Micro Sampling System for Highly Radioactive Specimen by Laser Ablation

• Published in: Journal of nuclear fuel cycle and waste technology (Online) Vol. 3; no. 1; pp. 17 - 21
• Main Authors: 한선호, 하영경, 한기철, 박양순, 지광용, 김원호, Sun-Ho Han, Yeong-Keong Ha, Ki-Chul Han, Yang-Soon Park, Kwang Youg Jee, Won Ho Kim
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국방사성폐기물학회 31.03.2005
• Subjects: laser ablation; 고방사성시편; highly radioactive specimen; 핵연료; micro sampling; 미세영역 시료채취; nuclear fuel; 레이저
• ISSN: 1738-1894; 2288-5471

방사선차폐 laser ablation 시스템을 레이저, 미세영역의 영상 확인을 위한 이미지 시스템, XYZ 이동장치와 조절기, ablation chamber, manipulator 및 여러 가지 광학부품들로 구성하였다. Ablation용 레이저는 UOB 및 tircaloy 시편으로부터 효율적으로 시료를 채취할 수 있도록 266 nm(6 mJ)까지 파장 변환이 가능한 Nd:YAG 레이저를 선정하였으며, 이미지 시스템은 직경 50 m 크기의 crater를 판별할 수 있는 200 배율 이상의 규격을 갖춘 CCD 카메라로 선정하였다. 시편 미세이동장치는 XYZ방향으로 시편이동이 가능하고 최대 이동거리가 50 mm까지 , 그리고 최소 1m 씩 정확하게 움직일 수 있는 장치로 선정하였다. 구성된 각 단위기기들에 대하여 광학 정렬을 수행한 후, 시료채취 부위를 50 m씩 정확하게 이동하면서 레이저로 조사시킨 시료 표면을 CCD 카메라를 통하여 관찰한 결과, 표면에 생성된 crater는 원형임을 확인함으로써 단위기기별 성능을 확인할 수 있었다. Shielded laser ablation system composed of laser system, image analyser, XYZ translator with motion controller, ablation chamber, manipulator and various optics was designed. Nd:YAG laser which can be tunable from 1064 nm to 266 m was selected as light source. CCD camera(< 200) was chosen to analyze a crater less than 50 un in diameter. XYZ translator was composed of three linear stage which can travel 50 w with a minimum movement of 1 um and motion controller. Before the performance test, each part of system was optically aligned. To perform the ablation test, the specimen was ablated by 50 um interval and observed by image analyser The shape of crater was almost round, indicating laser beam has homogeneous energy distribution. The resolution and magnification of image system were compatible with the design.