic quadrupole doublet was designed by the beam optics simulation using a first order matrix formalism, and installed in a $30^{\circ}$ beam line connected with KIGAM 1.7 MV Tandem VDG Accelerator. Demagnification factors for x and y axis are calculated to be 25 and 4.9, respectively, and a minimum beam spot side is expected to be about 5 $\mu\textrm{m}$ for 3 MeV proton beams with a current of about 1 nA. A multi-purpose octagonal target chamber has been built to facilitate MeV ion-beam analytical techniques of PIXE, RBS, ERDA, and ion beam micro-machining. It contains X-ray and particle detectors, a zoom microscope, a Faraday cup, a 4-axis sample manipulator and a high vacuum pumping system. The system performance of the nuclear microprobe is now being tested, and automatic manipulator control and data acquisition system will be installed for routine applications of micro ion-beam analytical techniques.
정밀가변슬릿과 자기사중극렌즈로 구성된 핵 마이크로프로브 (nuclear microprobe) 시스템을 일차행렬법을 이용한 빔광학 전산모사를 통해 설계하였으며, 제작된 시스템을 KIGAM 1.7 MV 탄뎀 반데그라프 가속기의 $30^{\circ}$ 빔라인에 설치하였다. X 및 Y축에 대한 역배율은 각각 25와 4.9로 계산되며, 3 MeV 양성자빔의 경우 최소 빔크기는 약 5 미크론, 빔전류는 약 1 nA 정도로 추산된다. PIXE, RBS, ERDA등 MeV 이온빔분석법과 이온빔 미세가공을 위해 다목적 8각형 표적함을 제작하였으며, 표적함은 X-선 및 하전입자검출기, 줌현미경, 파라데이컵, 4축 시료이송계 및 고진공계로 구성되어 있다. 현재 핵 마이크로프로브 시스템 성능 조사가 이루어지고 있으며, 자동화된 시료 이송 및 자료 처리 시스템이 설치되면 일상적인 마이크로 이온빔 분석이 가능해 질 것으로 예상된다.
