KR102670648B1 - Dispersion Angle Reduction Device for Neutron - Google Patents

Dispersion Angle Reduction Device for Neutron Download PDF

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KR102670648B1
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Abstract

본 발명은 일실시예에서 서로 평행하게 배치되는 제 1 면과 제 2 면; 상기 제 1 면과 상기 제 2 면의 중앙면에서부터 중성자의 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 제 1 각도로 벌어지는 분산각 증폭 거울; 및 상기 분산각 증폭 거울이 시작된 제 1 시작점으로부터 상기 진행방향을 따라서 제 1 거리만큼 이격되며, 상기 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 벌어지는 분산각 감소 거울;을 포함하며, 상기 분산각 감소 거울은 제 2 시작점으로부터 상기 제 1 각도로 벌어지는 제 1 분산각 감소 거울과 제 2 각도로 벌어지는 제 2 분산각 감소 거울을 포함하며, 상기 분산각 증폭 거울은 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 큰 최대 반사각을 가지는 M값을 가지며, 상기 제 1 각도는 상기 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 작으며, 상기 제 1 분산각 감소 거울은 상기 분산각 증폭 거울과 동일한 형상 및 M 값을 가지며, 상기 제 2 분산각 감소 거울은 상기 제 1 분산각 감소 거울보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 작은 중성자 분산각 감소 장치를 제공한다. In one embodiment, the present invention includes a first side and a second side arranged parallel to each other; a dispersion angle amplifying mirror spread at a first angle from the center of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface along the direction of neutron travel; and a dispersion angle reduction mirror that is spaced apart by a first distance along the traveling direction from the first starting point where the dispersion angle amplifying mirror starts and spreads toward the first surface and the second surface along the traveling direction, The dispersion angle reduction mirror includes a first dispersion angle reduction mirror spread at the first angle from a second starting point and a second dispersion angle reduction mirror spread at a second angle, and the dispersion angle amplifying mirror has a maximum dispersion angle of incoming neutrons. The first angle is smaller than the maximum dispersion angle of the incoming neutron, and the first dispersion angle reduction mirror has the same shape and M value as the dispersion angle amplification mirror. A second dispersion angle reduction mirror has a smaller M value than the first dispersion angle reduction mirror, and the second angle is less than the first angle.

Description

중성자 분산각 감소 장치{Dispersion Angle Reduction Device for Neutron}Dispersion Angle Reduction Device for Neutron}

본 발명은 중성자 유도관에 설치되어 통과하는 중성자의 분산각을 감소시키는 중성자 분산각 감소 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a neutron dispersion angle reduction device installed in a neutron induction tube to reduce the dispersion angle of neutrons passing through it.

냉중성자원 또는 x-선원으로 발생한 각 빔은 선원으로부터 방사형으로 퍼져나간다. 이렇게 방사형으로 진행한 높은 분산각을 지닌 중성자 또는 X-선은 거리의 제곱에 반비례하여 그 밀도 혹은 광도(flux)가 줄어든다. Each beam generated by a cold neutron source or x-ray source spreads radially from the source. The density or luminosity (flux) of neutrons or

물질구조 분석을 위해서는 빔을 샘플에 내보내야 하는데, 공간적 제약등 여러 이유로 광원에서 일정한 거리에 위치한 샘플에 도달한 빛은 낮은 광도(flux)로 인해 장시간 측정이 요구된다. 타원이나, 포물선의 거울을 이용하여 빔을 모아주는 방법도 있는데, 빔의 플럭스 증가와 반비례하여 직진도가 높아지므로, 높은 분산각이 필요한 특수한 실험이나 장치에 이용되기도 하지만, 대부분의 중성자 이용 장치는 낮은 분산각이 요구되므로, 분산각을 억제해아 한다. 이를 위하여 슬릿이나 콜리메이터가 사용된다. In order to analyze the material structure, a beam must be sent to the sample, but for various reasons such as spatial constraints, the light reaching the sample located at a certain distance from the light source has a low luminous intensity (flux), so long-term measurement is required. There is also a method of concentrating the beam using an elliptical or parabolic mirror. Since the straightness increases in inverse proportion to the increase in beam flux, it is sometimes used in special experiments or devices that require a high dispersion angle, but most neutron-using devices Since a low dispersion angle is required, the dispersion angle must be suppressed. For this purpose, slits or collimators are used.

도 1 에는 블레이드를 이용한 콜리메이터(C)의 개략도가 도시되어 있다. 중성자 유도관 내면(11)에 이러한 콜리메이터(C)가 배치되며, 이러한 콜리메이터(C)의 경우 얇은 금속막 또는 유리, 폴리머 필름 같은 물질에 x-선 또는 중성자 흡수 물질(Gd, B 등)을 코팅한 후 일정하게 배치한다. 이렇게 일정간격으로 배치된 흡수막을 통과한 빔은 일정한 분산 각도를 가진다. Figure 1 shows a schematic diagram of a collimator (C) using blades. This collimator (C) is placed on the inner surface of the neutron guide tube (11), and in the case of this collimator (C), an x-ray or neutron absorbing material (Gd, B, etc.) is coated on a material such as a thin metal film, glass, or polymer film. After that, place them evenly. The beam that passes through the absorption films arranged at regular intervals has a constant dispersion angle.

하지만, 이러한 콜리메이터(C)의 경우에 블레이드 자체의 두께로 인하여 빔의 손실이 발생될 뿐만 아니라 높은 분산각의 경우에 모두 블레이드에 의해 흡수되어 분산각은 감소되나 밀도도 함께 감소된다는 한계가 있다. However, in the case of this collimator (C), not only does beam loss occur due to the thickness of the blade itself, but also in the case of a high dispersion angle, all beams are absorbed by the blade, which reduces the dispersion angle but also reduces density.

(특허문헌 1) KR 1221001 B (Patent Document 1) KR 1221001 B

본 발명은 낮은 분산각의 중성자를 수요처에 제공할 수 있는 중성자 분산각 감소 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a neutron dispersion angle reduction device that can provide neutrons with a low dispersion angle to a demander.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 중성자 분산각 감소 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides the following neutron dispersion angle reduction device.

본 발명은 일실시예에서 서로 평행하게 배치되는 제 1 면과 제 2 면; 상기 제 1 면과 상기 제 2 면의 중앙면에서부터 중성자의 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 제 1 각도로 벌어지는 분산각 증폭 거울; 및 상기 분산각 증폭 거울이 시작된 시작점으로부터 상기 진행방향을 따라서 제 1 거리만큼 이격되며, 상기 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 벌어지는 분산각 감소 거울;을 포함하며, 상기 분산각 감소 거울은 상기 시작점으로부터 상기 제 1 각도로 벌어지는 제 1 분산각 감소 거울과 제 2 각도로 벌어지는 제 2 분산각 감소 거울을 포함하며, 상기 분산각 증폭 거울은 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 큰 최대 반사각을 가지는 M값을 가지며, 상기 제 1 각도는 상기 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 작으며, 상기 제 1 분산각 감소 거울은 상기 분산각 증폭 거울과 동일한 형상 및 M 값을 가지며, 상기 제 2 분산각 감소 거울은 상기 제 1 분산각 감소 거울보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 작은 중성자 분산각 감소 장치를 제공한다. In one embodiment, the present invention includes a first side and a second side arranged parallel to each other; a dispersion angle amplifying mirror spread at a first angle from the center of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface along the direction of neutron travel; and a dispersion angle reduction mirror spaced apart from a starting point of the dispersion angle amplifying mirror by a first distance along the traveling direction and spreading toward the first surface and the second surface along the traveling direction, wherein the dispersion angle decreases. The angle reduction mirror includes a first scattering angle reduction mirror spread at the first angle from the starting point and a second scattering angle reduction mirror spread at a second angle, wherein the scattering angle amplifying mirror has a maximum scattering angle greater than the maximum scattering angle of the incoming neutron. has a reflection angle and M value, wherein the first angle is smaller than the maximum dispersion angle of the incoming neutron, the first dispersion angle reducing mirror has the same shape and M value as the dispersion angle amplifying mirror, and the second dispersion angle is An angle reduction mirror has an M value smaller than the first scattering angle reduction mirror, and the second angle is smaller than the first angle.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 높은 플럭스로 낮은 분산각의 중성자를 사용처에 제공할 수 있는 중성자 분산각 감소 장치를 제공할 수 있다. Through the above configuration, the present invention can provide a neutron dispersion angle reduction device that can provide neutrons with a low dispersion angle at high flux to the user.

