• Title/Summary/Keyword: 중성자 조사 성장

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Study on the properties of magnetic semiconductor by neutron beam irradiation and annealing (중성자 조사 및 열처리에 의한 자성반도체의 특성 연구)

  • 강희수;김정애;김경현;이계진;우부성;백경호;김도진;김창수;유승호
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.112-112
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    • 2003
  • 최근 자성반도체(diluted magnetic semiconductor; DMS)를 이용한 소자 개발이 가긍해짐에 따라 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 GaN-단일전구체를 이용하여 상온에서 자기적 특성을 나타내는 p-type GaMnN를 성장시켰다 극한 환경에서의 자성반도체 재료의 물성 변화를 알아보기 위해, 본 연구에서는 세계 최초로 중성자 빔의 조사에 따른 자성반도체의 구조적, 자기적 특성 및 열처리에 따른 특성 변화를 관찰 및 분석하였다. Molecular beam epitaxy(MBE)를 이용하여 Mn cell 온도가 각각 77$0^{\circ}C$, 94$0^{\circ}C$인 GaMnN 박막을 성장시켰다. 성장된 박막 시편에 한국원자력연구소 하나로 HTS공에서 중성자 빔을 각각 20min(4.17$\times$$10^{16}$n/$\textrm{cm}^2$), 24hour(3.0$\times$$10^{18}$n/$\textrm{cm}^2$)씩 조사하였다 중성자 빔을 조사한 시편은 진공분위기 하에서 100$0^{\circ}C$, 30초간 열처리하였다.(rapid thermal annealing;RTA, 승온속도: 8$^{\circ}C$/sec) 중성자 빔을 조사한 GaMnN 박막의 구조적인 특성은 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통해 관찰하였고, 박막의 자기적 특성은 superconducting quantum interference device(SQUID)를 통해 측정하였다.

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EFFECT OF NEUTRON AND GAMMA IRRADIATION ON THE GERMINATION OF DIPLOID AND TETRAPLOID RYE SEEDS (중성자 및 감마선의 조사가 이배체 및 사배체 호맥의 종자의 발아 및 성장에 미치는 영향)

  • YIM, Kyong Bin
    • Journal of Plant Biology
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    • v.6 no.3
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    • pp.6-14
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    • 1963
  • YIM, Kyong Bin (Coll. of Agriulture, Seoul National University) Effect of neutron and gamma irradiation on the germination of diploid and tetraploid rye seeds. Kor. Jour. Bot. VI(3):6-14, 1964. Tetraploid rye, Secale cereale 4x, was more tolerant to fast nuetron than diploid rye. Root growth was more suppressed than was seedling height in both diploid and tetraploid rye. A stimmulative effect on the dry weight of the shoot could be observed at very low doses of irradiation. It was the fact that the lower the moisture content of the seeds, the higher the radiosensitivity. Concerning seedling height growth, the effectiveness ratio of N/X equalled about 20.0 in diploid rye and about 18.2 in tettraploid rye, when the 50% dose ratios is used for this quotient calculaiton.

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Measurement of Growth Delay and the Oxygen Enhancement Ratio of Fast Neutron Beam Using Mouse Model System (마우스모델을 이용한 고속중성자선의 성장지연 및 산소증강비의 측정)

  • Eom, Keun-Yong;Park, Hye-Jin;Kwon, Eun-Kyung;Ye, Sung-Joon;Lee, Dong-Han;Wu, Hong-Gyun
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.32 no.4
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    • pp.178-183
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    • 2007
  • Neutrons are high LET (linear energy transfer) radiation and cause more damage to the target cells than x-rays or gamma rays. The damage from neutrons is generally considered fatal to a cell and neutrons have a greater tendency to cause cell death through direct interaction on DNA. We performed experiments to measure growth delay ratio and oxygen enhancement ratio (OER) in mouse model system. We inoculated EMT-6 cells to the right hind leg of BALB-c mouse and X-rays and neutron beams were given when the average volume of tumors reached $200-300mm^3$. We irradiated 0, 11, 15.4 Gy of X-ray and 0, 5, 7 Gy of fast neutron beam at normoxic and hypoxic condition. The volume of tumors was measured 3 times per week. In x-ray experiment, growth delay ratio was 1.34 with 11 Gy and 1.33 with 15.4 Gy in normoxic condition compared to in hypoxic condition, respectively. In neutron experiment, growth delay ratio was 0.94 with 5 Gy and 0.98 with 7 Gy, respectively. The OER of neutron beam was 0.97. The neutron beam was more effective than X-ray in the control of hypoxic tumors.

