KR100261746B1 - A land mine - Google Patents

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한장민
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장종화
조용섭
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장인순
한국원자력연구소
이종훈
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    • F41H7/00Armoured or armed vehicles

Abstract

PURPOSE: A movable detecting device is provided to minimize damage of person and equipment, to reduce influence of topography, geology and atmosphere and to exactly discriminate explosive and mine. CONSTITUTION: A proton beam of 0.75MeV is generated and a radio frequency quadrupole proton accelerator(10) is combined with a power device(24), a cooling device(20), and an ionizing source(32). A proton beam transfer system(12) transferring 1.75MeV proton beam is connected with the high frequency quadrupole proton accelerator(10). At an end of the proton beam transfer system, a carbon target(14) discharging a 9.17 MeV gamma ray is fixed by reacting with the proton beam. A movable detection system(16) is fixed for detecting a secondary gamma ray(38) of 9.17MeV generated from resonance reaction with mine and explosive(34) containing nitric compound from underground with a primary gamma ray(36) of 9.17 MeV irradiated from carbon target(14). A signal obtained from the detection system(16) is analyzed in a center control room(22).

Description

양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 및 폭발물 탐지장치Landmine and explosive detection device using photonuclear resonance reaction of gamma ray and nitrogen nucleus generated by proton accelerator

본 발명은 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 등 폭발물 탐지장치에 관한 것으로서 더 상세하게는 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵(14N)의 광핵공명반응을 이용하여 지뢰 및 매설 폭발물의 유무를 탐지하는 탐지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an explosive detection device such as a land mine using a photonuclear resonance reaction of a gamma ray and a nitrogen nucleus generated using a proton accelerator, and more specifically, a photonuclear resonance reaction of a gamma ray and a nitrogen nucleus ( 14 N) generated using a proton accelerator. The present invention relates to a detection device for detecting the presence of landmines and buried explosives.

종래의 X선, 또는 적외선 검출기를 이용한 지뢰 탐지장치는 금속, 나무, 플라스틱의 형상만을 알려주는 장비이기 때문에 폭발적인 정확한 식별이 불분명하고, 중성자를 이용할 경우, 질소(14N)와의 핵반응 단면적이 수십 mbarn(1barn=10-24㎠)에 불과하기 때문에 반응률이 매우 낮아 측정 시간이 길어져 잡음에 의한 오차율이 크게되므로 정확도와 신뢰성에 문제가 종종 발생하였다.Conventional mine detection device using X-ray or infrared detector is a device that informs only the shape of metal, wood, and plastic, so it is not clear to explode precisely, and when using neutron, the cross section of nuclear reaction with nitrogen ( 14 N) is several tens of mbarn. Since the response rate is very low, the measurement time is long, and the error rate due to noise is large. Therefore, a problem in accuracy and reliability often occurs because it is only (1 barn = 10 -24 ㎠).

또한 금속 탐지기는 금속의 유무를 전자적인 방식으로 판별하기 때문에 장치 자체가 간단하여 휴대용 탐지기로서 널리 사용되고 있는 것이 현 실정이나, 폭발물을 포함하지 않는 일반 금속류에 의한 잘못된 신호가 빈번하게 감지되는 단점이 있으며, 특히 비금속 폭발물의 경우 탐지가 불가능하여 종종 대형 사고가 발생하는 등 문제점이 돌출되었다.In addition, since the metal detector determines the presence or absence of metal in an electronic manner, the device itself is simple and is widely used as a portable detector. However, there is a disadvantage in that wrong signals are frequently detected by general metals not containing explosives. In particular, problems such as non-metal explosives cannot be detected and often cause large accidents.

기계식 장비의 경우, 즉 지뢰제거 로라, 쟁기, 도리께, 선형장약 등은 직접접촉 방식에 의해 지뢰를 처리하기 때문에 장비에 직접적인 손상이 가해지고 고성능 불발탄과의 접촉시 인명 및 장비에 심각한 타격을 입힐 수 있는 등 문제점이 항상 존재하였다.In the case of mechanical equipment, that is, minesweeping rollers, plows, purlins, and linear charges deal with landmines by direct contact, causing direct damage to the equipment and serious damage to life and equipment when in contact with high-performance bombs. There has always been a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 인명 및 장비의 손상을 극소화하고, 지형, 지질 및 기상의 영향을 적게 받으며, 빠른 속도로 지뢰 및 폭발물을 정확하게 판별할 수 있는 탐지 기술을 적용한 이동식 탐지장치를 만드는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, minimizes the damage of life and equipment, is less affected by terrain, geology and weather, and provides a detection technology that can accurately determine land mines and explosives at high speed The purpose is to make mobile detectors applied.

