계측 증폭기를 이용한 중성자 검출기용 아날로그 증폭회로 설계

국문 초록 (Abstract)

국내외 상업용 혹은 연구용 원전에서는 무기 충진 케이블 구조로 된 중성자 검출기를 사용해 왔으며, 중성자 검출기의 출력 신호를 이용하여 원자로 노심의 중성자 선속의 측정과 노심의 출력 제어 및 보호용으로 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있다. SPND 의 출력 신호는 FIDAS 카드의 아날로그 회로에서 전류-전압 전환, 증폭, 차감, 및 필터작용을 통해 아날로그 신호 처리의 과정이 이루어진다. 표준형 원전의 로듐 SPND 용 아날로그 증폭 회로에서는 연산 증폭기가 이용되었으나, 차동 입력 신호의 공통모드 제거율이 높은 계측 증폭기를 이용한 증폭 회로를 설계하였다. 본 논문에서는 증폭 회로의 설계 요건을 조사하였고, 계측 증폭기의 특성을 중심으로 증폭 회로에 적용하기 위한 선정 기준을 수립하고, 해당 오차를 분석하였다. 계측 증폭기를 중심으로 전류-전압 전환이 포함된 증폭 회로를 설계하였고, 계측 증폭기의 입력단과 전원부에 필요한 디커플링과 가드링 회로를 추가하였다. 설계가 완료된 증폭회로는 집적 회로의 공급사가 제공한 소프트웨어를 이용하여 DC Sweep 시험, DC Transient 시험을 수행하였고, 이 시뮬레이션을 통하여 계측 증폭기를 사용한 증폭 회로는 설계의 기준을 충분히 만족함을 알 수 있었다. 향후, 설계된 증폭 회로를 기준으로 증폭 회로를 조립하고 미세 전류 인가 및 측정, 전압 측정 등 성능 확인 시험을 수행하고자 한다. 설계된 증폭 회로는 즉발 응답형 SPND 의 FIDAS 카드내부의 아날로그 회로에 적용하고자 한다.