KR20230075170A - Dispersion Angle Reduction Device for Neutron - Google Patents

Dispersion Angle Reduction Device for Neutron Download PDF

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KR20230075170A
KR20230075170A KR1020210161503A KR20210161503A KR20230075170A KR 20230075170 A KR20230075170 A KR 20230075170A KR 1020210161503 A KR1020210161503 A KR 1020210161503A KR 20210161503 A KR20210161503 A KR 20210161503A KR 20230075170 A KR20230075170 A KR 20230075170A
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Abstract

One embodiment of the present invention provides a neutron dispersion angle reduction device, which can provide neutrons with low dispersion angle, comprising: first and second surfaces arranged parallel to each other; a dispersion angle amplifying mirror spreading from a center surface of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface at a first angle along a traveling direction of neutrons; and a dispersion angle reducing 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 reducing mirror includes a first dispersion angle reducing mirror spreading at the first angle from the starting point and a second dispersion angle reducing mirror spreading at a second angle, the dispersion angle amplifying mirror has an M value having a maximum reflection angle greater than a maximum dispersion angle of the incoming neutrons, the first angle is smaller 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 reducing mirror has a smaller M value than the first dispersion angle reducing mirror, and the second angle is smaller than the first angle.

Description

중성자 분산각 감소 장치{Dispersion Angle Reduction Device for Neutron}Neutron dispersion angle reduction device {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 reducing device installed in a neutron induction tube to reduce the dispersion angle of passing neutrons.

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 out radially from the source. Neutrons or X-rays with high dispersion angles traveling radially decrease in density or flux in inverse proportion to the square of the distance.

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. For various reasons, such as space constraints, the light reaching the sample located at a certain distance from the light source requires long-term measurement due to low luminous intensity (flux). There is also a method of converging the beam using an elliptical or parabolic mirror. Since the straightness increases in inverse proportion to the increase in the beam flux, it is sometimes used for 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, 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. 1 shows a schematic diagram of a collimator (C) using a blade. The collimator (C) is disposed on the inner surface of the neutron induction tube (11), and in the case of the 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, arrange them evenly. A beam passing through the absorption film 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 such a collimator (C), there is a limitation that not only loss of the beam occurs due to the thickness of the blade itself, but also in the case of a high divergence angle, all are absorbed by the blade, reducing the divergence angle but also reducing the 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.An object of the present invention is to provide a neutron dispersion angle reducing device capable of providing neutrons of a low dispersion angle to a consumer.

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

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. The present invention, in one embodiment, a first surface and a second surface disposed parallel to each other; a divergence-angle amplifying mirror widened at a first angle from the central surfaces of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface along a traveling direction of neutrons; and a dispersion angle reducing mirror spaced apart from a starting point at which the dispersion angle amplifying mirror starts by a first distance along the traveling direction and spreading toward the first surface and the second surface along the traveling direction. Each reduction mirror includes a first dispersion angle reduction mirror diverged at the first angle from the starting point and a second dispersion angle reduction mirror diverged at a second angle, wherein the dispersion angle amplifying mirror has a maximum dispersion angle greater than the maximum dispersion angle of incoming neutrons. has an M value with a reflection angle, the first angle is smaller than the maximum dispersion angle of the incoming neutron, the first dispersion angle reduction mirror has the same shape and M value as the dispersion angle amplifying mirror, and the second dispersion angle Each reduction mirror has an M value smaller than that of the first dispersion 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 reducing device capable of providing neutrons of a low dispersion angle with a high flux to a place of use.

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 guide tube including a conventional collimator.
2 is a schematic diagram of a neutron guide tube.
3 is a schematic diagram of a neutron guide tube including a neutron mirror.
4 is a schematic diagram of a neutron guide tube including a plurality of identical neutron mirrors.
5 is a schematic diagram of a neutron guide tube including different types of neutron mirrors.
6 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reduction device according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reducing device according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of a neutron dispersion angle reducing 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, preferred embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing a preferred embodiment 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 reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and actions. In addition, in this specification, terms such as 'upper', 'upper', 'upper surface', 'lower', 'lower', 'lower surface', and 'side surface' are based on the drawings, and are actually elements or components may vary depending on the direction in which 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.In addition, throughout the specification, when a part is said to be 'connected' to another part, this is not only the case where it is 'directly connected', but also the case where it is 'indirectly connected' with another element in between. include In addition, 'including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components unless otherwise stated.