상기의 목적 달성하기 위하여 수 MeV급 고 에너지 양성자 빔을 탄소(13C) 표적에 쪼이면 양성자 빔 방향에 대하여 약 80.7°±1.0°각도로 9.17MeV 감마선이 원뿔 모양으로 퍼져나가는 것과, 이 감마선이 지표면을 뚫고 들어가 매설되어 있는 지뢰 등 폭발물 속에 필수적으로 포함되어 있는 고밀도 질소(14N)의 핵과 광핵공명반응(Photo-nuclear Resonance Reaction)을 일으킨 후 다시 2차 감마선을 방출하게 되는 것과, 이때 측정 각도에 맞게 배열된 검출계를 이용하여, 방출된 2차 감마선, 즉 질소의 공간적인 농도 분포를 측정 비교함으로써 지뢰 및 폭발물의 유무와 위치를 판별할 수 있는 것을 제공함에 있다.In order to achieve the above object, when a few MeV-class high-energy proton beams are projected on a carbon ( 13 C) target, the 9.17MeV gamma rays spread out in a conical shape at an angle of about 80.7 ° ± 1.0 ° with respect to the direction of the proton beam. Penetrating the surface of the earth and causing a photo-nuclear reaction reaction with high-density nitrogen ( 14 N), which is essential in explosives such as landmines, and then emitting a second gamma ray again, at this time By using a detector arranged according to the present invention, the presence and location of landmines and explosives can be determined by measuring and comparing the spatial concentration distribution of emitted secondary gamma rays, that is, nitrogen.

제1도는 본 발명 지뢰 및 폭발물 탐지원리의 개념도.1 is a conceptual diagram of the mine and explosives detection principle of the present invention.

제2도는 본 발명 고정식 폭발물 탐지원리의 개념도.2 is a conceptual diagram of the fixed explosive detection principle of the present invention.

제3도는 본 발명 이동식 지뢰 및 폭발물 탐지장치 개념도.3 is a conceptual diagram of a mobile landmine and explosive detection device of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

(10) : 양성자 가속기 (12) : 양성자빔 수송계10: proton accelerator 12: proton beam transport system

(14) : 탄소(13C) 표적 (16) : 검출계(14): carbon ( 13 C) target (16): detection system

(18) : 경보장치 (20) : 냉각장치(18): alarm device (20): cooling device

(22) : 중앙제어실 (24) : 전원장치(22): central control room (24): power supply

(26) : 색소 분무기 (28) : 차량26: pigment sprayer 28: vehicle

(30) : 대역위치장치(Global Positioning System(GPS))(30): Global Positioning System (GPS)

(32) : 이온원 (34) : 지뢰 및 폭발물(32): ion source (34): mines and explosives

(36) : 제1차 감마선 (38) : 제2차 감마선(36): primary gamma ray (38): secondary gamma ray

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

도 1은 본 발명 지뢰 및 폭발물 탐지원리의 개념도, 도 2는 본 발명 고정식 폭발물 탐지원리의 개념도, 도 3은 본 발명 이동식 지뢰 및 폭발물 탐지장치 개념도를 도시한 것이다.1 is a conceptual diagram of the mine and explosive detection principle of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram of the fixed explosive detection principle of the present invention, Figure 3 shows a conceptual diagram of the mobile mine and explosive detection device of the present invention.

