KR101155223B1 - Mixed target for laser irradiation and method for manufacturing thereof - Google Patents

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KR101155223B1
KR101155223B1 KR1020100133284A KR20100133284A KR101155223B1 KR 101155223 B1 KR101155223 B1 KR 101155223B1 KR 1020100133284 A KR1020100133284 A KR 1020100133284A KR 20100133284 A KR20100133284 A KR 20100133284A KR 101155223 B1 KR101155223 B1 KR 101155223B1
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남성모
한재민
최성철
차형기
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한국원자력연구원
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Abstract

PURPOSE: A mixed target for laser radiation and a manufacturing method thereof are provided to improve high energy particle generation efficiency by being formed into a composite of a nano particle and polymer. CONSTITUTION: A metal particle receives laser and generates a high-energy particle(S10). An organic solvent is mixed with the metal particle by using an ultrasonic cleaning machine(S20). Parent metal which receives laser light is put into the organic solvent in which the metal particle is mixed. The organic solvent in which the metal particle and the parent metal are mixed is put into a frame. The frame is heated in order to vaporize the organic solvent. The organic solvent is eliminated in order to obtain the parent metal containing the metal particle.

Description

레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법{MIXED TARGET FOR LASER IRRADIATION AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}MIXED TARGET FOR LASER IRRADIATION AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법이 개시된다. 보다 자세하게는 표적 제작할 때 표적의 원료에 미리 나노입자를 혼합하여 제작되는 레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법이 개시된다.Disclosed are a mixed target for laser irradiation and a method of manufacturing the same. More specifically, a mixed target for laser irradiation and a method for manufacturing the same, which are prepared by mixing nanoparticles in advance with a raw material of a target when preparing a target, are disclosed.

일반적으로 에너지 빔(energy beam), 예를 들어 레이저광을 진공 용기 내에 배치되는 표적 부재에 집광하고 조사하면, 표적 부재의 재료는 급속히 플라즈마(plasma)화 하고, 이 플라즈마(plasma)로부터 엑스선(X-ray)이 발생한다. 이와 같은 엑스선 발생원은 레이저 플라즈마 엑스선 소스(LPX)라고 불린다.In general, when an energy beam, for example a laser beam, is focused and irradiated on a target member disposed in a vacuum vessel, the material of the target member rapidly becomes a plasma and X-rays (X) from the plasma. -ray) occurs. Such an X-ray generation source is called a laser plasma X-ray source LPX.

상기와 같은 방법의 경우 표적부재의 재료 또는 표적부재의 제공 형태는 엑스선의 발생 정도에 많은 영향을 미친다. 이때, 기존의 표적 부재는 얇은 금속 박막의 리본 형태로 제작된 금속편으로 제공되거나 비교적 굵은 와이어를 공급하는 구성으로 되어있다. In the above method, the material of the target member or the provision form of the target member greatly affects the generation of X-rays. At this time, the existing target member is provided as a metal piece manufactured in the form of a ribbon of thin metal thin film or is configured to supply a relatively thick wire.

또는, 기존의 표적부재는 단일 물질로 구성된 얇은 박막의 금속이나 폴리머를 그냥 사용하거나 또는 이를 두세 겹 겹쳐진 형태로 사용하거나, 박막 표면에 나노입자를 코팅하여 사용하거나, 폴리머 내부에 기포를 형성시켜 밀도를 낮추어 사용하거나, 기체를 저온으로 냉각하여 분사할 때 발생하는 클러스터를 사용하고 있다.Alternatively, the existing target member may use a thin thin metal or polymer composed of a single material, or use two or three layers of overlapping materials, or apply nanoparticles to the thin film surface, or form bubbles within the polymer to form a density. Lower or use a cluster that occurs when the gas is cooled to low temperature and sprayed.

이때, 단일 물질로 구성된 얇은 박막의 금속이나 폴리머를 그냥 사용하는 경우에는 다른 방법에 비하여 발생되는 입자의 에너지 또는 그 양이 적다. 그리고, 박막의 표면에 나노입자를 코팅하는 방법의 경우, 제작 공정상 박막에 나노입자를 코팅하는 기술이 매우 까다로워 그 두께를 일정하게 유지하는 것이 매우 어렵다.At this time, when using a thin metal or polymer of a single thin material, the energy of the particles or the amount thereof is less than that of other methods. And, in the case of the method of coating the nanoparticles on the surface of the thin film, the technique of coating the nanoparticles on the thin film in the manufacturing process is very difficult, it is very difficult to keep the thickness constant.