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 for transporting neutrons generated from a neutron source to a neutron experiment device, and uses the property of total reflection when neutrons are incident on an 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 early days, 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 with a multi-layer thin film structure is used to increase 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 . A method of extending the critical angle to the total reflection angle of Ni is known. 2 times, 3 times, 4 times the total reflection angle of 58 Ni, ... The neutron supermirrors corresponding to are M2, M3, M4... say

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. 2 shows a schematic diagram of the neutron guide tube 1 . Neutrons passing through the neutron induction tube 1 are affected by the M value of the material coated on the inner surface of the neutron induction tube 11 and 12 and the wavelength of the neutron itself. The larger the wavelength, the higher the M value, the neutron with a large incident angle is reflected by the material on the inner surface of the neutron free-duty pipe (11, 12), and can fly a long distance without loss to move to a desired place.

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 using neutrons has its own characteristics, but most devices using neutrons use low dispersion angle neutrons, not all neutrons, except for some devices that require high neutron flux, such as radiography.

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 free pipe are affected by the M value coated on the inner surfaces 11 and 12 of the neutron free pipe. For example, if the neutron free tube is coated with M2, the total reflection angle for M=2 of neutrons with a wavelength of 4.75 Å is 1 degree, so neutrons exceeding 1 degree are not reflected inside the neutron guide tube and are transmitted, so neutrons at a certain position Only neutrons below 1 degree are found. That is, the dispersion angle of incident neutrons is less than 1 degree. In the case of a neutron with a relatively short wavelength, for example, 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. 3 is a schematic diagram of a neutron induction tube 1 including a neutron mirror 2, and FIG. 4 is a schematic diagram of a neutron induction 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 the M=2 neutron supermirror coating is deposited on the neutron guide tube 1 on which the M=2 coating is deposited, that is, silicon (Si) through which neutrons are well transmitted, the neutron wavelength is within 4.75 Å. It transmits neutrons and reflects neutrons greater than 4.75 Å. A neutron mirror 2 is installed inside the neutron induction pipe 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 having a dispersion angle of 0 degree to 0.5 or less are transmitted, and only neutrons greater than 0.5 degree 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 neutrons (A) having a dispersion angle of 0 to 0.5 degrees with respect to the direction of neutron propagation, that is, the direction of inner surface extension, the angle is between 0.5 and 1 degree for the neutron mirror (2) tilted by 1 degree, and the neutron mirror (2) reflects only dispersion angles between 0 and 0.5 degrees, so neutrons (A) with a dispersion angle of 0 to 0.5 degrees with respect to the direction of propagation pass through the neutron mirror (2), and neutrons (B with a dispersion angle of 0.5 to 1 degrees) 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, FIG. 4 shows a state in which the same neutron mirror 2 is 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 a first angle of incidence θ1 are incident at a first angle of reflection θ2 when the first angle of incidence 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 tilted at 1 degree is 1 and the dispersion angle is 0.6 degrees, the first incident angle θ1 is 0.4 degrees, and the neutron mirror 2 reflects up to 0.5 degrees, so, It is reflected at the first reflection angle θ2 equal to the first incident angle θ1 by total reflection. The first reflection angle θ2 is the same as 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. Neutrons having 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 incident angle θ3 incident on the second neutron mirror 2 is 0.4 degrees. do. Since the second incident angle θ3 is smaller than the maximum reflection angle of 0.5 degrees, the neutrons are reflected again in the second neutron mirror 2, the second reflection angle θ4 is equal to the second incident angle θ3, and the second neutron mirror ( 2) is tilted, so the final neutron dispersion angle is 0.6 degrees obtained by subtracting the second reflection angle (θ4) from the tilt angle (1 degree) of the mirror. Accordingly, the dispersion angle of the neutrons finally passed through the second neutron mirror 2 is the same as the first neutron dispersion angle, and the dispersion angle is not improved when the neutrons are reflected through the same mirror.

