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X-선과 중성자 방사선을 결합한 영상 도구
분류 X선, 중성자 방사선 조회 3339
발행년도 2014 등록일 2015-08-10
출처 미리안 GTB (바로가기)
기존의 영상 기술로는 시각화할 수 없는 물질을 판별하고, 감지하는 국가의 능력을 확장하기 위하여, DARPA( 미국 방위 고등 연구 계획국, Defense Advanced Research Projects Agency)는 오늘 기존의 X-선과 중성자 방사선의 장점을 상호 보완한 휴대용 차세대 영상 도구를 개발하자고 제안했다. X선 영상은 비행기 날개의 작은 균열을 감지하거나, 의료적 진단을 결정하고, 또한 승객의 가방을 검사하여, 공공 비행의 안전을 유지하는 등과 같은 군사 목적에서부터 상업적 응용에 이르는 많은 분야에 유용하게 쓰이는 기술이다. 그러나 X-선 검사의 유용함 만큼이나, 그것에는 감지의 한계가 있다. 예를 들어, X-선 방사선은 좀 더 무거운 화학 물질(치과용 X-선과 은 충전물을 생각해보자.) 감지에는 탁월한 능력을 발휘하지만, 수소와 같은 가벼운 원소를 드러내는 것에는 매우 미약하다. 이러한 이유로, X-선 방사선 장비는 일반적으로 물, 또는 다른 액체에서 그 감별력이 떨어진다.

대조적으로, 개체를 영상화하는데 중성자를 사용하는 중성자 방사선은 가벼운 원소나 액체를 시각화하는 데 매우 탁월하며, 심지어 일부 경우에는 물질의 원자 구조까지도 판별하는 능력을 과시한다. 불행히도, 중성자 소스는 X-선 만큼이나 실용적이고, 이동이 쉽지는 않다. 일반적으로 길이에서 수백 미터를 확장하기 위해서는, 중성자를 생성하기 위한 강력한 에너지원이 요구되기도 한다. DARPA가 제안한 강렬한 소형 중성자 소스(Intense and Compact Neutron Sources, ICONS) 프로그램은 중성자와 X-선 모두를 생성할 수 있는 휴대용 장비를 개발할 목적을 가지고 있다. 그러한 장비는 이 두 영상 자원의 장점을 상호 보완하여, 훨씬 더 상세한 방사선을 가능케 할 것이다.

“우리는 중성자 가속기를 10m에서 이보다 훨씬 더 작은 1m, 혹은 그 이하의 크기(이는 오늘날 X-선 튜브의 크기와 비슷하다.)로 줄일 수 있는 혁신적인 설계와 구축 도구를 찾고 있다”고 DARPA 프로그램을 이끌고 있는 Vincent Tang이 말했다. “그러나 작으면서도 높은 성능을 유지하는 지향적 중성자 소스는 상당한 도전이 아닐 수 없다. 그러나 성공적인 ICONS 프로그램은 중요한 국가 안보 응용을 위한 영상 도구를 제공하고, 매우 상세하면서도 정확한 개체의 내부 영상을 전달할 수 있을 것”이라고 Vincent Tang이 덧붙였다. 예를 들어, ICONS는 X-선 보다 좀 더 신뢰성 있게 군사 장비를 평가하는 비파괴적 도구가 될 것이며, 물 침투와 항공기 날개의 부식, 그리고 선박 용접 등을 잘 드러내 줄 것이다. 중성자 영상은 개체의 내용물과 더불어, 원자 구조와 화학적 성분을 판별함으로써, 폭발물을 감지하고, 밀수품을 거르는 능력에 잠재력이 있다. 또한, 이 기술은 추진제 충전물 수준의 영상을 통한 탄약 소스의 차이와 같은 법의학적 원인 규명에도 도움이 될 것이다.

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