1.75MeV 양성자빔을 발생시키며 전원장치(24), 냉각장치(20), 및 이온원(32)이 결합된 고주파 사중극자(radio frequency quadrupole) 양성자 가속기(10)와, 상기 1.75MeV 양성자빔을 수송하는 양성자빔 수송계(12)를 고주파 사중극자 양성자 가속기(10)와 연결하고, 상기 양성자빔 수송계(12) 끝단에 1.75MeV 양성자빔과 바응하여 9.17MeV 감마선을 방출하는 탄소(13C) 표적(14)을 장착하는 것과, 상기 탄소(13C) 표적(14)으로부터 9.17MeV 제1차 감마선(36)이 조사된 땅속으로부터 질소화합물을 포함하고 있는 지뢰 및 폭발물(34)과의 공명반응으로부터 발생한 9.17MeV 제2차 감마선(38)을 검출할 수 있는 검출계(16)를 차량(28)의 전방에 장착하는 것과, 상기 검출계(16)로부터 얻은 신호를 분석하여 현재 위치를 판단하도록 중앙제어실(22)과 연결된 대역 위치장치(30)와 지뢰 위치를 확인 후 지면에 지뢰 위치를 표시하여 주는 형광색소 분무기(26)로 구성되어진 것이다.Generates a 1.75 MeV proton beam and transports the radio frequency quadrupole proton accelerator 10 coupled with the power supply unit 24, the cooling unit 20, and the ion source 32, and the 1.75 MeV proton beam. A carbon ( 13 C) target that connects a proton beam transport system 12 to a high frequency quadrupole proton accelerator 10 and emits 9.17 MeV gamma radiation in response to a 1.75 MeV proton beam at the end of the proton beam transport system 12. (14) and resonance reactions with mines and explosives (34) containing nitrogen compounds from the ground irradiated with 9.17 MeV primary gamma rays (36) from the carbon ( 13 C) targets (14). The detection system 16 capable of detecting the generated 9.17MeV secondary gamma ray 38 is mounted in front of the vehicle 28, and the center of the signal is determined by analyzing the signal obtained from the detection system 16. After confirming the mine location and the band position device 30 connected to the control room 22 It has been to be composed of a fluorescent dye sprayer 26 to display a land mine location.

폭팔물 탐지원리는 도 1에서 보는 바와 같다.The explosive detection principle is as shown in FIG.

수 MeV급 고 에너지 양성자 빔을 탄소(13C) 표적(14)에 쪼이면 양성자 빔 방향에 대하여 약 80.7°±1.0°각도로 9.17MeV 제1차 감마선(36)이 원뿔 모양으로 퍼져나간다. 이 제1차 감마선(36)이 지표면을 뚫고 들어가 매설되어 있는 지뢰 및 폭발물(34) 속에 필수적으로 포함되어 있는 고밀도 질소(14N)의 핵과 광핵공명반응(Photo-nuclear Resonance Reaction)을 일으킨 후 다시 제2차 감마선(38)을 방출한다. 이때 측정 각도에 맞게 배열된 검출계(16)를 이용하여, 방출된 제2차 감마선(38), 즉 질소의 공간적인 농도 분포를 측정 비교함으로써 지뢰 및 폭발물(34)의 유무와 위치를 판별한다.When a few MeV class high energy proton beams are projected onto the carbon ( 13 C) target 14, the 9.17MeV primary gamma rays 36 spread out in a cone at an angle of about 80.7 ° ± 1.0 ° with respect to the direction of the proton beam. The first gamma ray 36 penetrates the surface and causes a photo-nuclear reaction reaction and nuclei of dense nitrogen ( 14 N), which are essentially contained in the landmines and explosives 34 that are buried. The second gamma ray 38 is emitted. At this time, the presence and absence of the mine and explosives 34 are determined by measuring and comparing the spatial distribution of the emitted second gamma ray 38, that is, nitrogen, using the detector 16 arranged according to the measurement angle. .

상기 검출계(16)는 지뢰로부터 방출되는 감마선을 검출하는 BGO와 BGO가 받은 신호를 통해 측정된 감마선의 개수를 스펙트럼화 해주는 스펙트럼 해석기로 구성된다.The detector 16 is composed of a BGO for detecting gamma rays emitted from a mine and a spectrum analyzer for spectralizing the number of gamma rays measured through a signal received by the BGO.

스펙트럼 해석기 화면에 나타난 감마선 스펙트럼을 컴퓨터를 이용해 분석하여 지뢰 및 폭약의 판단 유무를 결정하는 것이다.The gamma ray spectrum displayed on the spectrum analyzer screen is analyzed using a computer to determine whether landmines and explosives are judged.