도 1 은 종래의 콜리메이터를 포함하는 중성자 유도관의 개략도이다.
도 2 는 중성자 유도관의 개략도이다.
도 3 은 중성자 거울을 포함하는 중성자 유도관의 개략도이다.
도 4 는 동일한 중성자 거울을 복수개 포함하는 중성자 유도관의 개략도이다.
도 5 는 종류가 다른 중성자 거울을 포함하는 중성자 유도관의 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치의 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치의 개략도이다.
도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a neutron guidance tube including a conventional collimator.
Figure 2 is a schematic diagram of a neutron guidance tube.
Figure 3 is a schematic diagram of a neutron guidance tube containing a neutron mirror.
Figure 4 is a schematic diagram of a neutron guidance tube including a plurality of identical neutron mirrors.
Figure 5 is a schematic diagram of a neutron guidance tube containing different types of neutron mirrors.
Figure 6 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reduction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reduction device according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reduction device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, preferred embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, when describing preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same symbols are used throughout the drawings for parts that perform similar functions and actions. In addition, in this specification, terms such as 'upper', 'top', 'upper surface', 'lower', 'lower', 'lower surface', 'side', etc. are based on the drawings and are actually elements or components. It may vary depending on the direction in which it is placed.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be 'connected' to another part, this does not only mean 'directly connected', but also 'indirectly connected' with another element in between. Includes. In addition, 'including' a certain component does not mean excluding other components, but may further include other components, unless specifically stated to the contrary.

본 발명은 중성자 유도관에 대한 것으로, 중성자 유도관은 중성자원으로부터 발생한 중성자를 중성자실험장치까지 이송 시키기 위한 것으로, 중성자들이 물질의 입사면에 임계각내로 입사할 때 전반사되는 성질을 이용한다. The present invention relates to a neutron induction tube. The neutron induction tube is used to transport neutrons generated from a neutron source to a neutron experiment device, and utilizes the property of total reflection when neutrons are incident on the incident surface of a material within a critical angle.

이런 중성자 유도관은 초창기에는 58Ni 을 대면적 기판에 코팅하여 4각관 형태로 접합하여 이용하였으나, 코팅기술의 발전으로 다층박막구조의 중성자초거울 형태가 이용되어 중성자의 수율을 높이고 있다. 두 개의 서로 다른 물질을 동일 두께로 반복 적층하면 인위적인 2차원 주기적 구조로 인해 회절 peak가 생성되는데, 중성자 초거울이라 함은 니켈과 티타늄을 번갈아 적층해 쌓는 방법으로, 박막의 두께에 변화를 주어 58Ni 의 전반사각까지 임계각을 확장하는 방법이 알려져 있으며,. 58Ni의 전반사각의 2배, 3배, 4배,… 에 해당하는 중성자 초거울은 M2, M3, M4 … 라 한다. In the beginning, these neutron induction tubes were used by coating 58 Ni on a large-area substrate and joining them in the form of a square tube, but with the development of coating technology, a neutron supermirror form with a multi-layer thin film structure is used, increasing the neutron yield. When two different materials are repeatedly stacked with the same thickness, a diffraction peak is generated due to an artificial two-dimensional periodic structure. A neutron supermirror is a method of stacking nickel and titanium alternately, changing the thickness of the thin film 58 There is a known method of extending the critical angle to the total reflection angle of Ni. 58 2 times, 3 times, 4 times the angle of total reflection of Ni... The corresponding neutron supermirrors are M2, M3, M4... It is said that

도 2 에는 중성자 유도관(1)의 개략도가 도시되어 있다. 중성자 유도관(1)을 통과하는 중성자는 중성자 유도관 내면(11, 12)에 코팅 되는 물질의 M값과 중성자 자신의 파장에 영향을 받는다. 파장이 클수록 M값이 높을수록 큰 입사각을 지닌 중성자는 중성자유도관 내면(11, 12)의 물질에 반사되어 손실없이 장거리를 비행하여 원하고자 하는 곳까지 이동이 가능하다. Figure 2 shows a schematic diagram of the neutron guide tube 1. Neutrons passing through the neutron guide tube (1) are affected by the M value of the material coated on the inner surface of the neutron guide tube (11, 12) and the neutron's own wavelength. As the wavelength is larger and the M value is higher, neutrons with a larger incident angle are reflected by the material on the inner surface of the neutron freedom conduit (11, 12), allowing them to fly long distances without loss and travel to the desired location.

중성자를 이용하는 장치마다 특성이 있으나 레디오그라피와 같이 높은 중성자속을 필요로 하는 몇몇 장치를 제외하곤 대부분의 중성자를 이용하는 장치는 모든 중성자를 이용하는 것이 아니라 낮은 분산각의 중성자를 이용한다.Each device that uses neutrons has its own characteristics, but with the exception of some devices that require high neutron flux, such as radiography, most devices that use neutrons do not use all neutrons but rather use neutrons with a low dispersion angle.

일반적으로 중성자유도관을 통과하는 중성자는 중성자유도관 내면(11, 12)에 코팅된 M값에 영향을 받는다. 예로 중성자유도관이 M2로 코팅되어 있다면, 파장이 4.75Å 인 중성자의 M=2에 대한 전반사각은 1도이므로 1도 초과의 중성자는 중성자 유도관내부에서 반사하지 못하고 투과하여 일정한 위치에서 중성자들은 1도 이하의 중성자들만 발견된다. 즉, 입사하는 중성자들의 분산각은 1도 이하이다. 상대적으로 파장이 짧은 예로 2.375 Å 인 중성자의 경우 전반사각이 0.5도이므로 분산각이 0.5도 이하인 중성자만 발견된다. In general, neutrons passing through a neutron freedom conduit are affected by the M value coated on the inner surfaces of the neutron freedom conduit (11, 12). For example, if the neutron induction tube is coated with M2, the total reflection angle for M=2 for neutrons with a wavelength of 4.75Å is 1 degree, so neutrons larger than 1 degree cannot be reflected inside the neutron induction tube and pass through, and neutrons at a certain position Only neutrons below 1 degree are found. In other words, the dispersion angle of incident neutrons is less than 1 degree. For example, in the case of a neutron with a relatively short wavelength of 2.375 Å, the total reflection angle is 0.5 degrees, so only neutrons with a dispersion angle of 0.5 degrees or less are found.

도 3 에는 중성자 거울(2)을 포함하는 중성자 유도관(1)의 개략도가 도시되어 있으며, 도 4 에는 중성자 거울(2)을 복수개 포함하는 중성자 유도관(1)의 개략도이다. FIG. 3 is a schematic diagram of a neutron guidance tube 1 including a neutron mirror 2, and FIG. 4 is a schematic diagram of a neutron guidance tube 1 including a plurality of neutron mirrors 2.

도 3 에서 도시되어 있듯이, M=2 코팅이 증착된 중성자 유도관(1), 즉, 중성자가 잘 투과되는 실리콘(Si)에 M=2 중성자초거울 코팅을 증착하면, 중성자 파장이 4.75Å 이내의 중성자는 투과하고, 4.75Å초과의 중성자는 반사하게 된다. 상기 중성자 유도관(1) 내부에 중성자 거울(2)을 설치한다. 중성자 거울(2)은 내면(11)에 대하여 시계 방향으로 1도의 각을 가지고 배치된다. 중성자 거울(2)의 M값이 1이고, 중성자 파장이 4.75Å인 경우 0도 ~ 0.5이하의 분산각을 지닌 중성자는 투과하고, 0.5도 초과의 중성자만 반사하게 된다. As shown in FIG. 3, when an M=2 neutron supermirror coating is deposited on the neutron guide tube 1 on which an M=2 coating is deposited, that is, silicon (Si) through which neutrons are well transmitted, the neutron wavelength is within 4.75 Å. Neutrons above 4.75Å pass through, and neutrons above 4.75Å are reflected. A neutron mirror (2) is installed inside the neutron induction tube (1). The neutron mirror (2) is disposed at an angle of 1 degree clockwise with respect to the inner surface (11). When the M value of the neutron mirror (2) is 1 and the neutron wavelength is 4.75 Å, neutrons with a dispersion angle of 0 degrees to 0.5 degrees or less are transmitted, and only neutrons with a dispersion angle of more than 0.5 degrees are reflected.