뿐만 아니라, 코팅된 입자가 그 표면에서 분리되는 것이 쉬워, 면적이 큰 표적을 여러 번 사용하기 위하여 레이저빔의 조사 위치를 단일 표적 내에서 이동시킨다고 할지라도 여러 번 레이저빔이 조사되면 플라즈마 팽창에서 발생한 충격파에 의하여 입자가 표면에서 분리될 수 있다. 이 경우 그 품질을 유지하는 것이 어려워진다.In addition, it is easy for the coated particles to separate from the surface, so that even if the laser beam is irradiated within a single target in order to use a large area target several times, it may be caused by plasma expansion. The particles can be separated from the surface by the shock wave. In this case, the quality becomes difficult to maintain.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고 에너지 레이저를 사용하여 양성자, 중성자, 전자, 엑스선 등의 고 에너지 입자를 발생시킬 때, 발생 효율을 개선할 수 있는 레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, when generating high energy particles such as protons, neutrons, electrons, X-rays, etc. using a high energy laser, there is provided a mixed target for laser irradiation and a manufacturing method thereof that can improve the generation efficiency do.

또한, 고 에너지 입자의 발생 효율을 개선하기 위하여 나노입자와 폴리머 복합체로 구성된 레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법이 제공된다.In addition, in order to improve the generation efficiency of high-energy particles, a mixed target for laser irradiation composed of nanoparticles and a polymer composite and a method of manufacturing the same are provided.

또한, 폴리머 표적을 제작할 때 미리 표적의 원료에 나노입자를 혼합함으로써, 나노입자가 표적의 재질에서 분리가 일어나는 것을 근본적으로 차단하고, 다양한 형태로 표적의 제작을 가능하게 하여 장시간 연속적으로 사용하더라도 안정적으로 동작이 가능한 레이저 조사용 혼합표적 및 이의 제조방법이 제공된다.In addition, when preparing a polymer target, the nanoparticles are mixed with the target material in advance, thereby fundamentally preventing the nanoparticles from separating from the material of the target. Provided are a mixed target for laser irradiation and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법은 레이저 빔을 사용하여 고 에너지 입자를 발생시키는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법이고, 금속 입자를 제공하는 단계, 상기 제공된 금속 입자를 유기용매에 혼합하는 단계, 상기 금속 입자가 혼합된 유기용매에 레이저 광이 조사되는 표적의 모재를 투입하는 단계, 그리고, 상기 금속 입자를 함유하는 상기 모재만을 얻도록 상기 유기용매를 제거하는 단계를 포함한다.Method for producing a mixed target for laser irradiation according to an embodiment of the present invention is a method for producing a mixed target for laser irradiation to generate high energy particles using a laser beam, providing a metal particle, the provided metal particles Mixing the organic solvent, injecting the base material of the target to which laser light is irradiated into the organic solvent mixed with the metal particles, and removing the organic solvent to obtain only the base material containing the metal particles. Include.

일측에 따르면, 상기 유기용매는 휘발성 유기용매인 것이 바람직하다.According to one side, the organic solvent is preferably a volatile organic solvent.

일측에 따르면, 상기 금속 입자를 유기용매에 혼합하는 단계는 상기 금속 입자가 단일입자의 형태로 상기 유기용매에 골고루 분포되어 혼합될 수 있다.According to one side, the step of mixing the metal particles in the organic solvent may be mixed in the metal particles evenly distributed in the organic solvent in the form of a single particle.

일측에 따르면, 상기 모재를 투입하는 단계는 폴리머 또는 모노머를 모재로 하여 상기 유기용매에 투입할 수 있다.According to one side, the step of injecting the base material may be added to the organic solvent using a polymer or monomer as a base material.

일측에 따르면, 상기 유기용매에 상기 모재를 투입한 이후에 상기 유기용매를 가열하면서 상기 유기용매와 상기 모재가 골고루 섞이도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one side, after the input of the base material to the organic solvent may further comprise the step of mixing the organic solvent and the base material evenly while heating the organic solvent.

