KR101350035B1

KR101350035B1 - 전자빔 발생장치

Info

Publication number: KR101350035B1
Application number: KR1020120154786A
Authority: KR
Inventors: 장규하; 이병철; 김병남; 송기백
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-01-16
Also published as: KR20130129815A

Abstract

전자빔의 에너지를 용이하게 조절할 수 있고 듀얼 에너지 가속기의 전자빔 에너지를 용이하게 조절할 수 있는 전자빔 발생장치를 제공한다. 전자빔 발생장치는, CNT실(yarn)을 전자빔 방출 소스로 사용하여 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부, 상기 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관 및 고주파를 발생시키고, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 각각 고주파를 인가하되, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 서로 다른 파워를 갖는 고주파를 인가하는 고주파 발생부를 포함하여 구성된다.

Description

전자빔 발생장치{ELECTRON BEAM GENERATING APPARATUS}

본 발명은 전자빔 발생장치에 관한 것이다.

전자빔 발생장치란 전자현미경, 진행파관, 브라운관 등과 같이 전자류를 가늘게 빔 모양으로 죄어서 작동시킬 필요가 있을 경우, 그 전자빔을 발생시키는 장치를 말한다. 또한, 전자빔 발생장치는 입자가속기 등에도 사용되어 물체의 특성을 파악하는데 이용될 수도 있다.

전자빔 발생장치는 전자빔을 방출시키기 위해서 레이저빔을 캐소드에 입사시킬 수 있다. 이 때, 방출된 전자빔을 가속하는 수단으로는 고주파가 입사되는 공진공동을 이용하는 방법이 있다.

열전자총을 사용하는 복수(dual) 에너지 전자 가속기는 전자빔 발생을 위해서 필라멘트 파워가 별도로 필요할 뿐만 아니라, 가속관 입력 전자의 에너지를 조절에 불편함이 있었다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전자빔 에너지를 용이하게 조절할 수 있는 전자빔 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 전자빔 발생장치는, CNT실(yarn)을 전자빔 방출 소스로 사용하여 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부, 상기 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관 및 고주파를 발생시키고, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 각각 고주파를 인가하되, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 서로 다른 파워를 갖는 고주파를 인가하는 고주파 발생부를 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 고주파 발생부는, 상기 고주파 발생부에 전원을 인가하는 고주파 구동부, 상기 고주파 발생부에 고전압을 인가하는 고전압 모듈레이터(high power modulator) 및 상기 고주파 발생부에 저전압을 인가하는 저전압 모듈레이터(low power modulator)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 고주파 구동부는 상기 고전압 모듈레이터와 상기 저전압 모듈레이터를 동조시키도록 구성된다. 또한, 상기 저전압 모듈레이터는 상기 전자빔 발생부와 상기 고주파 발생부 사이에 구비되어 상기 전자빔 발생부에 고주파를 인가하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 고전압 모듈레이터는 상기 고주파 발생부에 연결되고, 상기 고주파 발생부는 상기 가속관에 듀얼 에너지를 인가할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 고주파 발생부는 상기 전자빔의 집속을 위한 자석부를 더 구비할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 전자빔 발생장치(전자총)에서 방출되는 에너지를 용이하게 조절할 수 있는 전자빔 발생장치를 이용하여, 열전자총 듀얼 에너지 가속기의 전자빔 에너지를 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 발생장치의 모식도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 전자빔 발생장치(10)에 대해 상세하게 설명한다. 전자빔 발생장치(10)는 전자빔 발생부(11)와 RF 발생부(12) 및 가속관(13)을 포함하여 구성된다.

전자빔 발생부(11)는 전자빔(e)을 발생시킨다. 전자빔 발생부(11)는 전자(e)를 생성시키기 위한 전자빔 방출 소스로 CNT실(yarn)(111)을 구비한다. 여기서, 'CNT실'이라 명명하였으나, 본 발명이 이로 인해 한정되는 것은 아니며, CNT실(111)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

고주파 발생부(12)는 고주파를 발생시키고, 전자빔 발생부(11)와 가속관(13)에 각각 고주파를 인가한다. 여기서, 고주파 발생부(12)는 전자빔 발생부(11)와 가속관(13)에 서로 다른 주파수대역의 고주파를 인가한다. 예를 들어, 고주파 발생부(12)는 전자빔 발생부(11)에 소정 주파수대의 고주파를 인가하고, 가속관(13)에는 전자빔 발생부(11)보다 높은 주파수대의 고주파를 인가하도록 구성된다.

