양전자소멸법은 양전자와 전자가 만나 소멸하면서 발생하는 광자로부터 물질의 상태를 간접적으로 파악하는 실험 방법이다. 본 연구에서는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 폴리머인 CR, EPDM, NBR에 대하여 양전자소멸법을 통해 양전자 소멸시간을 측정하였다. 한국원자력연구원의 Na-22 선원을 이용한 양전자소멸시간측정장치를 통해 양전자소멸시간의 세가지 수명과 세기를 측정하였다. 이중 세 번째 수명성분은 폴리머의 자유부피와 직접적으로관계된다. Tao-Eldrup 모델을 이용하여 3가지 폴리머에 대한 자유부피를 측정하였다. 그 결과 CR, EPDM, NBR의자유부피와 상대비율은 각각 0.1217 nm3 (1.910%), 0.1478 nm3(5.315%), 0.1216 nm3(2.638%)로 나타났다. 이를 통해 양전자소멸법의 폴리머에 대한 적용성을 확인할 수 있었으며 향후 비파괴적으로 폴리머의 특성변화를 분석하는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy is a non-destructive technique to study voids and defects in solids by the measurement of gammas from electron-positron annihilation. In this study, we measured the lifetime of CR, EPDM, NBR, all of which are widely used polymer in various fields. A conventional fast-fast coincidence system in KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute) has been used to measure the lifetime spectra, Three lifetime components were analyzed from each lifetime spectra. According to Tao-Eldrup model equation, the size and fraction of free-volume were calculated. Mean radius and free volume fraction of CR, EPDM NBR are 0.1217 nm3(1.9103%), 0.14780 nm3(5.3147%), 0.1216 nm3(2.6381%), respectively. Through these measurements, we identified the feasibility of the PAL system for polymer analysis.

• 김용민(대구가톨릭대학교 방사선학과) | Yongmin Kim Corresponding Author
• 신중기(한국표준과학연구원) | Jungki Shin
• 권준현(한국원자력연구원) | Junhyun Kwon