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. 5 shows a structure in which a neutron mirror 2 and another neutron mirror 3 are disposed behind the neutron mirror 2 unlike FIG. 4 in which a plurality of neutron mirrors 2 reflect the light.

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 another neutron mirror 3 is disposed behind the neutron mirror 2 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, the M value of the other neutron mirror 3 is 1.5, and the inclination angle β with the inner surface is 0.75 degree. For reference, the total reflection angle for M=1.5 of a neutron with a wavelength of 4.75 Å 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 having a dispersion angle of 0.5 degrees or more with 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 having a dispersion angle of 0.5 degrees is incident on the neutron mirror 2 at a first incident angle θ1 of 0.5 degrees (1 - 0.5 = 0.5), and the first incident angle θ1 is the maximum of the neutron mirror 2. Since it is within the reflection angle, it is reflected from the neutron mirror 2 at the first reflection angle θ2. The first reflection angle θ2 is the same as the first incident angle θ1, and since the first mirror 20 is inclined at 1 degree, neutrons passing through the first mirror 20 are reflected with an inclination angle of 1.5 degrees to another neutron mirror. Enter (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 tilted at 0.75 degrees, so the second incident angle θ3 of the neutrons incident on the neutron mirror 3 is 0.75 degrees, Since this angle is less than or equal to 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 the same as the second incident angle θ3, and since the second mirror 30 is tilted, the final neutron dispersion angle is zero obtained by subtracting the second reflection angle θ4 from the tilt angle of the mirror (0.75 degrees). It is also That is, the dispersion angle is dramatically lowered. Therefore, in the case where the two neutron mirrors 2 and 3 having 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.6 is 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 내면(11, 12)은 중성자 유도관(1)의 다른 부분보다 큰 M 값을 가질 수 있다. The device 100 for reducing the neutron dispersion angle according to the present invention is installed in an induction pipe 1 ( FIG. 2 ) and may be installed in direct contact with the inner surface 11 of the induction pipe 1 . However, after adding another coating surface to the inner surface 11 of the guide tube 1, it is possible to install it on the inner surface of the coated surface, or it can be installed on the mirror surface installed in the guide tube 1. The embodiment of FIG. 6 will be described as being installed on a separate surface 11 rather than the induction pipe 1 (see FIG. 2), and in this case, the inner surfaces 11 and 12 are larger than other parts of the neutron induction pipe 1. It can have M values.

중성자 유도관(1)의 상기 내면(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 내면(11, 12)은 후술할 분산각 증폭 거울(20)에 의해서 분산각이 증대된 중성자를 반사할 수 있을 정도의 충분한 M 값을 가진다.The inner surface 11 of the neutron induction tube 1 is coated with a specific M value, and according to the M value of the inner surface of the neutron induction tube 1, the neutron induction tube 1 emits neutrons having a predetermined dispersion angle. Neutral resources are delivered to the consumer. The direction in which neutrons travel is called the X direction. For example, a coating layer having an M value of 2 may be disposed on the inner surface of the neutron induction pipe 1, and the inner surface on which the neutron dispersion angle reducing device 100 is disposed has a larger M value, for example, M = 4. A coating layer of may be disposed. The inner surfaces 11 and 12 of the neutron dispersion angle reduction device 100 have a sufficient M value to reflect neutrons having an increased dispersion angle by a dispersion angle amplifying mirror 20 to 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 시작점(21)으로부터 상기 진행방향을 따라서 제 1 거리만큼 이격된 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 device 100 for reducing the neutron divergence angle includes a plurality of mirrors disposed between the first face 11 and the second face 12 disposed parallel to each other. In this embodiment, the neutron dispersion angle reducing device 100 is the first surface 11 along the traveling direction (X) of the neutrons from the imaginary central plane of the first surface 11 and the second surface 12 and a dispersion angle amplifying mirror 20 that is spread at a first angle α toward the second surface; And the first surface 11 and the second surface ( 12) and divergence angle reduction mirrors 30 and 40 that open toward. Here, the center plane is spaced apart from the first and second surfaces 11 and 12 by d1/2, which is half of the distance d1 between the first surface 11 and the second surface 12, and the first surface ( 11) or an imaginary plane parallel to the second plane 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 divergence reduction device 100 includes a divergence angle amplifying mirror 20 and a divergence angle reduction mirror 30, 40. 40), the neutron's dispersion angle has no opportunity to decrease. Therefore, in this embodiment, the divergence angle is increased through the divergence angle amplifying mirror 20 to meet the divergence angle reduction 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 divergence angle amplifying mirror 20 has an M value having a maximum reflection angle greater than the maximum reflection angle determined by the maximum divergence angle of incoming neutrons and the M value of the neutron induction tube 1, and the first angle α is less than the maximum divergence angle of incoming neutrons. Therefore, all neutrons meeting the divergence angle amplifying mirror 20 in the neutron induction tube 1 are reflected, and while being reflected, they are reflected with a large divergence angle (= entry angle + 2× α).