중성자 진행 방향, 즉, 내면연장 방향에 대하여 분산각이 0 ~ 0.5도인 중성자(A)의 경우 1도 기울어진 중성자 거울(2)에 대하여는 각도가 0.5 ~ 1도 사이가 되며, 중성자 거울(2)은 0 ~ 0.5 도 사이의 분산각만 반사하므로, 중성자 진행 방향에 대하여 분산각이 0 ~ 0.5 도인 중성자(A)는 중성자 거울(2)을 통과하며, 분산각이 0.5~ 1도인 중성자(B)는 중서자 거울(2)에 대하여는 0 ~ 0.5도가 되므로, 중성자 거울(20)에서 반사된다. In the case of a neutron (A) with a dispersion angle of 0 to 0.5 degrees with respect to the direction of neutron progression, that is, the inner extension direction, the angle is between 0.5 to 1 degree with respect to the neutron mirror (2) tilted by 1 degree, and the neutron mirror (2) Since only the dispersion angle between 0 and 0.5 degrees is reflected, neutrons (A) with a dispersion angle of 0 to 0.5 degrees with respect to the direction of neutron travel pass through the neutron mirror (2), and neutrons (B) with a dispersion angle of 0.5 to 1 degree. Since is 0 to 0.5 degrees with respect to the neutron mirror (2), it is reflected from the neutron mirror (20).

한편, 도 4 에는 중성자 거울(2)의 뒤에 동일한 중성자 거울(2)이 배치된 모습이 도시되어 있다. 동일한 거울이라는 것은 M 값 및 내면(11)과 이루는 각도(α)가 동일하다는 것을 의미한다. 도 4 에서 도시되어 있듯이, 중성자 거울(2)에 대하여 제 1 입사각(θ1)으로 입사되는 중성자는 제 1 입사각(θ1)이 중성자 거울(2)의 최대 반사각 이내이면, 제 1 반사각(θ2)으로 반사된다. Meanwhile, Figure 4 shows the same neutron mirror (2) disposed behind the neutron mirror (2). The same mirror means that the M value and the angle (α) formed with the inner surface (11) are the same. As shown in FIG. 4, neutrons incident on the neutron mirror 2 at the first incident angle θ1 are reflected at the first reflection angle θ2 if the first incident angle θ1 is within the maximum reflection angle of the neutron mirror 2. It is reflected.

예를 들어, 1도로 기울어진 중성자 거울(2)의 M값이 1 인 경우에 분산각이 0.6도인 경우 제 1 입사각(θ1)은 0.4도가 되며, 중성자 거울(2)은 0.5도까지 반사하므로, 전반사가 이루어져 제 1 입사각(θ1)과 동일한 제 1 반사각(θ2)으로 반사된다. 제 1 반사각(θ2)은 제 1 입사각(θ1)과 동일하지만, 중성자 거울(2)이 1도 기울어져 있으므로, 첫번째 중성자 거울(2)에서 반사된 후 중성자의 분산각은 1.4 도가 된다. For example, when the M value of the neutron mirror 2 inclined at 1 degree is 1 and the dispersion angle is 0.6 degrees, the first angle of incidence (θ1) is 0.4 degrees, and the neutron mirror 2 reflects up to 0.5 degrees, Total reflection occurs and reflection occurs at the first reflection angle (θ2), which is the same as the first incident angle (θ1). The first reflection angle θ2 is equal to the first incident angle θ1, but since the neutron mirror 2 is tilted by 1 degree, the dispersion angle of the neutron after reflection from the first neutron mirror 2 is 1.4 degrees.

이렇게 1.4 도의 분산각을 가지는 중성자는 두번째 중성자 거울(2)로 입사되며, 두번째 중성자 거울(2) 역시 1도 기울어져 있으므로, 두번째 중성자 거울(2)로 입사되는 제 2 입사각(θ3)은 0.4 도가 된다. 제 2 입사각(θ3)이 최대 반사각인 0.5도 보다 작으므로, 두번째 중성자 거울(2)에서 다시 중성자는 반사되며, 제 2 반사각(θ4)은 제 2 입사각(θ3)과 동일하며, 두번째 중성자 거울(2)이 경사져 있으므로, 최종 중성자의 분산각은 거울의 경사각(1도)에서 제 2 반사각(θ4)을 뺀 0.6 도이다. 따라서 최종적으로 두번째 중성자 거울(2)을 통과한 중성자의 분산각은 최초의 중성자의 분산각과 동일하며, 동일한 거울로 반사하는 경우 분산각이 개선되지는 않는다. In this way, neutrons with a dispersion angle of 1.4 degrees are incident on the second neutron mirror (2), and since the second neutron mirror (2) is also tilted by 1 degree, the second angle of incidence (θ3) incident on the second neutron mirror (2) is 0.4 degrees. do. Since the second angle of incidence (θ3) is less than 0.5 degrees, which is the maximum angle of reflection, the neutrons are reflected again from the second neutron mirror (2), and the second angle of reflection (θ4) is equal to the second angle of incidence (θ3), and the second neutron mirror ( Since 2) is inclined, the final dispersion angle of the neutron is 0.6 degrees, which is the tilt angle of the mirror (1 degree) minus the second reflection angle (θ4). Therefore, the dispersion angle of the neutron that ultimately passes through the second neutron mirror (2) is the same as the dispersion angle of the first neutron, and when reflected by the same mirror, the dispersion angle is not improved.

도 5 에는 복수의 중성자 거울(2)에서 반사시키는 도 4 와 달리 중성자 거울(2) 뒤에 중성자 거울(2)과 다른 중성자 거울(3)이 배치되는 구조가 도시되어 있다. FIG. 5 shows a structure in which the neutron mirror 2 and another neutron mirror 3 are disposed behind the neutron mirror 2, unlike in FIG. 4 where reflection is performed by a plurality of neutron mirrors 2.

도 5 에서 보이듯이, 도 3 및 도 4 와 동일하게 중성자 거울(2)이 배치되는데, 중성자 거울(2) 뒤에는 다른 중성자 거울(3)이 상기 중성자 거울(2)보다 작은 경사각으로 배치된다. 중성자 거울(2)의 M 값은 1 이고, 내면과의 경사각(α)은 1도이며, 다른 중성자 거울(3)의 M 값은 1.5 이고, 내면과의 경사각(β)은 0.75 도이다. 참고로, 파장이 4.75Å 인 중성자의 M=1.5에 대한 전반사각은 0.75도이다. 즉, 다른 중성자 거울(3)은 상기 중성자 거울(2)보다 M 값은 크나, 경사각은 작다. As shown in FIG. 5, the neutron mirror 2 is disposed in the same manner as in FIGS. 3 and 4, and behind the neutron mirror 2, another neutron mirror 3 is disposed at a smaller inclination angle than the neutron mirror 2. The M value of the neutron mirror (2) is 1, the inclination angle (α) with the inner surface is 1 degree, and the M value of the other neutron mirror (3) is 1.5, and the inclination angle (β) with the inner surface is 0.75 degrees. For reference, the angle of total reflection for M=1.5 for a neutron with a wavelength of 4.75Å is 0.75 degrees. That is, the other neutron mirror (3) has a larger M value than the neutron mirror (2), but has a smaller inclination angle.

유도관 내면과 0.5도 이상 분산각을 가지는 중성자는 중성자 거울(2)에서 반사되어 두번째 중성자 거울(3)에 입사한다. 예를 들어 0.5도의 분산각을 가지는 중성자는 중성자 거울(2)에 0.5 도의 제 1 입사각(θ1)으로 입사(1 - 0.5 = 0.5)하며, 제 1 입사각(θ1)이 중성자 거울(2)의 최대 반사각 이내이므로, 중성자 거울(2)에서 제 1 반사각(θ2)으로 반사된다. 제 1 반사각(θ2)은 제 1 입사각(θ1)과 동일하며, 제 1 거울(20)은 1도로 경사져 있으므로, 제 1 거울(20)을 통과한 중성자는 1.5도의 경사각을 가지게 반사되어 다른 중성자 거울(3)에 입사한다. Neutrons with a dispersion angle of 0.5 degrees or more from the inner surface of the guide tube are reflected from the neutron mirror (2) and enter the second neutron mirror (3). For example, a neutron with a dispersion angle of 0.5 degrees is incident (1 - 0.5 = 0.5) on the neutron mirror (2) at a first incidence angle (θ1) of 0.5 degrees, and the first incident angle (θ1) is the maximum of the neutron mirror (2). Since it is within the reflection angle, it is reflected at the first reflection angle (θ2) at the neutron mirror (2). The first reflection angle (θ2) is equal to the first incident angle (θ1), and since the first mirror 20 is inclined at 1 degree, the neutrons that pass through the first mirror 20 are reflected at an inclination angle of 1.5 degrees and are reflected to another neutron mirror. Join the company at (3).

