본 연구는 자연 속에 미량(존재비: 0.012 %)으로 존재하는 180Ta의 중성자포획 공명에 대하여 포획단면적의 계산치와 측정치를 비교하여 분석하였다. 일반적으로 중성자 공명은 Breit-Wigner식으로 정의되며, 식에는 공명에너지를 중심으로 공명의 폭을 결정하는 다양한 인자들로 구성되어 있다. 그러나 180Ta의 경우 중성자포획단면적과 공명에 대한 정보가 잘 알려져 있지 않고 실험적으로도 측정되어진 예가 현재까지는 없는 것이 현실이다. 따라서 본 실험에서는 천연 Ta속에 포함되어진 180Ta에 의한 중성자 포획에 의해 발생되는 감마선을 관측하여 180Ta의 공명을 분석하고 Mughabghab에 의해서 계산되어진 공명인자를 사용하여 1 eV이하의 에너지에 대한 중성자포획단면적을 계산하고 비교분석하였다. 측정을 위해서 교토대학원자로 실험소의 46-MeV 전자선형가속기를 이용하여 중성자 TOF 방법으로, 에너지 영역 0.003 eV에서 10 eV에 걸쳐 측정하였다. 측정을 위해서는 12개의 Bi4Ge3O12(BGO)섬광체로 구성된 전에너지 흡수검출장치로 180Ta(n,γ)181Ta 반응으로부터 나오는 즉발감마선을 측정하였다.

천연 탄탈의 중성자포획에 의한 공명에너지를 측정하기 위하여 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자포획에서 발생되는 즉발감마선을 BGO(Bi4Ge3O12)섬광검출장치로 측정하였다. 검출장치는 탄탈 시료에서 발생되는 즉발감마선을 기하학적으로 모두 측정하도록 만들어져있으며 측정되어진 전기적 신호를 탄탈의 중성자 공명에너지 동정하는 스펙트럼구성에 사용하였다. 연구에서 사용되어진 중성자의 에너지는 1 ~ 200 eV 영역에 대하여 각각의 공명에너지를 분석하였다. 중성자에너지 측정은 중성자 비행시간법(TOF: Time-of-Flight)을 통하여 측정하였다. 광핵반응을 통한 중성자발생에서는 고에너지영역에서강한 제동복사선이 발생하므로 수 keV영역 이하 영역의 중성자에너지에 대해서만 중성자공명을 측정하였다. 얻어진 Ta에 대한 중성자 포획 공명에너지 측정결과는 이전의 실험에 의한 측정 결과들 및 ENDF/B-VI와 Mughabghab의 평가된 값들과 비교 및 검토를 하였다. 측정되어진 공명들은 4.28 eV에서 거대 공명들을 측정하였고 그 이상의에너지 영역의 다른 공명들도 이론에 의해서 계산되어진 값들과 비교하였다. 144.3 eV를 제외한 공명들은 평가값들과 거의 일치하는 경향을 보였다.

본 연구는 천연 인듐의 중성자폭획 후에 발생된 감마선을 12개의 BGO(Bi4Ge3O12)섬광검출기로 구성된 검출장치를 이용하여 즉발감마선을 측정하여 중성자공명에의해서 발생된 감마선을 분석하여 중성자의 에너지 1 ~ 300 eV영역에 대하여 공명에너지를 분석하였다. 사용되어진 검출장치는 시료에서 발생된 즉발감마선에 대하여 모든 감마선을 측정할 수 있는 기하학적인 구조로 만들어졌다. 중성자원으로는 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자발생원으로부터 검출기까지의 거리가 12.7 ± 0.02m 이므로 광핵반응에서 발생하는 강한 X선의 영향을 고려하여 수 keV영역이하의 중성자에너지에 대하여 중성자공명을 측정하였다. 측정되어진 공명들은 1 eV이상의 에너지 영역에서 거대 공명들을 측정하였고 이들 공명들은 이론 에서 알려진 값들과 비교하였다. 본 연구를 통하여 기존에 알려진 거대 공명의 에너지를 확인하였고, 100 eV이상의에너지 영역에서의 공명에너지들에 대한 평가에 의한 이론값들이 실제로 존재하는 공명임을 실험적으로 확인하였다. 1 keV이상의 영역에 대하여는 공명이 연속적인 구조를 보이고 있음을 실험적으로 확인했으며 공명에 대하여 통계적인 평가가 있어야함을 알았다. 91.49 eV 공명은 본 연구를 통하여 처음 발견되어진 공명이라 볼 수 있다.