이 실시예에서 분산각 감소 거울(30, 40)은 상기 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 일정 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 reduction mirrors 30 and 40 include the first dispersion angle reduction mirror 30 diverging from the starting point 31 at the first angle α and the second dispersion angle reduction mirror 30 diverging at the second angle β. Each reduction mirror 40 is included. In the case of the first dispersion angle reduction mirror 30, it is substantially the same as the dispersion angle amplifying mirror 20, except that it is separated from the first dispersion angle reduction mirror 30 by a certain distance L1. Since the first dispersion angle reducing mirror 30 and the dispersion angle amplifying mirror 20 have the same inclination angle and M value, as described with reference to FIG. 4 , the dispersion angle amplified by the dispersion angle amplifying mirror 20 The neutrons reflected by , are reflected again while meeting 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. The neutrons of the primarily reduced dispersion angle secondarily meet the second dispersion angle reduction mirror 40, and in the case of the second dispersion angle reduction mirror 40, a smaller dispersion angle than the first dispersion angle reduction mirror 30 It has a value M, and the second angle β is smaller than the first angle α, so that it is reflected from the first dispersion angle reduction mirror 30 and then reflected again from the second dispersion angle reduction 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 amplifying mirror 20 and the first and second dispersion angle reduction mirrors 30 and 40 is ) and the first and second inner surfaces 11 and 12 can improve the dispersion angle.

도 7 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 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 amplifying mirrors 20 and dispersion angle reduction mirrors 30 and 40, as in the embodiment of FIG. , 50, 60). The embodiment of FIG. 7 basically includes the same configuration as the dispersion angle amplifying mirror 20, the first dispersion angle reduction mirror 30, and the first and second inner surfaces 11 and 12 among all configurations of the embodiment of FIG. Therefore, only the added configuration will be described.

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 in which neutrons reflected from the dispersion angle amplifying 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 reducing device 100 and pass through the neutron induction tube, which eventually 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 , the second dispersion angle reduction mirror 40 in which neutrons that have not met the first dispersion angle reduction mirror 30 meet and are reflected, and the 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 arranged 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. Similarly, 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 inclined 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 neutrons reflected from the dispersion angle amplifying mirror 20 and the dispersion angle amplified but not meeting the first dispersion angle reduction mirror 30 can be reflected. 1 Although smaller than the M value of the dispersion angle reduction mirror 30, it has a sufficient M value to reflect neutrons of the amplified dispersion angle passing through the dispersion angle amplifying mirror 20. However, in the case of the second divergence angle reduction mirror 40, since it is tilted at the second angle β, it is only necessary to reflect an amount obtained by subtracting the second angle β from the amplified divergence angle. For example, when neutrons having a wavelength of 4.75 Å enter the neutron dispersion angle reducing device 100 in the range of 0 to 1 degree, the first angle α of the dispersion angle amplifying mirror 20 is 0.5 degree and M The value can be 3 (maximum incident angle that can be reflected = 1.5 degrees). When the distance d1 between the first and second surfaces is 10 mm, the separation distance L1 must be 382 mm in order for the neutrons reflected from the dispersion angle amplifying mirror 20 to meet at the first dispersion angle reduction mirror 30, , In this case, since some neutrons do not meet the first dispersion angle reduction mirror 30, the second dispersion angle reduction mirror 40 having a second angle β of 0.4 degrees and an M value of 2.18 is disposed. Therefore, among the neutrons reflected from the dispersion angle amplifying 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. On the other hand, the third and fourth dispersion angle reduction mirrors 50 and 60 have a dispersion angle so that the neutrons having a reduced dispersion angle become a target neutron dispersion angle when they pass through the first and second dispersion angle reduction mirrors 30 and 40. plays a role in reducing When it meets the third and fourth dispersion angle reduction mirrors 50 and 60 and is reflected, the dispersion angle is reduced by twice the third angle γ or the fourth angle δ. However, when neutrons having a good dispersion angle meet the third and fourth dispersion angle reducing mirrors 50 and 60 and are reflected, the dispersion angle may deteriorate. The third and fourth angles γ and δ and the M value are determined so that only the light can be reflected. For example, when the first angle α and the second angle β of the first and second dispersion angle reducing mirrors 30 and 40 and M values 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 pass neutrons with good dispersion angles and reflect neutrons with poor dispersion angles to improve the dispersion angle.

