<일본시장조사보고서>소립자 기술의 응용(2021년 12월 조사)(일본어판)
자료코드: R64200102 / B5 53p / 2022. 04. 15
◆조사개요
본 조사 리포트는 정기간행물 Yano Eplus 2022년 1월호에 게재된 내용입니다.
■리서치 내용
~기초연구는 장시간이 필요. 하지만 밝혀진 기본 원리는 기존기술의 한계를 타파하며 획기적인 제품으로 이어질 가능성을 내포하고 있다~
1. 기초 학문과 그 응용
2. 소립자와 소립자 기술
[표1. 소립자의 역할과 분류]
3. 소립자 기술의 응용분야
3-1. 계측분야
3-2. 에너지분야
3-3. 의료분야
4. 소립자 기술 응용에 관한 시장규모
[그림·표1. 소립자 기술 응용에 관한 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]
[그림·표2. 소립자 기술 응용에 관한 수요분야별 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]
5. 소립자 기술 응용과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 대학공동이용기관법인 고에너지가속기연구기구(KEK)(1)
(1)초전도 가속공동 기술을 이용한 cERL에 의한 의료용 RI 제조 실험
①99Mo의 일본 공급체제의 확립이 목표
②cERL
[그림1. cERL의 초전도 가속공동 저온유지모듈(cryomodule)의 외관]
[그림2. cERL가속기 주회부(앞쪽)에서 본 조사 빔라인(중앙)]
[그림3. 타깃 조사부]
③초전도 가속공동을 이용한 전자 가속기에 의한 99mTc/99Mo 제조 시험
[그림4. 광핵반응에 의한 방사성]
[그림5. 광자 도달거리와 광핵반응 단면적]
[그림6. 방사능 공간 분포]
④실험 결과
[그림7. 조사 실험의 결과. Mo표적의 깊이 1cm지점(수량 최대부분)에서 생성된 핵종]
5-2. 대학공동이용기관법인 고에너지가속기연구기구(KEK)(2)
(1)뮤온 가속의 실현
[그림8. J-PARC MLF의 빔라인]
[그림9. 뮤온 선형가속기의 모식도]
(2)뮤온 g-2/EDM의 정밀 측정
[그림10. J-PARC에서 g-2/EDM의 정밀 측정의 모식도]
(3)투과형 뮤온 현미경
(4)뮤온 산란법에 의한 고해상도 이미징
5-3. 학교법인 주부대학
(1)뮤온 핵 융합 원리
①뮤온 핵 융합 원리
[그림11. μ CF사이클의 모식도]
[그림12. 뮤온 비 평형 플라즈마 핵 융합의 새로운 이론]
②뮤온 핵 융합로의 새로운 아이디어
[그림13. 자장도 관성력도 쓰지 않는 핵 융합 영역의 유지 개념의 창출~
세계최초의 램제트(램압력) 이용에 의한 제어 뮤온 핵 융합 장치 개념도]
[그림14. 충격파로 고밀도 실온 가스 영역을 유지·정상·불안정한 핵 융합]
[그림15. 뮤온 비 평형 플라즈마 핵 융합 중성자원 시스템의 모식도]
[그림16. 핵 융합 중성자원에 의한 LLFP, MA의 단수명화 플랜트 개념도]
③뮤온 핵 융합 실현의 가능성
[그림17. 최근 연구 진전]
5-4. 국립대학법인 도쿄대학
(1)뮤온검출법
(2)가시화 기술 "뮤온검출법"을 이용하여 구조물 내부를 투시 화상화하는 시스템의 공동개발
[그림18. (왼쪽)측정 대상 (오른쪽)뮤온검출법에 의한 측정결과]
(3)뮤온검출법의 바다에 대한 전개
[그림19. TS-HKMSDD를 구성하는 뮤온검출법 센서모듈의 외관]