1.5도의 분산각을 가지고 중성자 거울(3)로 입사하는 중성자에서 중성자 거울(3)은 0.75도로 기울어져 있으므로, 상기 중성자의 중성자 거울(3)에 입사되는 제 2 입사각(θ3)은 0.75도이며, 이 각도는 중성자 거울(3)의 최대 반사각인 0.75 이하이므로, 제 2 반사각(θ4)으로 반사된다. 제 2 반사각(θ4)은 제 2 입사각(θ3)과 동일하며, 제 2 거울(30)이 경사져 있으므로, 최종 중성자의 분산각은 거울의 경사각(0.75도)에서 제 2 반사각(θ4)을 뺀 0 도이다. 즉, 분산각이 극적으로 낮아지게 된다. 따라서, M 값이 두 중성자 거울(2, 3)을 중성자 유도관(1; 도 2 참고)에 경사각을 다르게 배치하는 경우에 높은 분산각을 가지는 중성자의 분산각을 낮출 수 있다. For neutrons incident on the neutron mirror 3 with a dispersion angle of 1.5 degrees, the neutron mirror 3 is inclined at 0.75 degrees, so the second incident angle θ3 of the neutron incident on the neutron mirror 3 is 0.75 degrees, Since this angle is less than 0.75, which is the maximum reflection angle of the neutron mirror 3, it is reflected at the second reflection angle θ4. The second reflection angle (θ4) is equal to the second incident angle (θ3), and since the second mirror 30 is inclined, the final dispersion angle of the neutron is 0 minus the second reflection angle (θ4) from the mirror’s inclination angle (0.75 degrees). It is also a degree. In other words, the dispersion angle is dramatically lowered. Therefore, when the two neutron mirrors 2 and 3 with M values are arranged at different inclination angles in the neutron guide tube 1 (see FIG. 2), the dispersion angle of neutrons having a high dispersion angle can be lowered.

도 6 에는 본 발명의 일실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치의 개략도가 도시되어 있다.Figure 6 shows a schematic diagram of a neutron dispersion angle reduction device according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 중성자 분산각 감소 장치(100)는 유도관(1; 도 2)에 설치되며, 유도관(1)의 내면(11)에 직접 맞닿게 설치될 수 있다. 다만, 유도관(1)의 내면(11)에 다른 코팅면을 추가한 후 해당 코팅면의 내면에 설치되는 것도 가능하며, 유도관(1)안에 설치되는 거울면에 설치될 수도 있다. 도 6 의 실시예는 유도관(1; 도 2 참고)이 아닌 별도의 면(11)에 설치되는 것으로 설명하도록 하며, 이때 면(11, 12)은 중성자 유도관(1)의 다른 부분보다 큰 M 값을 가질 수 있다. 별도의 면(11, 12)은 유도관의 내면일 수도 있으므로, 면 또는 내면으로 부르도록 한다.The neutron dispersion angle reduction device 100 according to the present invention is installed in the induction pipe 1 (FIG. 2) and can be installed in direct contact with the inner surface 11 of the induction pipe 1. However, it is possible to add another coating surface to the inner surface (11) of the induction tube (1) and then install it on the inner surface of the coating surface, or it can also be installed on a mirror surface installed in the induction tube (1). The embodiment of FIG. 6 will be described as being installed on a separate side 11 rather than the induction tube 1 (see FIG. 2), and in this case, the sides 11 and 12 are larger than other parts of the neutron induction tube 1. It can have M value. Since the separate surfaces 11 and 12 may be the inner surface of the guide tube, they are called surfaces or inner surfaces.

중성자 유도관(1)의 상기 면(11)에는 특정 M 값을 가지는 코팅이 되어 있으며, 중성자 유도관(1)의 내면의 M 값에 따라서 중성자 유도관(1)은 소정 분산각을 가지는 중성자를 중성자원으로부터 수요처로 전달한다. 중성자가 진행되는 방향을 X 방향이라고 한다. 예를 들어, 중성자 유도관(1)의 내면에는 M값이 2 인 코팅층이 배치될 수 있으며, 중성자 분산각 감소 장치(100)이 배치되는 내면은 M값이 더 큰, 예를 들면 M=4의 코팅층이 배치될 수 있다. 중성자 분산각 감소 장치(100)의 면(11, 12)은 후술할 분산각 증폭 거울(20)에 의해서 분산각이 증대된 중성자를 반사할 수 있을 정도의 충분한 M 값을 가진다.The surface 11 of the neutron guide tube 1 is coated with a specific M value, and according to the M value of the inner surface of the neutron guide tube 1, the neutron guide tube 1 emits neutrons having a predetermined dispersion angle. It is delivered from neutral resources to the consumer. The direction in which neutrons travel is called the X direction. For example, a coating layer with an M value of 2 may be disposed on the inner surface of the neutron induction tube 1, and the inner surface on which the neutron dispersion angle reduction device 100 is disposed may have a larger M value, for example, M = 4. A coating layer may be disposed. The surfaces 11 and 12 of the neutron dispersion angle reduction device 100 have an M value sufficient to reflect neutrons whose dispersion angle has been increased by the dispersion angle amplifying mirror 20, which will be described later.

이 실시예에서, 중성자 분산각 감소 장치(100)는 서로 평행하게 배치되는 제 1 면(11)과 제 2면(12) 사이에 배치되는 복수의 거울을 포함한다. 이 실시예에서 중성자 분산각 감소 장치(100)는 상기 제 1 면(11)과 상기 제 2 면(12)의 가상의 중앙면에서부터 중성자의 진행방향(X)을 따라서 상기 제 1 면(11)과 상기 제 2 면을 향하여 제 1 각도(α)로 벌어지는 분산각 증폭 거울(20); 및 상기 분산각 증폭 거울(20)이 시작된 제 1 시작점(21)으로부터 상기 진행방향을 따라서 제 1 거리만큼 이격된 제 2 시작점(31)으로부터 상기 진행방향을 따라서 상기 제 1 면(11)과 상기 제 2 면(12)을 향하여 벌어지는 분산각 감소 거울(30, 40)을 포함한다. 여기서 중심면은 상기 제 1 면(11)과 상기 제 2 면(12)의 거리(d1)의 반인 d1/2 만큼 상기 제 1 및 제 2 면(11, 12)으로부터 이격되며 상기 제 1 면(11) 혹은 제 2 면(12)과 평행한 가상의 면을 말한다. In this embodiment, the neutron dispersion angle reduction device 100 includes a plurality of mirrors disposed between the first side 11 and the second side 12 that are arranged parallel to each other. In this embodiment, the neutron dispersion angle reduction device 100 moves the first surface 11 along the neutron travel direction (X) from the virtual center surface of the first surface 11 and the second surface 12. and a dispersion angle amplifying mirror (20) spread at a first angle (α) toward the second surface; and the first surface 11 and the It includes dispersion angle reducing mirrors (30, 40) that spread toward the second side (12). Here, the center surface is spaced apart from the first and second surfaces 11 and 12 by d1/2, which is half the distance d1 between the first surface 11 and the second surface 12, and the first surface ( 11) Or refers to an imaginary side parallel to the second side (12).