이때 감마선의 검출 효율을 최대화하기 위해 감마선 검출이 BGO의 앞면이 지면과 수직하도록 포크레인의 팔과 같은 구조물의 하단부에 설치하며 지뢰 및 폭약의 위치를 정확하게 파악하기 위해 여러 개의 BGO를 적자 형태로 배열하여 사용한다.At this time, in order to maximize the detection efficiency of gamma rays, gamma ray detection is installed at the lower part of the structure such as the arms of the fork lane so that the front of the BGO is perpendicular to the ground. use.

BGO가 설치된 포크레인의 팔은 탄소 표적의 위치에 따라 감마선을 가장 많이 검출할 수 있는 위치에 BGO가 놓이도록 중앙 제어실에서 컴퓨터를 이용해 자동제어가 되는 것이다.The arms of the BGO-mounted forkrain are automatically controlled by a computer in the central control room so that the BGO is placed in the position where the gamma rays can be detected the most depending on the position of the carbon target.

상기의 탐지 기술은 땅 속에 묻혀있는 지뢰 및 폭발물(34)을 탐지하기 위하여 기존의 고정식 탐지기술에 적용이 가능하다.The above detection technology can be applied to the existing fixed detection technology to detect landmines and explosives (34) buried in the ground.

기존의 탐지 방법은 탄소(13C) 표적(14)과 폭발물이 포함된 화물, 검출계가 일직선상에 놓여 있고, 검출계의 위치는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 항상 화물 후방에 위치한다. 이 경우, 탄소(13C) 표적과 검출계는 고정되어 있고, 단지 화물이 위치만 상하로 움직이고 360°회전된다. 그러나 이런 탐지 기술은 땅속에 파묻혀 있는 지뢰 및 폭발물을 탐지하기에는 부적합하다.Conventional detection methods include a carbon ( 13 C) target 14 and a cargo containing an explosive, the detector being in a straight line, and the position of the detector is always located behind the cargo as shown in FIG. In this case, the carbon 13 C target and detection system are fixed and only the cargo moves up and down in position and rotates 360 °. However, this detection technology is not suitable for detecting landmines and explosives buried in the ground.

본 발명은 땅속에 파묻혀 있는 지뢰 및 폭발물(34)을 탐지하기에 적합하도록 종래의 탐지기술을 다음과 같이 변형한 것이다.The present invention is a modification of the conventional detection technique as follows to be suitable for detecting landmines and explosives (34) buried in the ground.

첫째, 지뢰 및 폭발물(34)의 경우 위치가 고정되어 있기 때문에, 고정식 탐지기술처럼 검출계(16)가 탐지 물체 후방에만 위치하는 것이 아니라 전·후방에 관계없이 지표면 위의 어느 지점이든 위치할 수 있는 것이다.First, since the positions of the mines and explosives 34 are fixed, the detection system 16 may be located at any point on the ground regardless of the front or rear of the detection system, as in the fixed detection technology. It is.

둘째, 휨자석의 주사(scanning)방식을 채택한 양성자 빔 수송계(12)에 의해 탄소(13C) 표적(14)으로부터 방출되는 제1차 감마선(36)의 수직 수평 방향을 조절함으로써 동일한 장소에서 탐지 위치를 이동시켜 가며 한번에 넓은 영역을 탐지할 수 있는 것이다.Second, at the same place by adjusting the vertical and horizontal direction of the primary gamma ray 36 emitted from the carbon 13 C target 14 by the proton beam transport system 12 adopting the scanning method of the bending magnet. It is possible to detect a large area at once by moving the detection position.

양성자빔 수송계(12)는 반집군기(反集群器)와 휨자석으로 구성되어 있으며 휨자석을 이용하여 양성자빔의 상하좌우 방향을 변화시킬 수 있는 것이다.The proton beam transport system 12 is composed of a semi-collective group and a bending magnet, and can change the up, down, left, and right directions of the proton beam by using the bending magnet.

상기 양성자빔 수송계(12)를 구성하는 반집군기와 휨자석은 구리 코일을 감아서 만든 것으로 코일에 전류를 흘려 보냄으로서 반집군기와 휨자석에 자기장이 형성되며 각각의 모양 및 특성에 따라 반집군기의 경우 양성자빔을 퍼지게 하는 역할을 수행하고, 휨자석의 경우 양성자빔의 진행방향을 변경시켜 주는 역할을 한다.The semi-collecting group and the bending magnet constituting the proton beam transport system 12 are formed by winding a copper coil, and a magnetic field is formed in the semi-collecting group and the bending magnet by sending a current through the coil. In the case of spreading the proton beam, the bending magnet serves to change the direction of the proton beam.

