• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권10호
• /
• pp.3344-3351
• /
• 2021

The Rare Isotope Science Project was launched in 2011 in Korea toward constructing the Rare isotope Accelerator complex for ON line experiments (RAON). RAON will house several experimental systems, including the Muon Spin Rotation/Relaxation/Resonance (μSR) facility in High Energy Experimental Building B. This facility will use 600-MeV protons with a maximum current of 660 pμA and beam power of 400 kW. The key μSR features will facilitate projects related to condensed-matter and nuclear physics. Typical experiments require a few million surface muons fully spin-polarized opposite to their momentum for application to small samples. Here, we describe the design of a muon transport beam line for delivering the requisite muon numbers and the electromagnetic-component specifications in the μSR facility. We determine the beam-line configuration via beam-optics calculations and the transmission efficiency via single-particle tracking simulations. The electromagnet properties, including fringe field effects, are applied for each component in the calculations. The designed surface-muon beamline is 17.3 m long, consisting of 2 solenoids, 2 dipoles affording 70° deflection, 9 quadrupoles, and a Wien filter to eliminate contaminant positrons. The average incident-muon flux and spin rotation angle are estimated as 5.2 × 10⁶ μ⁺/s and 45°, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권3호
• /
• pp.939-946
• /
• 2023

Comprehensive Research Facility for Fusion Technology (CRAFT) is an integration of different demonstrating or testing facilities, which aim to develop the critical technology or composition system towards the fusion reactor. Due to the importance and challenge of the negative ion based neutral beam injection (NNBI), a NNBI test facility is included in the framework of CRAFT. The initial object of CRAFT NNBI test facility is to obtain a H⁰ beam power of 2 MW at the energy of 200-400 keV for the pulse duration of 100 s. Inside the negative ion accelerator of NNBI system, the interactions of the negative ions with the background gas and electrodes can generate abundant stray electrons. The stray electrons can be further accelerated and dumped on the electrodes or eject from the accelerator. The stray electrons, including the ejecting electrons, cause the unwanted particle and heat flux onto the electrodes and the inner components of beamline (especially the temperature sensitive cryopump). The suppression of the stray electrons from the CRAFT accelerator is carried out via a series of design and simulation works. The paper focuses the influence of different magnetic field configurations on the stray electrons and the character of the ejecting electrons.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.145-154
• /
• 2001

조정독립성을 갖춘 새로운 형식의 조립식 거울조정기가 포항가속기연구소에서 건설중인 EPU6 빔라인용으로 개발되었다. 새로이 고안된 구형관절의 회전 중심에 거울면 중심을 위치시켜, roll 및 pitch의 회전변위가 병진변위를 인가하지 않고 서로 독립적이도록 설계하였다. 거울조정기의 roll 및 pitch 마이크로메터를 조정하면서 중력기준형 각도기를 이용하여 임시거울의 회전각을 5 $\mu$rad의 정밀도로 측정하였다. 분해능의 설계치는 3.937 $\mu$rad/$\mu\textrm{m}$인데, 측정된 분해능은 roll 회전에 대해서 3.94 $\mu$rad/$\mu\textrm{m}$이었고 pitch 회전에 대해서는 3.85 $\mu$rad/$\mu\textrm{m}$이었다. pitch 각도에 대한 roll 회전의 영향은 -3.18%, roll 각도에 대한 pitch 회전의 영향은 -5.21%로 측정되었다. 본 거울조정기의 설계는 조정 독립성과 표준화에 중점을 두고 이루어짐으로써, 다종의 거울에 대한 거울조정기의 개발기간 단축과 설계비용 절감뿐만아니라 거울조정기의 제작, 설치 및 조정의 용이성을 도모할 수 있다.

• 한국진공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.46-51
• /
• 2007

포항가속기연구소의 HFMX(High Flux Macromolecular X-ray crystallography) 빔라인은 다극 위글러의 방사광을 이용한다. 따라서 고 열량부하에 적합한 두 개의 수평 및 수직 슬릿이 빔라인의 프론트엔드 영역에 설치되었다. 빔 산란을 피하면서 고 열량부하를 처리하기 위하여, 빔을 차단하는 수평 슬릿의 두 글리드콥 블록은 수직면 상에서 기울어진, $10^{\circ}$의 스침각 경사면 구조를 이루고 있다. 글리드콥 블록들은 두 개의 구동막대에 의해서 궤도대를 따라 각각 병진함으로써 슬릿의 간격을 조정한다. 구동막대 내부에 가공된 유로를 통하여 흐르는 냉각수가 두 블록의 열량부하를 냉각시킨다. 수직 슬릿은 진공용기에 대한 설치 방향과 스침각 경사면 구조의 경사각만 다를 뿐 수평 슬릿과 동일한 구조를 가지고 있다. 블록들이 궤도대 상에서 정밀하게 조정되므로 두 블록 간의 정렬이 필요치 않은 장점이 있으며 설치된 슬릿들은 안정적인 작동 성능을 보이고 있다. 또한, 두 슬릿의 냉각 성능도 만족할 만한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 두 슬릿의 설계에 대한 상세한 설명이 제시되고 그 작동 성능을 검토한다.