일측에 따르면, 상기 유기용매를 제거하는 단계는, 상기 금속 입자 및 모재가 섞인 유기용매를 형틀에 투입하는 단계, 그리고 상기 유기용매가 증발하도록 상기 형틀을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.According to one side, the step of removing the organic solvent may include the step of injecting an organic solvent mixed with the metal particles and the base material into the mold, and heating the mold to evaporate the organic solvent.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적은 레이저 빔을 사용하여 고 에너지 입자를 발생시키는 레이저 조사용 혼합표적이고, 상기 혼합표적의 몸체를 구성하는 폴리머, 및 상기 폴리머의 내부에 분포되는 금속 입자를 포함하고, 상기 금속 입자는 상기 혼합표적의 모재와 혼합된 후 가열에 의해 금속 입자가 상기 폴리머의 내부에 분포되어 단일체를 구성한다.The mixed target for laser irradiation according to another embodiment of the present invention is a mixed target for laser irradiation generating high energy particles by using a laser beam, and a polymer constituting the body of the mixed target, and distributed inside the polymer. The metal particles are mixed with the base material of the mixed target, and then the metal particles are distributed inside the polymer by heating to form a single body.

일측에 따르면, 상기 금속 입자는 직경이 수 십 나노미터의 크기를 갖는 나노입자 포함하는 것이 바람직하다.According to one side, the metal particles preferably include nanoparticles having a diameter of several tens of nanometers.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저용 혼합표적을 나노입자와 폴리머의 복합체로 구성함으로 인하여 고 에너지 레이저를 사용하여 양성자, 중성자, 전자, 엑스선 등의 고 에너지 입자를 발생시킬 때, 발생 효율을 개선할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the mixed target for the laser is composed of a composite of nanoparticles and polymers, the generation efficiency when generating high energy particles such as protons, neutrons, electrons, and X-rays using a high energy laser It can be improved.

또한, 폴리머 박막으로 이루어진 표적을 제작할 때 미리 표적의 원료에 나노입자를 혼합하여 표적을 제작함으로써, 나노입자가 박막재질에서 분리가 일어나는 것을 근본적으로 차단할 수 있다.In addition, when manufacturing a target made of a polymer thin film to prepare a target by mixing the nanoparticles with the raw material of the target in advance, it is possible to fundamentally block the separation of the nanoparticles in the thin film material.

또한, 표적의 원료와 나노입자를 미리 혼합함으로써, 제작이 용이하고 내구성이 좋아지며, 표적을 다양한 형태로 제작할 수 있어 장시간 연속적으로 사용하더라도 안정되게 동작이 가능한 새로운 형태의 혼합표적을 생산할 수 있다.In addition, by mixing the target material and the nanoparticles in advance, it is easy to manufacture and the durability is good, and the target can be produced in various forms, it is possible to produce a new type of mixed target that can operate stably even if used continuously for a long time.

또한, 표적에 나노입자가 균일하게 분포함으로 인해 이러한 나노입자를 통해 레이저를 효율적으로 흡수하고, 발생되는 입자의 에너지 및 그 양이 증가될 수 있다.In addition, the uniform distribution of nanoparticles on the target can effectively absorb the laser through these nanoparticles and increase the energy and amount of particles generated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도, 그리고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적이 사용되는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a mixed target for laser irradiation according to an embodiment of the present invention;
2 is a view schematically showing a mixed target for laser irradiation according to another embodiment of the present invention;
3 is a flow chart schematically showing the flow of a method of manufacturing a mixed target for laser irradiation according to an embodiment of the present invention, and
4 and 5 are schematic diagrams showing an apparatus in which a mixed target for laser irradiation is used according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합표적(100)은 레이저빔, 특히 고 에너지 레이저빔을 사용하여 양성자, 중성자, 전자, 엑스선 등의 고 에너지 입자를 발생시킬 때 레이저빔의 효적이 되는 부재이다. 이러한 혼합표적(100)은 다양한 입자 발생 장치에 장착되어 레이저빔을 조사받아 플라즈마 변환 등을 통하여 고 에너지 입자를 발생시킬 수 있다.The mixed target 100 according to the exemplary embodiment of the present invention is a member that becomes effective for the laser beam when generating high energy particles such as protons, neutrons, electrons, and X-rays using a laser beam, particularly a high energy laser beam. The mixed target 100 may be mounted on various particle generators to generate high energy particles through plasma conversion or the like by irradiating a laser beam.