양성자 가속기와 탄소 표적 사이는 스테인레스로 제작된 빔 이동관이 설치되어 있고, 이동관 주위에 서로 다른 형태의 코일을 감아 반집군기와 휨자석을 만든다.Between the proton accelerator and the carbon target, a beam moving tube made of stainless steel is installed, and coils of different types are wound around the moving tube to form a band collector and a bending magnet.

반집군기와 휨자석에 흘려주는 전류의 양은 지면의 형성과 탄소 표적의 위치에 따라 컴퓨터에 의해 자동제어 된다.The amount of current flowing through the semi-collectors and flexural magnets is automatically controlled by the computer depending on the formation of the ground and the position of the carbon target.

즉 양성자 가속기로부터 발생된 양성자빔을 탄소표적에 고르게 분포시켜 많은 감마선을 방출하기 위해 반집군기를 통해 양성자 빔의 분포를 원하는 형태로 만든 후, 휨자석을 이용해 탄소표적의 위치에 알맞게 양성자빔의 진행경로를 변경시켜 한 곳에서 넓은 영역에 묻혀 있는 지뢰 및 폭약을 찾는 것이다.In other words, in order to distribute the proton beam generated from the proton accelerator evenly to the carbon target to emit a lot of gamma rays, the proton beam is made into a desired shape through a semi-collecting group, and then the bending magnet is used to advance the proton beam according to the position of the carbon target. The route is changed to find mines and explosives buried in a large area in one place.

즉 배열 및 진행 경로는 양성자 가속기로부터 반집군기, 휨자석, 탄소 표적순으로 연결되는 것이다.That is, the alignment and progression paths are connected from the proton accelerator to the collimator, the bending magnet and the carbon target.

셋째, 검출계 선택시 고정식 검출계가 아닌 이동식 검출계(16)를 사용함으로써 검출 효율을 극대화시켜 탐지효율을 향상시킬 수 있는 것이다.Third, the detection efficiency can be improved by maximizing the detection efficiency by using the mobile detection system 16 instead of the fixed detection system.

넷째, 지뢰 및 폭발물(34)의 제거를 주·야간에 관계없이 쉽게 하기 위해 형광 색소 분무기(26)를 이용하여 폭발물의 위치를 표시하도록 했다.Fourth, in order to facilitate the removal of the mines and explosives 34 regardless of day or night, the fluorescent dye sprayer 26 was used to mark the positions of the explosives.

종래의 지뢰 및 폭발물(34) 탐지기에서 지뢰 및 폭발물(34)의 위치 표시는 고속 물분사기를 이용하는데 이 경우 약간 작업이 힘들고, 작업할 때 나오는 먼지,흙 등에 의해 탐지 장치에 손상을 줄 수 있었다.In the conventional land mine and explosives 34 detector, the location of the land mines and explosives 34 uses a high-speed water sprayer. In this case, it is difficult to work a bit, and it may damage the detection apparatus due to dust and dirt from working. .

다섯째, 넓은 영역에 파묻혀 있는 지뢰 및 폭발물(34)의 위치 지도를 만들기 위해, 고정식 탐지 기술에서 사용한 단층사진촬영 방식이 아닌, 인공위성으로부터 탐지 위치를 수신할 수 있는 대역위치장치(GPS)(30)의 탐지방식을 이용하였다.Fifth, a band positioning device (GPS) 30 capable of receiving a detection position from a satellite, rather than a tomography method used in a fixed detection technique, to create a location map of a mine and an explosive 34 buried in a large area. The detection method of was used.

상기 대역 위치 장치(30)는 지뢰 및 폭약 탐지 장치가 실린 차량 위면에 접시형 안테나를 설치하여 지뢰를 탐지하였을 경우 지구 대기권에 위치한 군사 위성에 전파를 쏘여 되돌아오는 신호를 분석하여 현재의 위치를 정확하게 판단해주는 장치로 중앙 제어실의 컴퓨터와 연결되어 있다.The band position device 30 analyzes the signal returned by firing radio waves to a military satellite located in the earth's atmosphere when a mine is detected by installing a dish antenna on a vehicle on which a mine and explosive detection device is mounted. It is a device for judgment and is connected to a computer in the central control room.