표 1 에는 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. In Table 1, when the upper region is A and the lower region is B around the starting points 21 and 31, when neutrons having a dispersion angle between 0 and 1 degree enter the neutron dispersion angle reducing device 100, It is shown that the divergence angle changes as it is reflected on each mirror. The wavelength of the neutron is 4.75 Å, and specific conditions are as exemplified in the description of FIG. 7 above. What is transmitted or reflected from the inner surfaces 11 and 12 is not separately written, and what is incident/reflected on the dispersion angle amplifying mirror 20 and the dispersion angle reduction mirrors 30, 40, 50, and 60 is mainly described. A means neutrons incident to the upper region, B means neutrons incident to the lower region, ↘ means downward, ↗ means upward (direction of dispersion angle), and T means transmission.

Figure pat00001
Figure pat00001

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 having a dispersion angle between 0 and 1 degree are gathered to 0.3 degrees or less through the dispersion angle amplifying 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 reducing 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 rather increases in the case of some neutrons. This is a case where the angle is not properly reduced, which is because the neutrons reflected from the dispersion angle amplifying mirror 20 on the upstream side of the neutron propagation direction (X) do not properly meet the first and second dispersion angle amplifying mirrors 30 and 40 It was found that, an embodiment in which this was improved is shown in FIG. 8 .

도 8 에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 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)과 제 1 내면(11)이 접하는 접점으로부터 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 제 1 거리(L2)만큼 이격된 상기 제 1 내면(11)으로부터 상기 제 2 내면(12)을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 1 보조 거울(70);과 상기 분산각 증폭 거울(20)과 제 2 내면(12)이 접하는 접점으로부터 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 제 1 거리(L1)만큼 이격된 상기 제 2 내면(12)의 위치(82)으로부터 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 is spaced apart by a first distance L2 from the contact point where the dispersion angle amplifying mirror 20 and the first inner surface 11 come into contact with each other in the reverse direction of the neutron propagation direction. A first secondary mirror 70 obliquely extending from the first inner surface 11 toward the second inner surface 12 in a direction opposite to the propagation direction of the neutrons; and the dispersion angle amplifying mirror 20 and the second inner surface 12 Inclined toward the first inner surface 11 from a position 82 of the second inner surface 12 spaced apart by a first distance L1 in the opposite direction of the neutron propagation direction from the contact point to the first inner surface 11 in the reverse direction of the neutron propagation direction It further includes a second secondary mirror 80 extending.

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) may be the same as the fourth angle δ, which is the smallest angle, and the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 start from the first and second inner surfaces 11 and 12. The first distance L2, which is the distance between the position and the viewpoint of the divergence angle amplifying mirror 20 in the neutron propagation direction, 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 reduction mirrors 30 and 40. In this case, the dispersion angle decreases, and the specific gravity of neutrons passing through the neutron dispersion angle reducing device 100 may be reduced in a state in which the dispersion angle is amplified.