이러한 레이저 조사용 혼합표적(100)은 폴리머(110) 및 금속 입자(120)를 포함한다. 보다 자세한 설명을 위해 도 1 및 도 2를 제시한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 와이어 형상의 레이저 조사용 혼합표적을 개략적으로 도시한 도면이다.The mixed target 100 for laser irradiation includes a polymer 110 and metal particles 120. 1 and 2 are shown for more detailed description. 1 is a view schematically showing a mixed target for laser irradiation according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram schematically showing a mixed target for laser irradiation in a wire shape according to another embodiment of the present invention to be.

폴리머(110)는 혼합표적(100)의 몸체의 역할을 한다. 폴리머(110)는 레이저빔을 투과하는 고분자막으로 이루어질 수 있다. 따라서, 레이저빔이 반복적으로 조사되어도 쉽게 파단되거나 그 형상이 변형되지 않을 수 있다.The polymer 110 serves as the body of the mixing target 100. The polymer 110 may be made of a polymer film that transmits a laser beam. Therefore, even if the laser beam is repeatedly irradiated, it may not be easily broken or its shape may be deformed.

폴리머(110)의 재료는 염화비닐, 나일론 등을 포함할 수 있고, 다양한 중합체가 사용될 수 있으며, 재료를 제한하지 않는다. 폴리머(110)는 레이저빔의 조사에 의해 기체화 될 수 있다.The material of the polymer 110 may include vinyl chloride, nylon, and the like, and various polymers may be used, and the material is not limited. The polymer 110 may be gasified by irradiation of a laser beam.

혼합표적(100)의 몸체의 역할을 하는 폴리머(110)의 최종 형상은 사용되는 형틀에 따라서 다양한 형상이 가능하다. 다양한 목적에 따라 박막형상, 필름형상, 와이어 형상 등으로 여러 가지 형상으로 제작될 수 있다.The final shape of the polymer 110 serving as the body of the mixing target 100 can be various shapes depending on the mold used. According to various purposes, it may be manufactured in various shapes such as a thin film shape, a film shape, a wire shape, and the like.

폴리머(110)의 내부에는 금속 입자(120)가 분포되어 있다. 금속 입자(120)는 레이저 빔을 공급받아 고 에너지 입자(양성자, 중성자, 전자, 엑스선)를 발생시킬 수 있다. 이러한 금속 입자(120)는 구리, 티타늄, 금, 알루미늄, 철 등의 순도가 높은 금속 재질이 사용되는 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정하지 않고 주석, 규소, 코발트, 니켈, 우라늄, 지르코늄 등 중 적어도 하나의 재료로 이루어 질 수도 있다.Metal particles 120 are distributed in the polymer 110. The metal particles 120 may receive a laser beam to generate high energy particles (protons, neutrons, electrons, X-rays). The metal particles 120 are preferably a high purity metal material such as copper, titanium, gold, aluminum, iron. However, the present invention is not limited thereto, and may be made of at least one of tin, silicon, cobalt, nickel, uranium, zirconium, and the like.

금속 입자(120)는 마이크로 사이즈 및 나노 사이즈의 금속 입자가 사용될 수 있다. 이때 나노 사이즈의 금속 나노입자가 사용되는 것이 바람직하며, 이러한 금속 입자(120)는 직경이 수십 나노미터를 다양한 나노 사이즈를 갖는 구형의 입자로 형성될 수 있다.The metal particles 120 may be micro- and nano-sized metal particles. In this case, it is preferable that nano-size metal nanoparticles are used, and the metal particles 120 may be formed of spherical particles having various nano-sizes of several tens of nanometers in diameter.

보다 바람직하게는 금속 입자(120)는 폴리머(110)의 내부에서 균일한 분포도를 가지면서 분포될 수 있다.More preferably, the metal particles 120 may be distributed while having a uniform distribution in the polymer 110.