[그림20. 도쿄만 아쿠아라인 지상부의 외관(상)과 도쿄만 아쿠아라인 전체상에서 설치된 TS-HKMSDD의 위치(Mu 표시가 있는 부분)(하)]
[그림21. TS-HKMSDD의 조위 측정결과(관측점: 지바) 파란선(상)는 TS-HKMSDD로 측정된 조위, 빨간 선(하)는 해상보안청 검조(檢潮)결과]
[그림22. TS-HKMSDD에 의한 조위변동 시의 공간 이미지, 색은 조위를 표시하며 녹색이 가장 낮고 노란 색에서 빨간 색으로 변할수록 높아진다]
5-5. 대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학(1)
(1)자기 스커미온으로 새로운 구조를 실현
[그림23. 자기 스커미온의 스핀 구조. 화살표는 스핀 방향을 표시]
[그림24. 스메틱 액정의 모식도]
[그림25. 스커미온 액정의 로렌츠 투과전자현미경 상]
(2)자구벽·스커미온의 관측에 성공
[그림26. 자성체 중의 자기 구조]
[그림27. 자속밀도 분포를 나타내는 로렌츠 투과전자현미경 상]
5-6. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학(2)
(1)방사선 조사에 의한 물의 발광현상의 발견
[그림28. 체렌코프 광 역치 이하의 에너지 방사선 광계측]
(2)발광 이미징을 이용하여 뮤온 빔의 분포 계측에 성공
[그림29. 뮤온에 의한 선량 화상과 발광 화상의 시뮬레이션 데이터]
[그림30. 뮤온 빔 이미징 시스템의 모식도 (왼쪽)측면도 (오른쪽)정면도]
[그림31. 양성 뮤온 빔을 물에 조사하면서 고감도 CCD카메라로 촬영한 뮤온 붕괴 양전자의 체렌코프 광 화 상]
[그림32. 양성 뮤온 빔을 플라스틱 신틸레이터에 조사하면서 고감도 CCD카메라를 이용하여 촬영한 붕괴 전의 뮤온 발광 화상]
5-7. 국립대학법인 홋카이도 대학
(1)중성자 과학의 발전과 홋카이도 대학의 가속기 시설
[그림33. HUNS의 반세기에 걸친 실적]
[그림34. 홋카이도 대학의 현재 가속기(HUNS2) 빔라인 배치]
[그림35. (왼쪽)전자 선형 가속기(전자 LINAC), (오른쪽)전자빔 유도부&중성자 발생원]
(2)중성자 이미징 시스템
[그림36. 중성자 투과법의 원리를 나타낸 모식도]
[그림37. 펄스 중성자 이미징 시스템]
(3)중성자 공명흡수를 이용한 물체 내부온도 이미징
[그림38. 중성자 공명흡수를 이용한 물체 내부온도 이미징]
(4)우주선 소프트 오류 방지
[그림39. 우주선에 의한 소프트 오류]
5-8. 국립연구개발법인 양자과학기술연구개발기구(QST)
(1)방사선에 의한 암 치료와 중입자선 치료
[그림40. 암 치료에 이용되는 방사선 종류]
[그림41. X선 치료와 중입자선(탄소선) 치료의 선량 분포 차이]
(2)중입자선 치료의 원리
[그림42. 중입자선 암 치료의 원리를 나타낸 모식도]
[그림43. 세계최초 중입자선 암 치료 장치 HIMAC의 외관 모식도]
[그림44. 중입자선 치료장치의 치료실(왼쪽)과 회전 조사대(오른쪽)]
[그림45. 3차원 스캐닝 조사 장치]
(3)중입자선 치료 실적
[그림46. 중입자선 암 치료 HIMAC의 치료 실적]
(4) 제5세대 중입자선 치료 장치 "양자 메스"
[그림47)차세대 소형 탄소선 치료 장치: 양자 메스]
[그림48. 레이저 구동 이온 가속방식의 모식도]
6. 소립자 기술 응용에 관한 장래 전망
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