이 실시예에서, 중성자 분산각 감소 장치(100)는 분산각 증폭 거울(20)과 분산각 감소 거울(30, 40)을 포함하는데, 장치(100)로 들어오는 중성자가 분산각 감소 거울(30, 40)에 반사되지 않으면, 중성자의 분산각은 감소될 기회가 없다. 따라서, 이 실시예에서는 분산각 증폭 거울(20)을 통하여 분산각을 증대시켜서 짧은 거리에서 분산각 감소 거울(30, 40)을 만나게 한다. In this embodiment, the neutron dispersion angle reduction device 100 includes a dispersion angle amplification mirror 20 and a dispersion angle reduction mirror 30, 40, where neutrons entering the device 100 dispersion angle reduction mirrors 30, 40), the dispersion angle of the neutron has no opportunity to decrease. Therefore, in this embodiment, the dispersion angle is increased through the dispersion angle amplifying mirror 20 to meet the dispersion angle reducing mirrors 30 and 40 at a short distance.

분산각 증폭 거울(20)은 들어오는 중성자의 최대 분산각, 중성자 유도관(1)의 M 값에 의해 정해지는 최대 반사각보다 큰 최대 반사각을 가지는 M값을 가지며, 상기 제 1 각도(α)는 상기 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 작다. 따라서, 중성자 유도관(1) 내에서 상기 분산각 증폭 거울(20)을 만나는 모든 중성자는 반사되며, 반사되면서 큰 분산각(= 진입각 + 2× α)을 가지고 반사된다.The dispersion angle amplifying mirror 20 has an M value having a maximum reflection angle greater than the maximum dispersion angle of the incoming neutron and the maximum reflection angle determined by the M value of the neutron guide tube 1, and the first angle α is It is smaller than the maximum dispersion angle of the incoming neutrons. Therefore, all neutrons that encounter the dispersion angle amplification mirror 20 within the neutron induction tube 1 are reflected, and as they are reflected, they are reflected with a large dispersion angle (= entrance angle + 2×α).

이 실시예에서 분산각 감소 거울(30, 40)은 상기 제 2 시작점(31)으로부터 상기 제 1 각도(α)로 벌어지는 제 1 분산각 감소 거울(30)과 제 2 각도(β)로 벌어지는 제 2 분산각 감소 거울(40)을 포함한다. 제 1 분산각 감소 거울(30)의 경우에 상기 분산각 증폭 거울(20)과 실질적으로 동일하며, 다만, 제 1 분산각 감소 거울(30)로부터 제 1 거리(L1) 만큼 떨어져있다. 제 1 분산각 감소 거울(30)과 상기 분산각 증폭 거울(20)은 경사각 및 M 값이 동일하므로, 상기 도 4 와 함께 설명된 바와 같이, 상기 분산각 증폭 거울(20)에서 증폭된 분산각으로 반사된 중성자는 제 1 분산각 감소 거울(30)을 만나면서 다시 반사되며 장치(100) 내부로 진입할 때의 분산각으로 감소한다. In this embodiment, the dispersion angle reducing mirrors 30 and 40 are divided into a first dispersion angle reducing mirror 30 that is spread out from the second starting point 31 at the first angle (α) and a second dispersion angle reducing mirror (30) that is spread out at a second angle (β). 2 It includes a dispersion angle reduction mirror (40). In the case of the first dispersion angle reduction mirror 30, it is substantially the same as the dispersion angle amplification mirror 20, but is separated from the first dispersion angle reduction mirror 30 by a first distance L1. Since the first dispersion angle reduction mirror 30 and the dispersion angle amplifying mirror 20 have the same inclination angle and M value, as explained with FIG. 4, the dispersion angle amplified by the dispersion angle amplifying mirror 20 The reflected neutrons are reflected again as they encounter the first dispersion angle reducing mirror 30 and are reduced to the dispersion angle when entering the inside of the device 100.

이렇게 1차적으로 감소된 분산각의 중성자는 2차적으로 제 2 분산각 감소 거울(40)을 만나며, 제 2 분산각 감소 거울(40)의 경우에 상기 제 1 분산각 감소 거울(30)보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 2 각도(β)는 상기 제 1 각도(α)보다 작아서, 상기 제 1 분산각 감소 거울(30)에서 반사된 후 상기 제 2 분산각 감소 거울(40)에서 다시 반사되는 경우에 분산각이 개선될 수 있다. Neutrons with a primarily reduced dispersion angle secondarily encounter the second dispersion angle reducing mirror 40, and in the case of the second dispersion angle reducing mirror 40, the dispersion angle is smaller than that of the first dispersion angle reducing mirror 30. It has a value of M, and the second angle (β) is smaller than the first angle (α), so that it is reflected from the first dispersion angle reducing mirror 30 and then reflected again from the second dispersion angle reducing mirror 40. In this case, the dispersion angle can be improved.

따라서, 이 실시예에서, 분산각 증폭 거울(20)과 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울(30, 40)을 포함하는 중성자 분산각 감소 장치(100)는 상기 거울들(20, 30, 40)과 제 1 및 제 2 내면(11, 12)을 통하여 분산각의 개선을 가져올 수 있다. Therefore, in this embodiment, the neutron dispersion angle reduction device 100 including the dispersion angle amplification mirror 20 and the first and second dispersion angle reduction mirrors 30 and 40 includes the mirrors 20, 30 and 40. ) and the first and second inner surfaces 11 and 12, the dispersion angle can be improved.

도 7 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. Figure 7 shows another embodiment of the present invention.

이 실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치(100)는 도 6 의 실시예와 동일하게 제 1 및 제 2 내면(11, 12), 분산각 증폭 거울(20) 및 분산각 감소 거울(30, 40, 50, 60)을 포함한다. 도 7 의 실시예는 기본적으로 도 6 의 실시예의 모든 구성 중 분산각 증폭 거울(20), 제 1 분산각 감소 거울(30) 및 제 1 및 제 2 내면(11, 12)과 동일한 구성을 포함하므로, 추가되는 구성에 대하여만 설명하도록 한다. The neutron dispersion angle reduction device 100 according to this embodiment includes first and second inner surfaces 11 and 12, dispersion angle amplification mirror 20, and dispersion angle reduction mirrors 30 and 40, in the same manner as the embodiment of FIG. 6. , 50, 60). The embodiment of FIG. 7 basically includes the same configurations as the dispersion angle amplification mirror 20, the first dispersion angle reduction mirror 30, and the first and second inner surfaces 11 and 12 among all the configurations of the embodiment of FIG. 6. Therefore, only the added configuration will be explained.

도 6 의 실시예의 경우에 분산각 증폭 거울(20)에서 반사된 중성자가 제 1 분산각 감소 거울(30)을 만나지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에 중성자는 분산각의 감소가 이루어지지 않으므로, 증폭된 상태가 되어 결국 분산각 감소 장치(100)를 통과한 후 중성자 유도관을 뚫고 나가게 되며, 이는 결국 중성자의 플럭스를 감소시키게 된다. In the case of the embodiment of FIG. 6, a case may occur where neutrons reflected from the dispersion angle amplification mirror 20 do not meet the first dispersion angle reduction mirror 30. In this case, since the dispersion angle is not reduced, the neutrons become amplified and eventually pass through the dispersion angle reduction device 100 and then through the neutron guide tube, which ultimately reduces the neutron flux.

도 7 의 실시예에서는 제 1 분산각 감소 거울(30)을 만나지 못한 중성자가 만나서 반사될 수 있는 제 2 분산각 감소 거울(40)과, 상기 제 2 분산각 감소 거울(40)보다 낮은 경사각으로 배치되어 반사되는 중성자의 분산각을 개선하는 제 3 및 제 4 분산각 감소 거울(50, 60)을 포함한다. In the embodiment of FIG. 7, neutrons that did not meet the first dispersion angle reduction mirror 30 meet and are reflected by the second dispersion angle reduction mirror 40, and at an inclination angle lower than that of the second dispersion angle reduction mirror 40. It includes third and fourth dispersion angle reduction mirrors 50 and 60 that are disposed to improve the dispersion angle of reflected neutrons.