금속 입자(120)는 별도의 층으로 폴리머(110)의 표면에 코팅되거나 래미네이트(laminate)되는 것이 아니다. 즉, 금속 입자(120)는 혼합표적(100)을 제작하는 단계에서 미리 혼합표적의 원료가 되는 모재에 혼합된다. 이렇게 초기에 혼합된 상태에서 폴리머를 제작함으로써, 금속 입자(120)가 폴리머(110)의 내부에 균일하게 분포되면서 레이저 조사시에 금속 입자(120)가 폴리머(110)로부터 분리될 수 있는 현상을 근본적으로 차단하는 것이다.The metal particles 120 are not coated or laminated to the surface of the polymer 110 in a separate layer. That is, the metal particles 120 are mixed with the base material which is a raw material of the mixed target in advance in the step of preparing the mixed target 100. By manufacturing the polymer in the initial mixed state, the metal particles 120 are uniformly distributed in the polymer 110 and the metal particles 120 may be separated from the polymer 110 during laser irradiation. It is basically blocking.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합표적(100)의 제조 방법을 설명하기 위하여 도 3을 제시한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.3 illustrates a method of manufacturing the mixed target 100 according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a flow chart schematically showing the flow of a method of manufacturing a mixed target for laser irradiation according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 혼합표적을 제조하기 위하여 금속 입자(120)를 제공한다(S10). 이러한 금속 입자(120)는 앞에서 설명한 것처럼, 나노 사이즈의 금속 나노입자로 예시하고, 나노 사이즈의 범위에서 다양한 크기로 공급된다.Referring to Figure 3, to provide a mixed target to provide a metal particle 120 (S10). As described above, the metal particles 120 are exemplified as metal nanoparticles of nano size, and are supplied in various sizes in the nano size range.

이렇게 준비된 금속 입자(120)를 유기용매에 혼합한다(S20). 이때 유기용매는 뒤에 투입될 혼합표적(100)의 모재와 금속 입자(120)를 혼합시키는 매체의 역할을 할 수 있다. 유기용매는 휘발성 유기용매인 것이 바람직하다. 이러한 유기용매로 벤젠, 아세틸렌 등의 다양한 휘발성 유기용매가 사용될 수 있다.The metal particles 120 thus prepared are mixed with the organic solvent (S20). At this time, the organic solvent may serve as a medium for mixing the base material of the mixed target 100 and the metal particles 120 to be added later. The organic solvent is preferably a volatile organic solvent. As such an organic solvent, various volatile organic solvents such as benzene and acetylene may be used.

금속 입자(120)를 유기용매에 혼합시키면, 금속 입자(120)가 단일 입자로써 유기용매에 골고루 분포하도록 금속 입자(120)를 유기용매에 잘 풀어준다. 이때, 이렇게 금속 입자(120)를 유기용매에 풀어주는 작업을 초음파 세척기를 이용할 수 있다. 이렇게 유기용매에 혼합된 금속 입자(120)에 초음파에 의한 진동을 부가하여 금속 입자(120)를 유기용매에 보다 잘 풀어지게 할 수 있다.When the metal particles 120 are mixed in the organic solvent, the metal particles 120 are well released in the organic solvent so that the metal particles 120 are uniformly distributed in the organic solvent as single particles. In this case, the operation of releasing the metal particles 120 in the organic solvent may be used by an ultrasonic cleaner. In this way, vibration by the ultrasonic wave is added to the metal particles 120 mixed in the organic solvent so that the metal particles 120 may be more easily released in the organic solvent.

금속 입자(120)가 유기용매에 잘 풀리어 혼합되면, 이러한 유기용매에 모재를 투입한다(S30). 이때, 모재는 혼합표적(100)의 모재를 말하고, 이러한 모재는 혼합표적(100)을 제조하는데 있어서 원료가 된다. 모재로는 다양한 종류의 모노머(monomer)가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 모재로 모노머가 사용되고, 이러한 모노머가 금속 입자(120)가 풀린 유기용매에 추가되어 가열됨으로써, 중합반응에 의해 뒤에서 설명되는 폴리머가 되는 것이다. 다만, 모재를 모노머에 한정하지 않으며, 모재로 폴리머가 사용될 수도 있다. 결국, 모재로 모노머 또는 폴리머가 사용됨으로 인해, 제조 결과물로 폴리머로 구성되는 혼합표적(100)이 생성되는 것이다.When the metal particles 120 are well mixed with the organic solvent, the base metal is introduced into the organic solvent (S30). In this case, the base material refers to the base material of the mixed target 100, and this base material is a raw material in manufacturing the mixed target 100. It is preferable that various kinds of monomers are used as the base material. That is, a monomer is used as a base material, and this monomer is added to the organic solvent in which the metal particle 120 was loosened, and is heated, and becomes a polymer demonstrated later by a polymerization reaction. However, the base material is not limited to the monomer, and a polymer may be used as the base material. As a result, since the monomer or polymer is used as the base material, the mixed target 100 composed of the polymer is generated as a result of the manufacture.