즉 현재 일반 승용차에 탑재된 도로 표시 기능에 사용되는 GPS와 동일한 기능을 가진 장치이다.That is, the device has the same function as the GPS used for the road marking function currently mounted in a general passenger car.

또한 데이터 분석 장비는 신경망(neural network) 해석 기능과 인공위성으로부터 탐지 위치를 수신할 수 있는 대역위치장치(GPS)(30)를 포함하는 것이다.The data analysis equipment also includes a neural network analysis function and a band position device (GPS) 30 capable of receiving detection positions from satellites.

여섯째, 기동성을 높이기 위해 위의 탐지기술들을 적용한 장치를 차량(28)에 탑재하였다.Sixth, the vehicle 28 is equipped with a device applying the above detection techniques in order to increase maneuverability.

본 발명의 경우 제2차 감마선(38)과 질소핵과의 반응단면적이 수 barn 정도로 중성자와 질소핵의 반응단면적 보다 크기 때문에 측정 시간이 짧고, 오차율이 적어 폭발물의 보다 정확한 식별이 가능하고, 또한 제1차 감마선(36)의 고투과성에 의해 지형, 지질 및 기상의 영향을 적게 받는 전천후 탐지장비로서 탐지 효율이 90% 이상이며, 감마선 발생장치의 소형화에 의해 차량 탑재가 가능하기 때문에 시간당 폭 5m이상, 길이 5-8km 정도의 넓은 영역을 탐지할 수 있는 장점을 가지고 있는 것이다.In the present invention, since the reaction area between the secondary gamma ray 38 and the nitrogen nucleus is larger than the reaction area between the neutron and the nitrogen nucleus, the measurement time is short and the error rate is small, so that the explosives can be more accurately identified. It is an all-weather detection device that is less affected by terrain, geology, and weather due to the high permeability of the primary gamma ray 36. The detection efficiency is 90% or more, and the vehicle can be mounted by miniaturizing the gamma ray generator. For example, it has the advantage of detecting a large area of about 5-8km in length.

상기 1.75MeV 양성자빔을 발생시키는 고주파 사중극자는 양성자가속기(10), 제1차 감마선(34)을 발생시키기 위한 탄소(13C) 표적(14), 방출되는 제2차 감마선(36)의 수직 수평 방향을 조절함으로써 동일한 장소에서 측정 위치를 이동시켜 가며 탐지할 수 있게 해주는 양성자 빔 수송계(12), 제2차 감마선(38)을 검출할 수 있는 검출계(16), 인명과 장비의 안전을 위한 자동 경보장치(18), 폭발물이 위치한 지점을 주, 야간에 관계없이 정확하게 표시하는 이동식 형광 색소 분무기(26), 보다 정확한 판별을 위한 신경망(neural network) 해석기능과 인공위성으로부터 탐지 위치를 수신할 수 있는 대역위치장치(GPS)(30)를 이용해 지뢰 및 폭발물(34)의 위치지도를 영상 처리할 수 있는 기능을 갖춘 데이터 분석 장비 등으로 구성되어진 것이다.The high frequency quadrupole generating the 1.75 MeV proton beam is perpendicular to the proton accelerator 10, the carbon 13 C target 14 for generating the primary gamma ray 34, and the secondary gamma ray 36 emitted. Proton beam transport system 12, which detects the secondary gamma ray 38, which detects by moving the measurement position in the same place by adjusting the horizontal direction, safety of life and equipment Receiving location from the satellite and the automatic network sprayer 26 for accurate detection of explosives, day and night, and the location of explosives. It is composed of a data analysis equipment having a function to image the location map of the mines and explosives (34) using a band position device (GPS) 30 that can be.

도 3은 본 발명의 이동식 탐지장치의 개념도로서, 차량(28)에 탑재된 양성자가속기(10)로부터 나온 양성자 빔을 양성자 빔 수송계(12)를 이용하여 탄소(13C) 표적(14)에 입사시킨다. 이때 발생한 9.17MeV 제1차 감마선(36)을 땅속에 쪼인 후 매설된 지뢰 및 폭발물(34)등으로부터 발생한 제2차 감마선(38)을 검출계(16)를 이용하여 검출한다.3 is a conceptual diagram of a mobile detection device of the present invention, in which a proton beam from a proton accelerator 10 mounted on a vehicle 28 is transferred to a carbon 13 C target 14 using a proton beam transport system 12. Let it enter. At this time, the generated 9.17MeV primary gamma ray 36 is shot in the ground, and the secondary gamma ray 38 generated from the landmines and explosives 34, etc., which are buried, is detected using the detection system 16.