Mechanical alloying effect and structural observation of (V, Fe)-N amorphous alloy powders (기계적 합금화에 의한 (V, Fe)-N계 비정질 합금의 제조 및 구조변화)

  • 이충효;전성용;김지순
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.14 no.4
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    • pp.129-134
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    • 2004
  • In this study, we investigated the effect of a nitrogen atom on the amorphization of V-Fe alloy through solid-gas reaction during mechanical alloying (MA). MA by planetary ball mill of $V_{70}Fe_{30}$ elemental powders was carried out under the nitrogen gas atmosphere. Amorphization has been observed after 160 hours of ball milling in this case. The DSC spectrum for the mechanically alloyed ($V_{70}Fe$_{30}$)_{0.89}N_{0.11}$ powders exhibits a sharp exothermic peak due to crystallization at about $600^{\circ}C$. Structural transformation from the bcc crystalline to amorphous states was also observed through X-ray and neutron diffractions. We take a full advantage of a negligibly small scattering length of the V atom in the neutron diffraction measurement. During amorphization process the octahedral unit, which is typical of a polyhedron formed in any crystal structures, was preferentially destroyed and transformed into the tetrahedral unit. Futhermore, neutron diffraction measurements revealed that a nitrogen atom is selectively situated at a center of the polyhedron formed by V atoms.

A Numerical Technique for Predicting Deformation due to Neutron Irradiation for Integrity Assessment of Research Reactors (연구용 원자로의 건전성 평가를 위한 수치해석적 중성자 조사 재료변형 예측기법 개발)

  • Jun-Geun Park;Tae-Hyeon Seok;Nam-Su Huh
    • Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
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    • v.20 no.1
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    • pp.39-48
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    • 2024
  • Research reactors are operated under ambient temperature and atmospheric pressure, which is much less severe conditions compared to those in typical nuclear power plants. Due to the high temperature, heat resistant materials such as austenite stainless steel should be used for the reactors in typical nuclear power plants. Whereas, as the effect of temperature is low for research reactors, materials with high resistance to neutron irradiation, such as zircaloy and beryllium, are used. Therefore, these conditions should be considered when performing integrity assessment for research reactors. In this study, a computational technique through finite element (FE) analysis was developed considering the operating conditions and materials of research reactor when conducting integrity assessment. Neutron irradiation analysis techniques using thermal expansion analysis were proposed to consider neutron irradiation growth and swelling in zirconium alloys and beryllium. A user subroutine program that can calculate the strain rate induced by neutron irradiation creep was developed for use in the commercial analysis program Abaqus. To validate the proposed technique and the user subroutine, FE analysis results were compared with hand-calculation results, and showed good agreement. Consequently, developed technique and user subroutine are suitable for evaluating structural integrity of research reactors.

노내에서 지지격자 스프링의 잔류 변위 예측을 위한 방법론

  • 윤경호;송기남;강흥석;방제건;정연호
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.291-296
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    • 1998
  • 노내에서 지지격자 스프링의 잔류 탄성변위는 시간(연소도)에 따라 변하게 된다. 이는 격자판의 중성자 조사에 의한 길이방향의 성장으로 지지격자 셀 크기의 증가와 피복관의 크리프에 의한 직경의 감소 및 중성자 조사에 의한 지지격자 스프링력의 이완으로 인한 것이다. 만일 지지격자 스프링의 거동이 변하여 연료봉을 탄성적으로 지지하지 못할 경우 이것은 연료봉의 유체에 의한 진동을 가속시키게 되며, 연료봉과 지지격자 스프링이나 딤플간의 반복적인 고주기의 충격하중은 연료봉의 지지부와 봉간(grid-to-rod)의 프레팅 마모의 원인이 될 수 있다. 따라서 시간에 따라 변하는 변수들의 영향을 고려한 지지격자 스프링의 잔류 탄성변위를 예측할 수 있는 방법론을 정립하여 새로운 지지격자체의 개발시 건전한 연료봉의 지지거동을 평가할 수 있는 도구로 활용하고자 하였다.

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구분린 완전결정을 이용한 중성자 단색기의 원리

  • ;;;P. Mikula
    • Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.22-22
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    • 2003
  • 원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

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