금속 입자(120)가 혼합된 유기용매에 모노머 또는 폴리머인 모재를 투입하면, 모재가 유기용매에 골고루 섞이도록 한다. 이때, 모래를 유기용매에 골고루 섞는 작업은 위에서 설명한 초음파세척기를 사용할 수 있다. 즉, 모재가 투입된 유기용매를 가열하면서 초음파세척기를 사용하여 유기용매와 모재가 골고루 섞이도록 할 수 있다.When the base material, which is a monomer or a polymer, is added to the organic solvent in which the metal particles 120 are mixed, the base material is evenly mixed with the organic solvent. At this time, the mixing of the sand evenly in the organic solvent may use the ultrasonic cleaner described above. That is, the organic solvent and the base material may be evenly mixed by using an ultrasonic cleaner while heating the organic solvent in which the base material is introduced.

금속 입자(120)가 혼합된 유기용매에 모재를 골고루 섞으면, 유기용매를 제거하는 단계를 거친다(S40). 즉, 유기용매를 제거함으로써, 모재와 그 내부에 골고루 섞인 금속 입자(120)만을 남기는 것이다.When the base material is evenly mixed with the organic solvent in which the metal particles 120 are mixed, the organic solvent is removed (S40). That is, by removing the organic solvent, only the metal particles 120 evenly mixed in the base material and the inside thereof are left.

이렇게 유기용매를 제거하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들어 아래와 같은 단계를 포함할 수 있다.As such a method of removing the organic solvent may be used a variety of methods, for example may include the following steps.

먼저 모재가 골고루 섞인 유기용매를 형틀에 투입한다(S41). 이때, 형틀은 고온 상태의 형틀인 것이 바람직하다. 그리고, 형틀의 형상은, 혼합표적(100)이 사용되는 다양한 용도 또는 입자 발생 장치의 형상에 따라 그에 맞는 형상의 혼합표적(100)을 제조할 수 있도록, 다양한 형상을 가질 수 있다.First, the organic solvent mixed evenly with the base metal is introduced into the mold (S41). At this time, the mold is preferably a mold in a high temperature state. In addition, the shape of the mold may have various shapes so that the mixed target 100 may be manufactured according to various uses or shapes of the particle generating apparatus in which the mixed target 100 is used.

형틀에 모재 및 금속 입자가 혼합된 유기용매가 투입되면, 형틀을 가열한다(S41). 이렇게 형틀을 가열하면, 휘발성인 유기용매만이 증발한다. 그리고 가열 과정에서 모재가 모노머인 경우에는 중합반응에 따라 폴리머로 변환된다. 모재가 폴리머인 경우 역시 마찬가지로 유기용매가 증발되면서 폴리머가 남는다. 결국, 모재는 폴리머로 남고, 그 내부에는 금속 입자가 균일하게 분포되어 있다. 따라서, 내부에 나노 사이즈의 금속 입자(120)가 균일하게 분포된 폴리머(110)로 구성되는 레이저 조사용 혼합표적(100)이 제조된다.When the organic solvent in which the base material and the metal particles are mixed is injected into the mold, the mold is heated (S41). When the mold is heated in this way, only the volatile organic solvent evaporates. In the heating process, when the base material is a monomer, it is converted into a polymer according to the polymerization reaction. If the base material is a polymer, the polymer remains as the organic solvent evaporates. As a result, the base material remains as a polymer, and metal particles are uniformly distributed therein. Therefore, the mixed target 100 for laser irradiation, which is composed of the polymer 110 in which the nano-sized metal particles 120 are uniformly distributed therein, is manufactured.

이렇게 제조된 혼합표적(100)은 나노입자가 코팅되어 이루어진 종래의 표적과는 다르게, 폴리머(110)의 내부에 금속 입자(120)가 함유되어 서로 강한 물리적 결합을 통해 단일체를 구성함으로써, 외부의 물리적 충격에 의한 분리가 쉽게 일어나지 않는다. 즉, 금속 입자가 혼합표적으로부터 분리가 일어나는 문제를 근본적으로 차단할 수 있다.The mixed target 100 thus prepared is different from the conventional target in which the nanoparticles are coated, and the metal particles 120 are contained in the polymer 110 to form a single body through strong physical bonding with each other. Separation by physical shock is not easy. In other words, it is possible to fundamentally prevent the problem that the metal particles are separated from the mixed target.