고에너지 X-ray를 사용하는 방사선 이용 시설에서는 고에너지 광자에 의한 광중성자 등의 발생에 대한 방 사선방호 조치가 방사선 안전의 관점에서 매우 중요한 이슈 중의 하나이다. 이러한 광중성자들은 시설 외부로 누설될 경우 skyshine effect에 의해 작업종사자 및 일반 대중에게 예기기 않은 방사선 피폭을 야기할 수 있다. 이 논문에서는 9MeV X-ray를 이용한 화물검색시설을 대상으로 몬테카를로법을 이용하여 광중성자 생성량을 계산하고 이를 통해 시설 외부에서의 중성자 skyshine 방사선량률을 평가하였다.

수소원자를 포함한 강유전체 Li(NH4)SO4의 중수소 치환형인 Li(ND4)SO4 단결정에 대해 X-선과 중성자 회절법으로 결정구조를 연구하였다. 이 결정은 상온에서 사방정계이고 공간군은 P21nb이다. 격자상수는 a=5.2773(5) a, b=9.1244(23) a, c=8.7719(11) a이며 Z=4이다. 한국원자력연구원의 연구용 원자로인 하나로에 설치된 중성자 4축 단결정 회절장치로 중성자데이터를 수집하였으며, X-선 회절데이터는 일본 동북대학교 물리학과에서 측정하였다. X-선 회절법으로 수집한 1450개의 독립 회절반점에 대하여 최소자승법으로 정밀화하여 최종 신뢰도값 R=0.070을 얻었으며, 중성자 회절법으로는 745개의 회절반점에 대하여 R=0.049을 얻었다. X-선 회절데이터 분석 결과 결정구조 내의 수소원자 중 1개의 위치만을 얻었으나, 중성자 회절법으로는 NH4 사면체의 수소/중수소원자의 위치는 물론 H를 치환해서 들어간 D의 점유율을 정련하여 측정시료의 평균화학식이 LiND3.05H0.95SO4임을 밝혔다.

캐나다 퀘벡주 파커광산(Parker mine)에서 산출된 삼팔면체 운모인 금운모-1M 시료에 대하여 중성자분말회절 분석을 실시하고 리트벨트법을 통해 그 결정구조를 해석하였으며, 특히 X선 분말회절법으로는 해석이 어려운 금운모 구조 내의 OH기의 크기 및 길이, 그리고 방향성을 결정하였다. 연구에 이용된 금운모의 화학조성은 EPMA 분석결과 K2(M g4.46F e0.83A l0.34 Ti0.22)(S i5.51A l2.49) O20(O H3.59 F0.41)로 나타났다. 중성자 분말회절실험은 상온과 극저온(-263℃)에서 실시하였으며, 회절값으로부터 구한 금운모의 단위포 상수는 a=5.30∼5.31 a, b=9.18∼9.20 a, c=10.18∼10.21 a, β=100.06∼100.08˚로 결정되었다. R지수의 경우 극저온(-263℃)에서의 값이 Rp=2.35%, Rwp=3.01%로, 상온에서의 값( Rp=2.51%, Rwp=3.18%)보다 다소 적게 나타났는데, 이는 낮은 온도에서 온도인자 (Biso)에 대한 영향이 적어짐에 따라 나타나는 결과로 생각된다. OH기의 결합거리는 상온에서 0.93 a, 저온에서 1.03 a, 방향성은 93.4˚∼93.6˚로 측정되었다 극저온에서 상온으로 온도가 상승하면서 OH기의 크기가 감소하는 것은 온도 상승에 따른 진동효과보다는 결정구조내의 수소결합과 관련있는 것으로 해석된다.석된다.석된다.으로 해석된다.석된다.석된다.