♦ What is ELECTRON BEAM(전자선이란)?

Electron beam processing or electron irradiation is a process which involves using electrons, usually of high energy, to treat an object for a variety of purposes. This may take place under elevated temperatures and nitrogen atmosphere. Possible uses for electron irradiation include sterilization and to cross-link polymers.(by wikipedia)

전자선 조사 처리는 다음과 같은 특성을 이용하여 산업용으로 이용되고 있습니다.

  • 반도체 웨이퍼에 전자를 입사(조사) 하면 물질 내의 결정과 탄성 충돌이 일어나(격자 결함 형성) 기기의 전기적 특성을 개선할 수 있습니다.
  • 분자 재료에 전자선을 쐬면 화학적 및 물리적 작용을 일으키는 여러가지 특성 개선이 가능합니다.
  • 전자선 조사에 대한 반응의 제어와 양산 적용이 용이합니다.
  • 이용 온도가 비교적 낮은 것이 특징이며, 고분자 내에서의 이온화, 들뜬 화학 결합 해리에 따른 라디칼이 생성하는 반응을 이용하고 공업용 제품의 개선에 활용되고 있습니다.


♦ 전자선의 이용

  1. 가교처리(Cross-linking)

  • PE등의 내열성(열 변형 온도)·내마모성의 향상 등

폴리머에 조사함으로써 재질(대표 예:PE)에 따라서는 가교가 일어나고, 내열성(열 변형 온도)이 향상되거나, 또, 열 수축성과 발포성 수지에 대한 응용·내마모성·내후성 등의 개선을 실시할 수 있습니다.

일반적으로 폴리 에틸렌은 가교 조제 없이 교차할 수 있습니다.
또한 가교 처리에는 가교 보조제를 도입하는 조사에 의한 교차시키는 방법도 있습니다.

 

  2. 반도체 격자 결함의 생성

실리콘 등의 반도체에 전자선을 조사함으로써 격자 결함을 생성합니다.이 격자 결함층은 반도체 물질 내 전자-정공 경력을 재결합하는 기능을 갖기 때문에 격자 결함 밀도를 최적화하는 것에서 경력의 라이프 타임 제어가 가능합니다.

 

  3. 그라프트 중합

폴리머에 조사함으로써 기본 자재로 다른 모노머를 접목처럼 중합시키기로 폴리머의 성질을 부가하는 방법입니다.
이용 예로서, 친수성·소수성 이온 치환성이 부가됩니다.

 

  4. 큐어링 및 코팅

전자선 조사에 의한 중합·경화를 이용한 큐어링은 열과 자외선에 의한 방법을 비교하면 실온에서 할 수 있는 일이나 도장면의 경화를 두꺼운( 깊은) 될 일에서부터 건축 자재·가구 등 부가 가치가 필요한 분야에 응용되고 있습니다.
그 밖에 플라스틱 표면 가공·경화나 인쇄 기술에의 응용도 기대되고 있습니다.

 

5. 착색 반응

유리, 보석등  전자선 처리에 의한 착색 이용

 

 

 


 

♦ 당사내 전자선 조사시설 현황

  • 아래와 같이 다양한 에너지타입의 가속기를 7기 보유 중입니다. 전화예약(042-930-7510)이나 사이트 메뉴-조사예약에서 해당 가속기를 선택하시면 가속기 사용이 가능합니다. 그리고 방문 요청하시면 모든 종류의 가속기 견학이 가능합니다.

facility

 

Electron Accelerator No.1

Electron Accelerator No.2

Beam Energy / Power
0.7-1.5MeV / 40kW
Beam Energy / Power
0.8-2.5MeV / 100kW
Line Speed
0-500m/min
Line Speed
0-30m/min
Use
Cable, wire and tubes
Use
Cable, Polymer, Semiconductors,
PTC, Medical items
Remark
Only for Cable and tube
Remark
Cart type(800X800 mm)

 

Electron Accelerator No.3

Electron Accelerator No.4

Beam Energy / Power
10MeV / 10kW
Beam Energy / Power
0.8-2.5MeV / 100kW
Line Speed
0-20m/min
Line Speed
0-30m/min
Use
Semiconductors,
Medical & food items
Use
PTC, Semiconductors, Medical items
Remark
Conveyor type
Remark
Conveyor type

 

Electron Accelerator No.5

Electron Accelerator No.6 , 7

Beam Energy / Power
10MeV / 12kW
Beam Energy / Power
65-100KeV / 5kW, 100~200keV/5kW
Line Speed
0-20m/min
Line Speed
0-5mW/cm2, 0-50m/min
Use
Semiconductors,
Medical & food items
Use
Hightemperature material testing /
Sheet & Films, Curing
Remark
Under constructing
Remark

 


♦ 전자선 응용

ebeam_example
  • Flame resistant wires / cables(난연성 케이블)

  • Heat shrinkable tube / sheet(열수축 튜브/쉬트)

  • Tire and resin forming(타이어 & 합성수지)

  • Power electronic devices, semiconductors, polymer switches(전력용 전자부품, 반도체, 폴리머 스위치)

  • Sterilization of medical and experimental apparatus(의료용품/실험기구 멸균)

  • Wasterwater treatment(폐수처리)

  • Preservation of food stuff(음식물 장기보존)

 


 

♦ 전자선 조사 / 가교 특징

  • No preprocessing required(전처리 과정이 불필요)

  • Process executed in seconds(1~2초내 처리)

  • No significant temperature rise(급격한 온도변화가 없음)

  • Verified process(검증된 처리)

  • High throughput(높은 생산량)

  • Non-catalytic process(촉매 불필요)

  • No use of radioactive isotopes(방사성 동위원소가 없음)

  • Environment friendly(환경친화적)

  • No Radioactive residues(처리 후 방사성 물질 존재 불가함)

top view


♦ 전자선 처리와 감마선 비교

전자선 처리

감마선

Source of Irradiation

electron energy

Co-60

Penetration

complete penetration, depends on density

complete penetration

Material Compatibility

most material are compatible

most material are compatible.

considered somewhat incompatible with PVC etc.

Processing Mode

continuous or batch

batch

Processing time

less than a minute

several hours

Other

E-Beam turned off by power off

unable to stop Gamma-ray radiation