또한, 금속 입자가 모재에 이미 혼합된 상태에서 형틀에 투입되어 혼합표적이 형성되므로, 다양한 형태로 제작이 가능하여, 용도에 맞는 형상의 레이저 조사용 표적의 제작이 이루어질 수 있다. 따라서, 장시간 연속적으로 사용하더라도 안정적으로 동작이 가능하도록 새로운 형태의 표적을 다양하게 제조할 수 있다.In addition, since the metal particles are already mixed in the base material, the metal particles are added to the mold to form a mixed target, and thus, may be manufactured in various forms. Therefore, it is possible to manufacture a variety of targets of a new type to enable a stable operation even if used continuously for a long time.

또한, 폴리머(110)의 내부에 함유된 나노 사이즈의 금속 입자(120)에 의해 레이저 빔을 효율적으로 흡수할 수 있고, 그에 따라 발생되는 입자의 양이나 에너지의 크기가 증가될 수 있다.In addition, the laser beam may be efficiently absorbed by the nano-sized metal particles 120 contained in the polymer 110, and thus the amount of particles or energy may be increased.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사용 혼합표적이 사용되는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.4 and 5 are schematic diagrams showing an apparatus in which a mixed target for laser irradiation is used according to an embodiment of the present invention.

도 4의 도시와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 표적(100)은 박막 또는 필름의 형태로 제작되어 권취유닛(11)에 권취된 채 제공될 수 있다. 혼합 표적(100)은 권취유닛(11)에 의해 레이저 빔(12)이 조사되는 면상을 이동할 수 있다. 이러한 혼합 표적(100)에 레이저 빔(12)이 조사되고, 그에 따라 양성자, 중성자, 전자, 엑스선 등의 입자(13)가 발생된다.As shown in FIG. 4, the mixed target 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may be provided in the form of a thin film or a film wound around the winding unit 11. The mixing target 100 may move on the plane to which the laser beam 12 is irradiated by the winding unit 11. The laser beam 12 is irradiated onto the mixed target 100, thereby generating particles 13 such as protons, neutrons, electrons, and X-rays.

또는, 도 5의 도시와 같이, 혼합 표적(100)이 와이어의 형태로 제작되어 권취유닛(21)에 권취된 채 제공될 수 있다. 이때는 권취유닛(21)에 권취된 혼합 표적(100)이 이송유닛(22)에 의해 마찰력을 전달받아 혼합표적(100)의 일단이 레이저 빔(23)이 조사되는 곳까지 공급되고, 혼합표적(100)의 일단에 레이저빔(23)이 조사되면서 양성자, 중성자, 전자, 엑스선 등의 입자(24)가 발생된다.Alternatively, as shown in FIG. 5, the mixed target 100 may be provided in the form of a wire and wound around the winding unit 21. In this case, the mixed target 100 wound around the winding unit 21 receives the frictional force by the transfer unit 22, and one end of the mixed target 100 is supplied to the place where the laser beam 23 is irradiated, and the mixed target ( As the laser beam 23 is irradiated to one end of the 100, particles 24 such as protons, neutrons, electrons, and X-rays are generated.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

100: 혼합 표적 110: 폴리머
120: 금속 입자100: mixed target 110: polymer
120: metal particles

Claims (12)