표 2 에는 도 8 의 실시예에 따른 중성자의 분산각의 변화가 나타나 있다. Table 2 shows changes 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 rest is the same as in Table 1.

Figure pat00002
Figure pat00002

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 secondary mirrors 70 and 80 are added, only neutrons having a dispersion angle smaller than Table 1 increase in dispersion angle and exit the dispersion angle reducing device 100, and most of the It can be seen that the dispersion angle of neutrons is reduced by the dispersion angle reducing 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 of Table 2 are the same as those of Table 1 except for the first and second auxiliary mirrors 70 and 80, the first and second auxiliary mirrors 70 and 80 have a first distance of 191 mm, and 5 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. On the other hand, Table 3 shows the change of the dispersion angle when the wavelength is 0.4 nm in the same neutron dispersion angle reducing device 100 as in Table 2. As the wavelength changes, the range of the incident dispersion angle changes, but it can be seen that the dispersion angle of the neutron decreases regardless of the change in wavelength.

Figure pat00003
Figure pat00003

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.On the other hand, the neutron dispersion angle reducing device 100 of FIGS. 6 to 8 connects a plurality of neutron dispersion angle reducing devices 100 of FIGS. It can 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. In the above, the embodiment of the present invention has been mainly described, but the present invention is not limited thereto and can be variously modified and implemented.

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 induction pipe 11: first inner surface
12: second inner surface 20: dispersion angle amplifying 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 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 장치.
a first surface and a second surface disposed parallel to each other;
a divergence-angle amplifying mirror widened at a first angle from the central surfaces of the first surface and the second surface toward the first surface and the second surface along a traveling direction of neutrons; and
A dispersion angle reducing mirror spaced apart from a starting point at which the dispersion angle amplifying mirror starts by a first distance along the traveling direction and spreading toward the first surface and the second surface along the traveling direction;
The divergence angle reduction mirror includes a first divergence angle reduction mirror that is spread at the first angle from the starting point and a second divergence angle reduction mirror that is diverged at a second angle,
The divergence angle amplifying mirror has an M value having a maximum reflection angle greater than the maximum divergence angle of incoming neutrons, and the first angle is less than the maximum divergence 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 a smaller M value 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 divergence angle reduction mirror
Further comprising a third dispersion angle reduction mirror,
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 divergence angle reduction mirror
Further comprising a fourth dispersion angle reduction mirror,
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 reduction mirrors have an M value greater than 1,
The third and fourth dispersion angle reduction mirrors have an M value less than 1,
greater than the difference between the M values of the first and second dispersion angle reduction mirrors. The neutron dispersion angle reduction device, characterized in that the difference between the M value of 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 1 거리만큼 이격된 상기 제 1 내면으로부터 상기 제 2 내면을 향하여 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 경사지게 연장하는 제 1 보조 거울;
상기 분산각 증폭 거울과 제 2 내면이 접하는 접점으로부터 상기 중성자 진행방향의 역방향으로 제 1 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.
According to any one of claims 1 to 3,
A first auxiliary extending obliquely in a reverse direction of the neutron propagation direction from the first inner surface spaced apart by a first distance from the junction where the dispersion angle amplifying mirror and the first inner surface come into contact with the second inner surface toward the second inner surface in a direction opposite to the propagation direction of the neutrons mirror;
A second auxiliary extending obliquely in a reverse direction of the neutron propagation direction toward the first inner surface from the second inner surface spaced apart by a first distance from a junction where the dispersion angle amplifying mirror and the second inner surface come into contact with each other in a direction opposite to the propagation direction of the neutrons It further includes a 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 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,
Wherein the first and second auxiliary mirrors are arranged so that the neutrons are reflected to the first and second auxiliary mirrors when the neutrons are reflected at the maximum reflection angle at the starting point of the dispersion angle amplifying mirror. .
 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 divergence 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,
The 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. A neutron induction tube having a rectangular cross section,
A neutron induction tube, characterized in that a plurality of neutron dispersion angle reducing devices according to any one of claims 1 to 3 are stacked inside.
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