• 한국진공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.348-353
• /
• 2012

스퍼터를 이용하여 실리콘 기판위에 제작된 안티몬-테레니움 다결정 박막을 방사광을 이용한 고해상도 엑스선 광전자 분광법 실험을 수행하여 화학적 상태를 분석하였다. 엑스선 회절 실험을 통해 제작된 안티몬-테레니움 박막은 롬보헤드럴 구조를 가지는 다결정임을 확인하였다. 엑스선 광전자분광법을 수행하기 위하여 표면의 산화막 제거를 위해 저에너지 네온 이온 스퍼터링을 빔에너지 1 kV로 1 시간동안 수행하였고, 이를 통해 표면 산화막이 완벽히 제거됨을 확인하였다. 또한, 스퍼처링에 의하여 표면 비정질화된 상태를 결정화 상태로 만들기 위해 상변화온도인 $100^{\circ}C$에서 5 분간 초고진공상태에서 열처리를 수행하였다. 이후 획득되어진 테레니움 4d와 안티몬 4d 속전자레벨 분석에서 각각의 묶음에너지가 40.4 그리고 33.0 전자볼트임을 확인할 수 있었으며, 각각은 단일한 화학적 상태를 나타내고 얻어진 피크의 밀도분석을 통해 화학적조성비가 2 : 3임을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권6호
• /
• pp.1942-1946
• /
• 2021

Gadolinium oxysulfide (GOS) is regarded as a novel scintillator for the realization of ultra-high spatial resolution in neutron imaging. Monte Carlo simulations of GOS scintillator show that the capability of its spatial resolution is towards the micron level. Through the time-of-flight method, the light output of a GOS scintillator was measured to be 217 photons per captured neutron, ~100 times lower than that of a ZnS/LiF:Ag scintillator. A detector prototype has been developed to evaluate the imaging solution with the GOS scintillator by neutron beam tests. The measured spatial resolution is ~36 ㎛ (28 line pairs/mm) at the modulation transfer function (MTF) of 10%, mainly limited by the low experimental collimation ratio of the beamline. The weak light output of the GOS scintillator requires an enormous increase in the neutron flux to reduce the exposure time for practical applications.

• 대한방사성의약품학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.119-125
• /
• 2021

⁸²Sr for ⁸²Rb generator was produced through the irradiation of the proton beam on the ^nat.RbCI target at the target irradiation facility installed at the end of the Rl-dedicated beamline of the 100 MeV proton linear accelerator of KOMAC (Korea Multi-purpose Accelerator Complex). The average current of the proton beam was 1.2 µA for irradiation time of 150 min. For the separation and purification of the ⁸²Sr from ^nat.RbCI irradiated, Chelex-100 resin was used. The activities of ⁸²Sr in the irradiated ^nat.RbCI target solution and after purification were 45.29 µCi and 43.4 µCi, respectively. The separation and purification yield was 95.8%. As an adsorbent to be filled in the generator for ⁸²Sr adsorption hydrous tin oxide was selected. The adsorption yield of ⁸²Sr into the generator adsorbent was > 99 %, and the total amount of ⁸²Sr adsorbed to the generator was 21.6 µCi as of the day of the ⁸²Rb elution experiment. When the elution amount was 22 mL, the maximum⁸²Rb elution yield was 93.3%, and the elution yield increased as the flow rate increased. After the eluted ⁸²Rb was filled in the correction phantom of the small PET for animals, a PET image was taken. The image scan time was set to 5 min, and the phantom PET image was successfully obtained. As results of impurity analysis on eluted ⁸²Rb using ICP-MS, ^nat.Rb stable isotopes that compete in vivo of ⁸²Rb were identified as undetected levels and were determined to be No-Carrier-Added (NCA).

• 센서학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2024

Energy harvesting technology that converts the wasted energy resources into electrical energy is emerging as a semipermanent power source for self-powered electronics and wireless low-power sensor systems. Among the various energy conversion techniques, flexible piezoelectric energy harvesters (f-PEHs), using materials with piezoelectric effects, have attracted significant interest because they can harvest a small mechanical energy into electrical signals without constraints of time and space in various environments. In this study, we used a flexible piezoelectric composite film fabricated by dispersing BaHf_xTi_(1-x)O₃ (x = 0, 0.01, 0.05, 0.1) piezoelectric powders inside a polymeric matrix to facilitate f-PEHs. The fabricated f-PEH with optimal Hf contents (x = 0.05) generated a maximum output voltage of 0.95 V and current signal of 130 nA with stable electrical/mechanical disabilities under periodically bending deformations. In addition, we demonstrated a cantilever-type f-PEH and investigated its potential as a sensor by characterizing the output performance under mechanical vibrations at various frequencies. This study provides the breakthrough for realizing self-powered energy harvesting and sensing systems by adopting the lead-free piezoelectric composites under vibrational environments.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제12권1호
• /
• pp.51-58
• /
• 2001