제 2 분산각 감소 거울(40)은 제 1 분산각 감소 거울(30)보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 2 각도(β)는 상기 제 1 각도(α)보다 작으며, 상기 제 3 분산각 감소 거울(50)은 제 2 분산각 감소 거울(40)보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 3 분산각 감소 거울(50)이 기울어지는 제 3 각도(γ)는 상기 제 2 각도(β)보다 작다. 마찬가지로, 상기 제 4 분산각 감소 거울(60)은 제 3 분산각 감소 거울(50)보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 4 분산각 감소 거울(60)이 기울어지는 제 4 각도(δ)는 상기 제 3 각도(γ)보다 작다.The second dispersion angle reduction mirror 40 has a smaller M value than the first dispersion angle reduction mirror 30, the second angle β is smaller than the first angle α, and the third dispersion angle The reduction mirror 50 has a smaller M value than the second dispersion angle reduction mirror 40, and the third angle γ at which the third dispersion angle reduction mirror 50 is tilted is greater than the second angle β. small. Likewise, the fourth dispersion angle reduction mirror 60 has a smaller M value than the third dispersion angle reduction mirror 50, and the fourth angle δ at which the fourth dispersion angle reduction mirror 60 is tilted is It is smaller than the third angle (γ).

구체적으로, 제 2 분산각 감소 거울(40)의 경우에 분산각 증폭 거울(20)에서 반사되어 분산각이 증폭되었지만 제 1 분산각 감소 거울(30)을 만나지 못한 중성자를 반사시킬 수 있도록 상기 제 1 분산각 감소 거울(30)의 M 값보다는 작지만, 상기 분산각 증폭 거울(20)을 통과한 증폭된 분산각의 중성자를 반사할 수 있도록 충분한 M 값을 가진다. 다만, 제 2 분산각 감소 거울(40)의 경우에 제 2 각도(β)로 기울어져 있으므로, 증폭된 분산각에서 상기 제 2 각도(β)를 뺀 만큼을 반사할 수 있으면 된다. 예를 들어, 중성자 분산각 감소 장치(100)로 4.75Å의 파장의 중성자가 0 ~ 1도 범위로 들어오는 경우에, 상기 분산각 증폭 거울(20)의 제 1 각도(α)는 0.5도이고 M 값은 3(반사 가능한 최대 입사각=1.5도)일 수 있다. 제 1 면과 제 2 면 사이의 거리(d1)가 10mm 인 경우 분산각 증폭 거울(20)에서 반사된 중성자가 제 1 분산각 감소 거울(30)에서 만나기 위하여 이격거리(L1)가 382mm이어야 하며, 이 경우에 일부 중성자는 제 1 분산각 감소 거울(30)을 만나지 못하므로, 제 2 각도(β)가 0.4 도이며, M값이 2.18 인 제 2 분산각 감소 거울(40)을 배치한다. 따라서, 분산각 증폭 거울(20)에서 반사된 중성자 중 제 1 분산각 감소 거울(30)과 만나지 못한 중성자들은 제 2 분산각 감소 거울(40)을 만나서 반사되며, 분산각이 감소될 수 있다. Specifically, in the case of the second dispersion angle reduction mirror 40, the dispersion angle amplification mirror 20 is reflected and the dispersion angle is amplified, but the dispersion angle is amplified, but the first dispersion angle reduction mirror 30 is not met. 1 Although it is smaller than the M value of the dispersion angle reduction mirror 30, it has a sufficient M value to reflect the amplified dispersion angle neutrons that have passed through the dispersion angle amplification mirror 20. However, in the case of the second dispersion angle reduction mirror 40, since it is inclined at the second angle (β), it is sufficient to reflect an amount equal to the amplified dispersion angle minus the second angle (β). For example, when neutrons with a wavelength of 4.75 Å enter the neutron dispersion angle reduction device 100 in the range of 0 to 1 degree, the first angle α of the dispersion angle amplifying mirror 20 is 0.5 degrees and M The value may be 3 (maximum reflection angle of incidence = 1.5 degrees). If the distance (d1) between the first and second surfaces is 10 mm, the separation distance (L1) must be 382 mm for the neutrons reflected from the dispersion angle amplifying mirror (20) to meet the first dispersion angle reducing mirror (30). , In this case, since some neutrons do not meet the first dispersion angle reduction mirror 30, a second dispersion angle reduction mirror 40 with a second angle β of 0.4 degrees and an M value of 2.18 is placed. Accordingly, among the neutrons reflected from the dispersion angle amplification mirror 20, neutrons that do not meet the first dispersion angle reduction mirror 30 meet the second dispersion angle reduction mirror 40 and are reflected, and the dispersion angle may be reduced.

한편, 제 3 및 제 4 분산각 감소 거울(50, 60)은 상기 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울(30, 40)을 통과하면 분산각이 감소된 중성자에서 목표 중성자 분산각이 되도록 분산각을 감소시키는 역할을 수행한다. 제 3 및 제 4 분산각 감소 거울(50, 60)을 만나서 반사되는 경우 분산각은 제 3 각도(γ) 혹은 제 4 각도(δ)의 두배 만큼 감소한다. 다만, 분산각이 좋은 중성자가 제 3 및 제 4 분산각 감소 거울(50, 60)을 만나서 반사되는 경우에 분산각이 오히려 나빠질 수 있으므로, 좋은 분산각은 반사되지 않고, 나쁜 분산각을 가지는 중성자만 반사할 수 있도록 제 3 및 제 4 각도(γ, δ)와 M값이 정해진다. 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울(30, 40)의 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β), M값이 0.5도, 0.4도 3, 2 일때,제 3 분산각 감소 거울(50)의 제 3 각도(γ)는 0.3도에 M 값은 0.6 일수 있으며, 제 4 분산각 감소 거울(60)의 제 4 각도(δ)는 0.2 도에 M 값은 0.4 일 수 있다. Meanwhile, the third and fourth dispersion angle reducing mirrors 50 and 60 change the dispersion angle so that neutrons with reduced dispersion angles become the target neutron dispersion angle when they pass through the first and second dispersion angle reducing mirrors 30 and 40. plays a role in reducing. When reflected upon meeting the third and fourth dispersion angle reducing mirrors 50 and 60, the dispersion angle is reduced by twice the third angle (γ) or fourth angle (δ). However, if neutrons with a good dispersion angle meet the third and fourth dispersion angle reducing mirrors 50 and 60 and are reflected, the dispersion angle may actually worsen, so the good dispersion angle is not reflected, and neutrons with a bad dispersion angle are not reflected. The third and fourth angles (γ, δ) and M values are determined to allow only reflection. For example, when the first angle (α) and second angle (β) and M value of the first and second dispersion angle reduction mirrors 30 and 40 are 0.5 degrees, 0.4 degrees, 3 and 2, the third dispersion angle The third angle γ of the reduction mirror 50 may be 0.3 degrees and the M value may be 0.6, and the fourth angle δ of the fourth dispersion angle reduction mirror 60 may be 0.2 degrees and the M value may be 0.4. .

제 3 및 제 4 분산각 감소 거울(50, 60)은 좋은 분산각의 중성자는 통과시키면서 분산각이 안좋은 중성자는 반사를 통하여 분산각을 개선시킨다. The third and fourth dispersion angle reducing mirrors 50 and 60 allow neutrons with a good dispersion angle to pass while reflecting neutrons with a poor dispersion angle to improve the dispersion angle.

표 1 에는 제 1 및 제 2 시작점(21, 31)을 중심으로 상측 영역을 A로, 하측 영역을 B로 했을 때, 분산각이 0~1도 사이의 중성자가 중성자 분산각 감소 장치(100)로 들어왔을 때, 각 거울에 반사되면서 분산각이 변화되는 것이 표시되어 있다. 중성자의 파장은 4.75Å 이며, 구체적 조건은 상기 도 7 의 설명에서 예시한 바와 같다. 내면(11, 12)에서 투과 혹은 반사되는 것은 별도로 기입하지 않았으며, 분산각 증폭 거울(20) 및 분산각 감소 거울(30, 40, 50, 60)에 입사/반사되는 것을 중심으로 기재하였다. A는 상측 영역으로 입사되는 중성자을 의미하며, B 는 하측 영역으로 입사되는 중성자를 의미하며, ↘는 하향, ↗는 상향(분산각의 방향)을 의미하고, T 는 투과를 의미한다. Table 1 shows that when the upper area is A and the lower area is B, centered on the first and second starting points 21 and 31, neutrons with a dispersion angle between 0 and 1 degree are used in the neutron dispersion angle reduction device 100. When entering, it is shown that the dispersion angle changes as it is reflected in each mirror. The wavelength of the neutron is 4.75Å, and the specific conditions are as illustrated in the description of FIG. 7 above. What is transmitted or reflected from the inner surfaces (11, 12) is not separately described, and what is incident/reflected at the dispersion angle amplifying mirror (20) and dispersion angle reducing mirrors (30, 40, 50, 60) is mainly described. A means neutrons incident on the upper region, B means neutrons incident on the lower region, ↘ means downward, ↗ means upward (direction of dispersion angle), and T means transmission.