또한, 고주파 발생부(12)는 전원을 인가하는 고주파 구동부(121)와 고전압을 인가하는 고전압 모듈레이터(high power modulator)(123) 및 저전압을 인가하는 저전압 모듈레이터(low power modulator)(122)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 저전압 모듈레이터(122)는 전자빔 발생부(11)에 연결되고, 고전압 모듈레이터(123)는 고주파 발생부(12)에 연결되도록 구비될 수 있다. 그리고 고주파 발생부(12)는 가속관(13)에 듀얼 에너지를 인가할 수 있도록 저전압 모듈레이터(122)와 고전압 모듈레이터(123)를 동조시키도록 구성된다.

가속관(13)은 전자빔 발생부(11)에서 발생한 전자빔(e)은 가속관(13)으로 입사되어 가속되는 공간을 제공한다.

또한, 가속관(13)의 일측에는 전자빔(e)의 집속을 위한 자석부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 싱글(single) 에너지 전자 가속기와는 달리, 듀얼(dual) 에너지 전자 가속기는 입력 고주파의 출력을 조절하여, 서로 다른 에너지를 갖는 가속 전자빔(e)을 얻을 수 있다. 그리고, 전자빔 발생장치(10)는 고주파의 출력만을 조절하는 것이 아니라, 각 입력 고주파의 출력에 따라 전자빔(e)의 사양(전류, 에너지) 또한 바꾸어 주어야 된다. 그런데, 열전자총과는 달리 CNT실(111)을 사용할 경우, 전자빔(e)의 발생은 입력 전압에만 의존한다. 따라서, 본 실시예들에 따르면, 듀얼 에너지를 발생시키기 위해서 CNT실(111)에 입력되는 전압을 조절하는 것 만으로, 필요한 전자빔(e)의 전류 및 에너지를 조절하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예들에 따르면, CNT실(field emitter)(111)을 사용하는 듀얼 에너지 가속기용 전자빔 발생장치는 가속기 장치를 간단하게 할 수 있을 뿐만 아니라, CNT실(111)에서 방출되는 전자빔(e)의 질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 전자빔 발생장치
11: 전자빔 발생부
111: CNT실(yarn)
12: 고주파 발생부(RF source)
121: 고주파 구동부(RF driving source)
122: 저전압 모듈레이터(low power modulator)
123: 고전압 모듈레이터(high power modulator)
13: 가속관
e: 전자빔

Claims

CNT실(yarn)을 전자빔 방출 소스로 사용하여 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부;
상기 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관; 및
고주파를 발생시키고, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 각각 고주파를 인가하되, 상기 전자빔 발생부와 상기 가속관에 서로 다른 파워를 갖는 고주파를 인가하는 고주파 발생부;
를 포함하는 전자빔 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 고주파 발생부는,
상기 고주파 발생부에 전원을 인가하는 고주파 구동부;
상기 고주파 발생부에 고전압을 인가하는 고전압 모듈레이터(high power modulator); 및
상기 고주파 발생부에 저전압을 인가하는 저전압 모듈레이터(low power modulator);
를 포함하는 전자빔 발생장치.
제2항에 있어서,
상기 고주파 구동부는 상기 고전압 모듈레이터와 상기 저전압 모듈레이터를 동조시키는 전자빔 발생장치.
제2항에 있어서,
상기 저전압 모듈레이터는 상기 전자빔 발생부와 상기 고주파 발생부 사이에 구비되어 상기 전자빔 발생부에 고주파를 인가하도록 구비되는 전자빔 발생장치.
제2항에 있어서,
상기 고전압 모듈레이터는 상기 고주파 발생부에 연결되고,
상기 고주파 발생부는 상기 가속관에 듀얼 에너지를 인가하는 전자빔 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 고주파 발생부는 상기 전자빔의 집속을 위한 자석부를 더 포함하는 전자빔 발생장치.