KIGAM Proton Microprobe System (I)
-MQD의 설계와 특성평가를 중심으로-


김준곤, 우형주, 홍완, 김낙배
한국자원연구소

Proton microprobe[1]는 수 MeV 양성자빔을 0.1 ~ 수 mm 정도의 초미세 빔으로 성형할 수 있는 설비로서 micro-PIXE, RBS, ERD등을 할 수 있는 설비로서 고감도 2차원(또는 3 차원 ) 주사분석이 가능하다. 한국자원연구소에서는 기존의 PIXE 빔라인을 개조하여 직경 5 mm 정도의 미세이온빔을 목표로 microprobe 시스템을 설계하였으며 그림에서 볼 수있듯이 1.7 MV Tandem 가속기의 switching magnet 후단 우측 30°에 설치하도록 하였다. Object slit으로 150 mm 이하로 일차 성형한 다음 MQD(Magnetic Quodrupole Doublet)에 의하여 5 mm 크기로 집속하게 된다. Ion microprobe의 핵심 장치 중에서 우선 MQD를 설계하고 그 자장특성을 조사하였다. 행렬방법을 사용하여 요구되는 MQD의 제원을 결정하였고 Superfish[2]를 사용하여 구체적인 자석설계를 완성하였다. 완성된 사극자석의 자장특성은 Hall probe를 사용하여 측정하였으며, 최대 82 T/m의 자속구배와 57.3 mm의 자극 유효길이 값을 얻었다. 다중극항은 Bg ( Z = 0, g  = 2.9 mm ) 을 측정한 결과 quadrupole 항 대비 1 % 미만의 값으로서 기존 상업적으로 제작되는 사극 순도와 유사하다. 현재 진행중인 표적함의 상세설계를 거쳐 내년 6월경 기본시스템 구성이 완료되어 microbeam의 인출될 것으로 기대된다.

[1] G.J.F. Legge et al., Nucl. Instr. and Meths., B30(1988) pp252-259
[2] Poisson Superfish (v5&6) Jim Billen (JBILLEN@LANL.GOV) Lloyd Young (LYOUNG@LANL.GOV)

한국분석학회 2000년도 추계학술대회, 11. 24, 제주대, 제주

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