상기 표에서 보이듯이, 분산각 증폭 거울(20)과 분산각 감소 거울(30, 40, 50, 60)을 통하여 0~1 도 사이의 분산각의 중성자가 0.3도 이하로 모이는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 도 7 의 실시예에 따른 중성자 분산각 감소 장치(100)를 통하여 분산각의 개선을 가져 올 수 있다. As shown in the table above, it can be seen that neutrons with a dispersion angle between 0 and 1 degree are gathered to less than 0.3 degrees through the dispersion angle amplification mirror 20 and the dispersion angle reduction mirrors 30, 40, 50, and 60. Therefore, the dispersion angle can be improved through the neutron dispersion angle reduction device 100 according to the embodiment of FIG. 7 of the present invention.

다만, 표 1 에서 보이듯이, 일부 중성자의 경우에 중성자의 분산각이 오히려 증가함을 알 수 있으며, 이러한 중성자의 분산각의 증가는 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울(20, 30)에서 분산각이 제대로 감소되지 않은 경우이며, 이는 중성자 진행방향(X)의 상류 측에서 분산각 증폭 거울(20)에서 반사된 중성자들이 제 1 및 제 2 분산각 증폭 거울(30, 40)을 제대로 만나지 못한 것임을 알 수 있었으며, 이를 개선한 실시예가 도 8 에 도시되어 있다. However, as shown in Table 1, it can be seen that the dispersion angle of neutrons actually increases in the case of some neutrons, and this increase in the dispersion angle of neutrons is dispersed in the first and second dispersion angle reducing mirrors 20 and 30. This is a case where the angle is not properly reduced, in which neutrons reflected from the dispersion angle amplification mirror 20 on the upstream side of the neutron travel direction (X) do not properly meet the first and second dispersion angle amplification mirrors 30 and 40. It was found that this was the case, and an improved example is shown in FIG. 8.

도 8 에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. Figure 8 shows another embodiment of the present invention.

도 8의 실시예는 기본적으로 도 7 의 실시예를 포함하고 있으므로, 중복되는 부분은 설명하지 않도록 한다. Since the embodiment of FIG. 8 basically includes the embodiment of FIG. 7, overlapping parts will not be described.

도 8 의 실시예의 중성자 분산각 감소 장치(100)는 상기 분산각 증폭 거울(20)의 제 1 시작점(21)과 상기 중성자 진행방향으로 제 2 거리(L2)만큼 이격된 상기 제 1 내면(11)의 위치로부터 상기 제 2 내면(12)을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 1 보조 거울(70);과 상기 분산각 증폭 거울(20)의 제 1 시작점(21)과 상기 중성자 진행방향으로 제 2 거리(L2)만큼 이격된 상기 제 2 내면(12)의 위치(82)로부터 상기 제 1 내면(11)을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 2 보조 거울(80);을 더 포함한다. The neutron dispersion angle reduction device 100 of the embodiment of FIG. 8 has the first inner surface 11 spaced apart from the first starting point 21 of the dispersion angle amplifying mirror 20 by a second distance L2 in the neutron travel direction. ) a first auxiliary mirror 70 obliquely extending in a direction opposite to the direction of travel of the neutron from the position of the second inner surface 12; and the first starting point 21 of the dispersion angle amplifying mirror 20 and the neutron A second auxiliary mirror (80) extending obliquely in the opposite direction of the neutron traveling direction toward the first inner surface (11) from a position (82) of the second inner surface (12) spaced apart by a second distance (L2) in the traveling direction. ); further includes.

제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)은 제 5 각도(θ)로 제 1 및 제 2 내면(11, 12)에 대하여 경사지며, 제 5 각도(θ)는 분산각 감소 거울(30, 40, 50, 60) 중 가장 각도가 작은 제 4 각도(δ)와 동일할 수 있으며, 제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)이 제 1 및 제 2 내면(11, 12)으로부터 시작되는 위치와 분산각 증폭 거울(20)의 시점과의 중성자 진행방향의 거리인 제 1 거리(L2)는 상기 제 1 면과 제 2 면(11, 12) 사이의 거리(d1)의 대략 20배, 구체적으로는 18~25배 사이일 수 있다.The first and second auxiliary mirrors 70 and 80 are inclined with respect to the first and second inner surfaces 11 and 12 at a fifth angle θ, and the fifth angle θ is the dispersion angle reduction mirror 30, 40, 50, 60), the angle may be equal to the smallest fourth angle (δ), and the first and second auxiliary mirrors (70, 80) start from the first and second inner surfaces (11, 12). The first distance (L2), which is the distance in the direction of neutron travel between the position and dispersion angle amplifying mirror 20, is approximately 20 times the distance (d1) between the first and second surfaces 11 and 12, Specifically, it may be between 18 and 25 times.

제 1 및 제 2 보조 거울 (70, 80)을 통하여 분산각 증폭 거울(20)의 상류측에서 큰 분산각으로 반사되는 중성자가 안정적으로 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울(30, 40)로 만나며, 분산각이 감소하여 분산각이 증폭된 상태로 중성자 분산각 감소 장치(100)를 빠져나가는 중성자의 비중을 감소시킬 수 있다. Neutrons reflected at a large dispersion angle from the upstream side of the dispersion angle amplifying mirror 20 through the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 are stably transferred to the first and second dispersion angle reducing mirrors 30 and 40. As the dispersion angle decreases, the proportion of neutrons exiting the neutron dispersion angle reduction device 100 with the dispersion angle amplified can be reduced.

표 2 에는 도 8 의 실시예에 따른 중성자의 분산각의 변화가 나타나 있다. Table 2 shows the change in the dispersion angle of neutrons according to the embodiment of FIG. 8.

해당 표 2 는 도 8 의 실시예와 같이 제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)을 포함하며, 나머지는 표 1 의 조건과 동일하다. Table 2 includes the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 as in the embodiment of FIG. 8, and the remaining conditions are the same as those in Table 1.

표 2 에서 보이듯이, 제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)이 추가되는 경우에 표 1 보다 적은 분산각의 중성자만이 분산각이 증가하여 분산각 감소 장치(100)를 빠져 나가고 대부분의 중성자는 분산각 감소 장치(100)에 의해서 분산각이 감소됨을 알 수 있다. As shown in Table 2, when the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 are added, only neutrons with a dispersion angle less than that in Table 1 exit the dispersion angle reduction device 100 due to the increase in dispersion angle, and most It can be seen that the dispersion angle of neutrons is reduced by the dispersion angle reduction device 100.

표 2 의 조건은 제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)을 제외하고는 표 1 의 조건과 동일하며, 제 1 및 제 2 보조 거울(70, 80)은 제1 거리가 191mm 이며, 제 5 각도(θ)는 0.2도이다.The conditions in Table 2 are the same as those in Table 1 except for the first and second auxiliary mirrors 70 and 80, where the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 have a first distance of 191 mm and a first distance of 191 mm. 5 The angle (θ) is 0.2 degrees.

한편, 표 3 에는 표 2 와 동일한 중성자 분산각 감소 장치(100)에서 파장이 0.4nm 인 경우의 분산각의 변화이다. 파장이 변화함에 따라서 입사되는 분산각의 범위가 변화하였으나, 파장의 변화와 무관하게 중성자의 분산각이 감소되는 것은 동일한 것을 알 수 있다. Meanwhile, Table 3 shows the change in dispersion angle when the wavelength is 0.4 nm in the same neutron dispersion angle reduction device 100 as in Table 2. As the wavelength changes, the range of incident dispersion angle changes, but it can be seen that the dispersion angle of neutrons decreases regardless of the change in wavelength.

