고고도(High Altitude)나 대기권 밖의 우주에서 발생하는 소프트 오류나 단일 이벤트 현상의 평가는 우주 환경에서 관찰되는 중이온, 양성자 이 두 가지의 입자를 중심으로 평가가 이루어져야 합니다. 일반적으로 우주 방사선 평가는 중이온 평가와 TID 평가를 기준으로 하고 양성자 평가를 차선으로 권장합니다.
우주 방사선 평가의 또 다른 필수 평가 항목은 하전 입자에 의한 총 이온화 선량(TID) 효과입니다. 이 효과는 양성자, 중이온에 의해서도 발생하지만 감마선을 이용하여 평가하는 것이 효율적이기 때문에 보편적으로 감마선을 이용하여 TID를 평가 합니다.
최근 들어 우주, 국방, 원자력, 의료 등 다양한 첨단 산업 분야에서 방사선 환경에 노출되는 전자부품의 수요가 빠르게 증가하고 있습니다. 특히 우주 분야에서는 인공위성과 발사체에 탑재되는 전자부품이 우주 방사선에 지속적으로 노출되기 때문에 해당 부품들이 방사선 환경에서 안정적으로 동작하는지 검증이 필수적입니다.
특히 방사선 평가 인프라는 최근 국내에서 독자적으로 우주 부품을 개발하고, 장기적으로는 수출까지 도모하기 위한 기술주권 확보의 핵심 기반으로 작용합니다. 민간 기업 주도의 독자 우주개발 프로젝트가 본격화되면서, 고신뢰성 전자부품에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있습니다.
방사선 평가 인프라는 우주산업의 기반을 튼튼히 하고, 대한민국이 미래 우주 기술 패권 경쟁에서 주도권을 확보하기 위한 전략적 자산이라 할 수 있습니다. 아래는 대표적인 국내의 방사선 평가 시설을 정리하였습니다.

양성자 가속기

KOMAC – 한국원자력연구원 양성자과학연구단 (경상북도 경주)

경주에 위치하고 있는 KOMAC은 20MeV와 100MeV의 양성자를 조사할 수 있습니다. 하단의 표는 양성자 가속기의 제원입니다.

양성자과학연구단 100MeV 양성자가속기

양성자과학연구단 100MeV 양성자가속기

이미지 출처: KOMAC 양성자과학연구단 공식 홈페이지
https://komac.kaeri.re.kr/komac/img/sub/inst01_01.png

구분 20MeV 100MeV
Energy [MeV] 20 100
첨두 (peak) 전류 (mA) 0.1 ~ 20 0.1 ~ 20
Max Beam Duty (%) 24 8
평균 전류 [mA] (Max Beam Current) 0.1 ~ 4.8 0.1 ~ 1.6
펄스폭 [ms] (Pulse Length) 0.02 ~ 2.0 0.05 ~ 1.33
최대 반복률 [Hz] (Max Repetition Rate) 120 60
최대 빔파워 [kW] (Max Avg. Beam Power) 96 160
양성자과학연구단 양성자가속기 제원

KIRAMS - 한국원자력의학원 방사선의학연구소 (서울특별시 노원구)

서울시 노원구에 위치하고 있는 KIRAMS에서는 MC-50 사이클로트론을 이용하여 20~45MeV의 양성자를 조사할 수 있습니다. 사이클로트론은 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속하는 장치로써 내부 또는 외부 이온원에서 발생된 입자를 자기장 안에서 원운동 시키며 순차적으로 가속하여 높은 에너지의 입자빔을 인출합니다. 하단의 표는 MC-50 사이클로트론의 제원입니다.

한국원자력의학원 방사선의학연구소 MC-50 사이클로트론

방사선의학연구소 50MeV 입자가속기

이미지 출처: KIRAMS 방사선의학연구소 공식 홈페이지
https://www.kirams.re.kr/common/front/rirams/images/sub/img_equip_02.png

입자 에너지 전류 최대조사면적
양성자 20Mev ~ 40MeV 1nA ~ 20uA 2cm x 2cm
중양자 ~ 45MeV - 30cm x 30cm
알파(4HE) 25MeV ~ 45MeV ~200nA 2cm x 2cm
방사선의학연구소 입자가속기 제원

감마선 조사 시설

ARTI - 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 (전라북도 정읍)

전라북도 정읍에 위치한 ARTI(방사선융합기술원)은 0.5kCi부터 최대 470kCi 규모의 감마선 조사 설비를 보유하고 있습니다. Co60에서 방출되는 감마선을 활용하여, 농업·생물자원·우주항공·기초과학 연구 등 다양한 분야의 저선량 조사 대상 시료에 대해 정밀한 감마선 조사 서비스를 제공합니다.

헌국원자력연구원 첨단방사선연구소 저준위 감마선조사장치

첨단방사선연구소 저준위 감마선조사장치

이미지 출처: ARTI 첨단방사선연구소 공식 홈페이지
https://www.kaeri.re.kr/resources/images/arti/contents/facility_02.jpg

중이온 가속기

현재 국내에는 반도체 SEE(Single Event Effect) 평가에 적합한 중이온 가속기 인프라가 없습니다. 이로 인해 우주 및 방사선 환경에서의 전자소자 신뢰성 검증을 위해 해외 가속기 시설을 활용할 수밖에 없는 상황입니다. 이를 해결하기 위해 KIST(한국과학기술연구원)는 중이온 가속기 구축을 추진하고 있고,
IBS(기초과학연구원)의 RAON 가속기는 국내 최초의 대형 중이온 가속기로, 핵물리 기초 연구는 물론 SEE 평가와 같은 응용 분야에도 활용될 수 있도록 구축되고 있습니다. 향후 이들 기관의 연구와 시설이 완공되면, 국내에서도 독자적인 SEE 시험 수행이 가능해질 것으로 기대됩니다.

QRT 방사선 내성 평가 대행 서비스

QRT는 국내/외 다양한 방사선 조사 시설을 활용하여 고객 맞춤형 방사선 내성 평가 대행 서비스를 제공하고 있습니다.
자세한 사항은 여기를 통해 문의해주시기 바랍니다.



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