물질의 X-선 흡수도에 의해 영상을 얻는 일반 X-선 시스템과 달리 방사광 X-선은 위상이 일치하고 평행하며 진동방향이 일치하는 특성들을 이용하면 고 분해능, 고 대조도의 투사영상을 얻을 수 있다. 국내에서는 포항 방사광 가속기 연구소에 최근 건설된 5C1 빔라인에 미세구조 X-선 영상 획득을 위한 영상시스템을 구축하여 여러 기초 생물, 의학연구분야의 고 분해능 영상획득이 가능하게 되었다. 방사광 X-선을 이용하여 얻은 고 해상도 투사영상들 및 단층 재구성 영상들을 일반 X-선을 사용하는 유방찰영시스템, 치아 X-선 찰영시스템, 전신측정용 CT 시스템에서 각각 획득한 동일한 대상의 영상들과 비교하였다. 실험에 사용한 방사광 X-선은 6 ～30 keV 사이의 연속적인 에너지 분포를 가지며, 실험의 대상에 따라서 실리콘웨이퍼 필터들을 사용하여 빔의 세기와 에너지 스펙트럼 분포를 조절하여 사용하였다. 실험 대상 물체를 통과한 방사광 X-선의 투사영상은 형광판 (CdWO$_4$ scintillator)과 반응하여 가시광선으로 바뀐 후, 금도금된 거울을 통해 90$^{\circ}$ 반사되어 CCD 카메라로 획득하며, 이러한 디지털 영상정보는 PC로 전송되어 저장된다. 방사광 X-선의 공간 분해능 특성은 X-선 시험패턴(25 $\mu$m)과 초 고해상도 패턴 (13.5 $\mu$m)을 방사광 X-선 영상획득시스템 과 일반 X-선을 사용하는 유방촬영시스템에서 획득하여 분석하였다. 영상획득 실험대상으로는 일반 구조물로 커패시터, 생체조직으로 성인치아, 유아치아, 생쥐 척추뼈 및 유방암조직을 대상으로 실험하였다. 단층영상은 각각의 샘플을 0.72$^{\circ}$ 간격으로 180$^{\circ}$ 회전시켜 250개의 투과영상들로부터 재구성한 후 컴퓨터 단층촬영기에서 얻은 영상과 비교하였다. 포항 방사광가속기연구소 5C1 빔라인에 간단하고, 경제적인 방사광 X-선 영상획득시스템을 성공적으로 구축할 수 있었고, 획득한 투사 영상과 재구성한 단층영상을 기존 X-선을 사용한 시스템으로 획득한 단층영상들과 분해능, 대조도의 특성들을 비교, 분석하였다. 방사광 X-선을 사용하여 획득한 영상들은 일반 시스템에서 얻은 영상보다 고 해상도의 영상 질을 보여주었고, 기초 의학영상 연구 측면에서 많은 정보를 제공해 주었다. 방사광 X-선을 이용한 영상획득시스템은 고 분해능과 고 대조도로 미세구조의 상세한 의학영상을 얻기 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해부학적, 병리학적 및 임상학적 의료영상 분야에 효과적으로 응용하기 위하여 X-선 선량 정량 분석과 수치적 영상 해석연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.

• Macromolecular Research
• /
• 제16권7호
• /
• pp.575-585
• /
• 2008

There are two beamlines (BLs), 4C1 and 4C2, at the Pohang Accelerator Laboratory that are dedicated to small angle X-ray scattering (SAXS). The 4C1 BL was constructed in early 2000 and is open to public users, including both domestic and foreign researchers. In 2003, construction of the second SAXS BL, 4C2, was complete and commissioning and user support were started. The 4C2 BL uses the same bending magnet as its light source as the 4C1 BL. The 4C1 BL uses a synthetic double multilayer monochromator, whereas the 4C2 BL uses a Si(111) double crystal monochromator for both small angle and wide angle X-ray scattering. In the 4C2 BL, the collimating mirror is positioned behind the monochromator in order to enhance the beam flux and energy resolution. A toroidal focusing mirror is positioned in front of the monochromator to increase the beam flux and eliminate higher harmonics. The 4C2 BL also contains a digital cooled charge coupled detector, which has a wide dynamic range and good sensitivity to weak scattering, thereby making it suitable for a range of SAXS and wide angle X-ray scattering experiments. The general performance of the 4C2 BL was initially tested using standard samples and further confirmed by the experience of users during three years of operation. In addition, several grazing incidence X-ray scattering measurements were carried out at the 4C2 BL.