한편, 도 6 내지 도 8 의 중성자 분산각 감소 장치(100)는 중성자 유도관의 단면 전 영역에 배치될 수 있도록 도 6 내지 8 의 중성자 분산각 감소 장치(100)를 복수개 연결하여, 하나의 중성자 분산각 감소 장치(100)로 구성할 수도 있다.Meanwhile, the neutron dispersion angle reduction device 100 of FIGS. 6 to 8 connects a plurality of neutron dispersion angle reduction devices 100 of FIGS. 6 to 8 so that they can be disposed in the entire cross-sectional area of the neutron guide tube, so that one neutron It may also be configured as a dispersion angle reduction device 100.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다. Although the above description focuses on embodiments of the present invention, the present invention is not limited thereto, and of course can be implemented with various modifications.

1: 중성자 유도관 11: 제 1 내면
12: 제 2 내면 20: 분산각 증폭 장치
30: 제 1 분산각 감소 장치 40: 제 2 분산각 감소 장치
50: 제 3 분산각 감소 장치 60: 제 4 분산각 감소 장치
70: 제 1 보조 거울 80: 제 2 보조 거울
100: 중성자 분산각 감소 장치. 1: Neutron guide tube 11: First inner surface
12: Second inner surface 20: Dispersion angle amplification device
30: first dispersion angle reduction device 40: second dispersion angle reduction device
50: third dispersion angle reduction device 60: fourth dispersion angle reduction device
70: first auxiliary mirror 80: second auxiliary mirror
100: Neutron dispersion angle reduction device.

Claims (9)

서로 평행하게 배치되는 제 1 면과 제 2 면;
상기 제 1 면과 상기 제 2 면의 중앙면에서부터 중성자의 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 제 1 각도로 벌어지는 분산각 증폭 거울; 및
상기 분산각 증폭 거울이 시작된 제 1 시작점으로부터 상기 진행방향을 따라서 제 1 거리만큼 이격되며, 상기 진행방향을 따라서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 향하여 벌어지는 분산각 감소 거울;을 포함하며,
상기 분산각 감소 거울은 상기 제 1 시작점으로부터 상기 제 1 거리만큼 이격된 제 2 시작점으로부터 상기 제 1 각도로 벌어지는 제 1 분산각 감소 거울과 제 2 각도로 벌어지는 제 2 분산각 감소 거울을 포함하며,
상기 분산각 증폭 거울은 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 큰 최대 반사각을 가지는 M값을 가지며, 상기 제 1 각도는 상기 들어오는 중성자의 최대 분산각보다 작으며,
상기 제 1 분산각 감소 거울은 상기 분산각 증폭 거울과 동일한 형상 및 M 값을 가지며,
상기 제 2 분산각 감소 거울은 상기 제 1 분산각 감소 거울보다 작은 M 값을 가지며, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 작은 중성자 분산각 감소 장치.
a first side and a second side arranged parallel to each other;
a dispersion angle amplifying mirror spread at a first angle from the center of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface along the direction of neutron travel; and
It includes a dispersion angle reduction mirror that is spaced apart by a first distance along the traveling direction from the first starting point where the dispersion angle amplifying mirror starts and spreads toward the first and second surfaces along the traveling direction,
The dispersion angle reduction mirror includes a first dispersion angle reduction mirror spread at the first angle from a second start point spaced by the first distance from the first start point and a second dispersion angle reduction mirror spread at a second angle,
The dispersion angle amplifying mirror has an M value having a maximum reflection angle greater than the maximum dispersion angle of the incoming neutrons, and the first angle is less than the maximum dispersion angle of the incoming neutrons,
The first dispersion angle reducing mirror has the same shape and M value as the dispersion angle amplifying mirror,
The second dispersion angle reduction mirror has an M value smaller than the first dispersion angle reduction mirror, and the second angle is smaller than the first angle.
 제 1 항에 있어서,
상기 분산각 감소 거울은
제 3 분산각 감소 거울을 더 포함하며,
상기 제 3 분산각 감소 거울은 상기 제 2 분산각 감소 거울보다 작은 M 값과 작은 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to claim 1,
The dispersion angle reducing mirror is
further comprising a third dispersion angle reducing mirror,
A neutron dispersion angle reduction device, characterized in that the third dispersion angle reduction mirror has a smaller M value and a smaller inclination angle than the second dispersion angle reduction mirror.
 제 2 항에 있어서,
상기 분산각 감소 거울은
제 4 분산각 감소 거울을 더 포함하며,
상기 제 4 분산각 감소 거울은 상기 제 3 분산각 감소 거울보다 작은 M 값과 작은 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to claim 2,
The dispersion angle reducing mirror is
further comprising a fourth dispersion angle reducing mirror,
The neutron dispersion angle reduction device is characterized in that the fourth dispersion angle reduction mirror has a smaller M value and a smaller inclination angle than the third dispersion angle reduction mirror.
 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 분산각 감소 거울은 1보다 큰 M 값을 가지며,
상기 제 3 및 제 4 분산각 감소 거울은 1보다 작은 M 값을 가지고,
상기 제 1 분산각 감소 거울과 상기 제 2 분산각 감소 거울의 M 값의 차이보다. 상기 제 2 분산각 감소 거울과 상기 제 3 분산각 감소 거울의 M 값으 차이가 큰 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to claim 3,
the first and second dispersion angle reducing mirrors have an M value greater than 1,
the third and fourth dispersion angle reducing mirrors have an M value less than 1,
Greater than the difference between the M values of the first dispersion angle reducing mirror and the second dispersion angle reducing mirror. A neutron dispersion angle reduction device, characterized in that the difference in M values between the second dispersion angle reduction mirror and the third dispersion angle reduction mirror is large.
 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산각 증폭 거울과 제 1 내면이 접하는 접점으로부터 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 제 2 거리만큼 이격된 상기 제 1 내면으로부터 상기 제 1 내면을 마주보고 배치되는 제 2 내면을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 1 보조 거울;
상기 분산각 증폭 거울과 상기 제 2 내면이 접하는 접점으로부터 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 제 2 거리만큼 이격된 상기 제 2 내면으로부터 상기 제 1 내면을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 2 보조 거울;을 더 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 보조 거울은 대칭 구조를 가지며,
상기 제 1 및 제 2 보조 거울은 상기 제 1 각도보다 작은 각으로 경사지는 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
From the first inner surface spaced a second distance in the opposite direction of the neutron travel direction from the contact point where the dispersion angle amplifying mirror and the first inner surface are in contact, the neutron travel direction is directed from the first inner surface to the second inner surface disposed facing the first inner surface. a first auxiliary mirror extending obliquely in the reverse direction;
A second mirror extending obliquely in the opposite direction of the neutron traveling direction from the second inner surface spaced a second distance away from the contact point between the dispersion angle amplifying mirror and the second inner surface toward the first inner surface toward the first inner surface. It further includes an auxiliary mirror,
The first and second auxiliary mirrors have a symmetrical structure,
The first and second auxiliary mirrors are inclined at an angle smaller than the first angle.
 제 5 항에 있어서,
중성자가 상기 분산각 증폭 거울의 제 1 시작점에서 최대 반사각으로 반사됐을 때 상기 중성자는 상기 제 1 및 제 2 보조 거울에 반사되게 상기 제 1 및 제 2 보조 거울이 배치되는 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to claim 5,
Neutron dispersion angle, wherein the first and second auxiliary mirrors are disposed so that when neutrons are reflected at the maximum reflection angle from the first starting point of the dispersion angle amplifying mirror, the neutrons are reflected by the first and second auxiliary mirrors. Reduction device.
 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 보조 거울은 상기 분산각 감소 거울 중 가장 작은 경사각과 동일한 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to claim 6,
The first and second auxiliary mirrors have an inclination angle equal to the smallest inclination angle among the dispersion angle reduction mirrors.
 제 1 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산각 증폭 거울과 상기 제 1 분산각 감소 거울의 M 값은 3이상이고, 제 1 각도는 0.5도이하인 것을 특징으로 하는 중성자 분산각 감소 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
A neutron dispersion angle reduction device, characterized in that the M value of the dispersion angle amplifying mirror and the first dispersion angle reduction mirror is 3 or more, and the first angle is 0.5 degrees or less.
 사각 형상의 단면을 가지는 중성자 유도관으로,
내부에 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 중성자 분산각 감소 장치가 복수 개 적층된 것을 특징으로 하는 중성자 유도관. It is a neutron induction tube with a square cross-section.
A neutron induction tube, characterized in that a plurality of neutron dispersion angle reduction devices according to any one of claims 1 to 3 are stacked inside.
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