Korea Space Radiation Test 우주방사선 시험 시설

국내 우주방사선 시험 시설

한국원자력연구원 양성자과학연구단 (KAERI, KOMAC)

한국원자력연구원 양성자과학연구단은 100 MeV 양성자가속기를 기반으로 양성자, 고속 중성자를 제공하고 있으며, 우주방사선 시험에 적합한 저선량 표적실을 운영하고 있음.

한국원자력연구원 양성자과학연구단 100 MeV 선형양성자가속기

양성자과학연구단에서 운영 중인 100 MeV 양성자가속기는 2013년부터 빔 서비스를 시작했으며, 2023년 현재, 4개의 양성자빔 서비스를 위한 표적실과 터널 내 중성자 조사 시험 시설을 운영 중임.

100 MeV 양성자가속기 성능


양성자빔 에너지 [MeV]	20	100
최대 빔 듀티 [%]	24	8
펄스 폭 [ms]	0.1 ~ 2	0.1 ~ 1.33
최대 평균 빔 파워 [kW]	300 μA	10 nA


양성자빔 에너지 [MeV]	1 ~ 20	1 ~ 20
평균 빔 전류 [mA]	0.1 ~ 4.8	0.1 ~ 1.6
최대 반복율 [Hz]	120	60

한국원자력연구원 양성자과학연구단 100 MeV 선형양성자가속기

생명공학, 검출기 특성 시험, 우주부품 SEE 시험 등을 위해 저선량 양성자빔 제공이 가능하도록 설계, 제작된 빔라인으로 1x105 ~ 1x108/cm2-sec 범위의 선량으로 최대 10 cm x 10 cm 의 양성자빔 조사가 가능함

기존 다목적 빔라인과의 특성 비교


Parameters	100 MeV beam line for general-purpose	New 100 MeV beam line for low flux density
Energy at target	20~100 meV	20~100 meV
Max. Current from accelerator	20 mA peak	1 mA peak
Max. Avg. power at Collimator	-	800 W
Max. Avg. beam current at target	300 μA	10 nA
Max. beam power at target	30 kW	1 W
QA beam size	Dia. 30 mm	100 mm x 100 mm
Beam uniformity at target	± 10 %	± 10 %

저선량 빔라인 (TR102) 사진

JESD89B에 등재된 우주부품 시험용 양성자가속기 시설들

한국원자력연구원의 100 MeV 양성자가속기시설이 JESD89B의 시험시설로 등재되었음 (83쪽, Annex E, Table E.2.3. List of High Energy Proton Facilities). 국제반도체표준협의기구 (JEDEC)는 반도체 대기방사선 영향시험 규격인 JESD89A를 JESD89B로 개정하였음 (2021년 9월).

Facilities list (cont’d) Table E.2.3. List of High Energy Proton Facilities

중성자빔 (덤프)

가속기 터널 내 덤프에 고에너지 양성자빔을 입사시켜 발생되는 중성자를 이용할 수 있도록 구성된 시설로서 대기 중성자 스펙트럼을 모사해 반도체 등의 대기 방사선 시험에 활용 중임

가속기 터널 내 빔 덤프

반도체 실시간 소프트 에러 시험을 위한 셋업 예

복합챔버 (진공, 온도 (-55~125℃))

2023년 8월에 우주부품 내방사선 시험 시 우주 환경과 유사한 환경을 구축하기 위하여 10⁻⁵ torr의 진공 내에서 온도를 -55~125 ℃ 까지 조절이 가능한 복함챔버의 개발 및 구축을 완료하고 첫 시험을 완료하였음.

[ 저선량 표적실 내에서 설치된 복합챔버 ]