테라헤르츠 다중반사 챔버를 이용한 독성가스 검출

Abstract

테라헤르츠(THz) Time domain spectroscopy(TDS) 방식을 이용하여 방사된 THz 펄스를 다중반 사 챔버 내부에서 미량의 일산화탄소와 아산화질소를 반응시켜 흡수 resonance를 통해 가스를 검출하였다. 가스분자는 회전 및 진동으로 인해 가스의 종류에 따라서 특정 주파수에서 흡수가 발생한다. 전자기파와 가스간의 반응은 반응길이, 반응한 가스의 양, 압력에 비례하며 나타난 다. 본 논문에서는 테라파와 가스의 반응길이를 늘렸으며 챔버 내부에서 116번의 반사를 통해 반응길이는 18m가 되게 만들었으며 반응한 길이가 길어지는 만큼 챔버 내부에서 1%의 일산화 탄소와 아산화질소를 검출해내는 결과를 얻었다. 본 논문에서 사용한 방식은 THz 펄스를 사용 하였기 때문에 일산화탄소, 아산화질소 외에도 여러종류의 가스를 검출해낼 수 있고, 가스의 양을 늘리는 방식이 아니라 반응하는 THz 전자기파의 경로 길이를 늘렸기 때문에 적은 양의 기체도 검출해 낼 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 이용하면 인체에 치명적인 독성 가스인 황화수소, 세슘, 방사능 사고 시 발생하는 중소소 등 여러 산업현장에서 독성가스 검출에 유용 하게 사용될 것으로 전망된다.