레이저 빔을 사용하여 고 에너지 입자를 발생시키는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법에 있어서,
레이저를 조사 받아 고 에너지 입자를 발생시킬 수 있는 금속 입자를 제공하는 단계;
상기 제공된 금속 입자를 유기용매에 혼합하는 단계;
상기 금속 입자가 혼합된 유기용매에 레이저 광이 조사되는 표적의 모재를 투입하는 단계; 및
상기 금속 입자를 함유하는 상기 모재만을 얻도록 상기 유기용매를 제거하는 단계;
를 포함하며,
상기 유기용매를 제거하는 단계는,
상기 금속 입자 및 상기 모재가 섞인 상기 유기용매를 형틀에 투입하는 단계; 및
상기 유기용매가 증발하도록 상기 형틀을 가열하는 단계;
를 포함하는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.In the manufacturing method of the mixed target for laser irradiation which produces | generates high energy particle using a laser beam,
Providing metal particles capable of being irradiated with a laser to generate high energy particles;
Mixing the provided metal particles with an organic solvent;
Injecting the base material of the target to which the laser light is irradiated to the organic solvent mixed with the metal particles; And
Removing the organic solvent so as to obtain only the base material containing the metal particles;
Including;
Removing the organic solvent,
Injecting the organic solvent in which the metal particles and the base material are mixed into a mold; And
Heating the mold such that the organic solvent is evaporated;
Method of producing a mixed target for laser irradiation comprising a. 제1항에 있어서,
상기 유기용매는 휘발성 유기용매인 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 1,
The organic solvent is a volatile organic solvent, a method for producing a mixed target for laser irradiation. 제1항에 있어서,
상기 금속 입자를 유기용매에 혼합하는 단계는 상기 금속 입자가 단일입자의 형태로 상기 유기용매에 골고루 분포되어 혼합되는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 1,
The mixing of the metal particles in an organic solvent is a method of manufacturing a mixed target for laser irradiation, wherein the metal particles are evenly distributed and mixed in the organic solvent in the form of a single particle. 제3항에 있어서,
상기 혼합은 초음파 세척기를 통해 이루어지는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 3,
The mixing is a method of manufacturing a laser irradiation mixing target made through an ultrasonic cleaner. 제1항에 있어서,
상기 모재를 투입하는 단계는 폴리머 또는 모노머를 모재로 하여 상기 유기용매에 투입하는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 1,
The step of injecting the base material is a method of producing a mixed target for laser irradiation is injected into the organic solvent using a polymer or monomer as a base material. 제1항에 있어서,
상기 유기용매에 상기 모재를 투입한 이후에 상기 유기용매를 가열하면서 상기 유기용매와 상기 모재가 골고루 섞이도록 하는 단계를 더 포함하는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a mixed target for laser irradiation further comprising the step of mixing the organic solvent and the base material evenly while heating the organic solvent after the base material is added to the organic solvent. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 모재는 모노머 이고, 상기 형틀을 가열하는 동안 상기 모노머는 중합반응을 거쳐 폴리머로 변환되는 레이저 조사용 혼합표적의 제조방법.The method of claim 1,
Wherein said base material is a monomer and said monomer is converted into a polymer through a polymerization reaction while said mold is heated. 레이저 빔을 사용하여 고 에너지 입자를 발생시키는 레이저 조사용 혼합표적에 있어서,
상기 혼합표적의 몸체를 구성하는 폴리머, 상기 폴리머의 내부에 분포되어 레이저를 조사 받아 고 에너지 입자를 발생시킬 수 있는 금속 입자 및 상기 폴리머와 상기 금속 입자가 혼합되는 유기용매를 포함하고,
상기 금속 입자 및 상기 폴리머는 가열에 의해 상기 유기용매가 제거됨으로써 단일체를 구성하며,
상기 유기용매 제거를 위해, 상기 금속 입자 및 상기 폴리머가 섞인 상기 유기용매를 형틀에 투입한 후 상기 형틀을 가열하는 레이저 조사용 혼합표적.In the mixed target for laser irradiation which generates a high energy particle using a laser beam,
A polymer constituting the body of the mixed target, metal particles distributed within the polymer and capable of generating high energy particles by being irradiated with a laser, and an organic solvent in which the polymer and the metal particles are mixed;
The metal particles and the polymer form a monolith by removing the organic solvent by heating.
Mixing target for laser irradiation for heating the mold after the organic solvent mixed with the metal particles and the polymer is added to the mold to remove the organic solvent. 제9항에 있어서,
상기 폴리머는 모재인 모노머가 가열에 의해 중합반응을 거쳐 변환되는 레이저 조사용 혼합표적.10. The method of claim 9,
The polymer is a mixed target for laser irradiation in which the monomer as a base material is converted through a polymerization reaction by heating. 제9항에 있어서,
상기 금속 입자는 상기 폴리머의 내부에 공간적으로 균일하게 분포한 레이저 조사용 혼합표적.10. The method of claim 9,
The metal particle is a mixed target for laser irradiation is uniformly distributed in the interior of the polymer. 제9항에 있어서,
상기 금속 입자는 직경이 수 십 나노미터의 크기를 갖는 나노입자를 포함하는 레이저 조사용 혼합표적.10. The method of claim 9,
The metal particle is a mixed target for laser irradiation comprising nanoparticles having a size of several tens of nanometers in diameter.
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