검출계(16)로부터 얻은 신호를 중앙제어실(22)에서 분석 처리하여 지뢰 및 폭발물(34)의 존재 유무와 위치를 판별한다. 계속하여 양성자 빔 수송계의 주사(scanning)기능을 이용하여 제1차 감마선(36)의 방출 방향을 변화시키면서 탐지를 수행하고, 탐지 결과와 대역위치장치(GPS)(30)를 이용해 지뢰 및 폭발물(34)의 위치지도를 영상 처리한다. 폭발물의 존재가 확인된 경우 인명과 장비를 보호할 수 있도록 자동 경보장치(18)가 작동됨으로써 차량(28)의 전진을 방지한다.The signal obtained from the detection system 16 is analyzed in the central control room 22 to determine the presence and location of the mines and explosives 34. Subsequently, detection is performed while changing the emission direction of the primary gamma ray 36 by using the scanning function of the proton beam transport system, and the detection result and the GPS 30 are used to mine and explosives. The location map of 34 is image-processed. When the presence of the explosives is confirmed, the automatic alarm device 18 is activated to protect the life and equipment to prevent the vehicle 28 from moving forward.

이동식 형광 색소 분무기(26)는 중앙제어실(22)로부터 전달된 정보에 의해 지뢰 및 폭발물(34)의 위치를 주·야간에 관계없이 좌우로 이동이 되면서 정확하게 표시한다. 그밖에 양성자 가속기(10)의 보조장치로 냉각장치(20), 전원장치(24)가 차량에 탑재되어 있다.The movable fluorescent dye sprayer 26 accurately displays the positions of the mines and explosives 34 from side to side, regardless of day or night, by the information transmitted from the central control room 22. In addition, as an auxiliary device of the proton accelerator 10, a cooling device 20 and a power supply device 24 are mounted on a vehicle.

즉 휨자석은 양성자빔 진행 경로를 조정하고, 탄소 표적에 의해 감마선을 발생하며, 감마선 검출기 BGO는 최적 위치 이동 및 지뢰로부터 방출된 감마선을 검출하며, 스펙트럼 해석기는 BGO의 신호를 스펙트럼하며, 컴퓨터는 지뢰 유무를 판단하며, 대역 위치장치는 지뢰 확인시 현재 위치를 판단하는 것이다.That is, the flexure magnet adjusts the proton beam propagation path, generates gamma rays by the carbon target, the gamma ray detector BGO detects gamma rays emitted from the optimal position shift and mines, the spectrum analyzer spectra the signals of the BGO, and the computer It determines whether there is a mine or not, and the band position device determines the current position when the mine is checked.

검출계가 지뢰를 발견하고 컴퓨터는 지뢰 유무를 판단하고, 대역 위치장치는 현재 위치를 판단하고, 컴퓨터는 다시 지뢰 위치를 지도화하여 형광색소 분무기로 지면에 위치를 표시한 후 제거요원에 의해 지뢰가 제거되는 것이다.The detector detects the mine, the computer determines the mine, the band positioner determines the current position, and the computer maps the mine's location again and displays the position on the ground with a fluorescent dye sprayer. To be removed.

그러므로 본 발명은 감마선과 질소핵과의 핵공명 반응단면적이 중성자와 질소핵과의 반응단면적 보다 크기 때문에 측정 시간이 짧고, 오차율이 적어 폭발물의 보다 정확한 식별이 가능하고, 또한 감마선의 고투과성에 의해 지형, 지질 및 기상의 영향을 적게 받는 전천후 탐지장비로서 탐지 효율이 90%이상이며, 감마선 발생장치의 소형화에 의해 차량 탑재가 가능하기 때문에 저렴한 비용으로 짧은 시간에 넓은 영역을 탐지할 수 있는 발명인 것이다.Therefore, the present invention has a shorter measurement time because the nuclear resonance reaction area between the gamma ray and the nitrogen nucleus is larger than the reaction area between the neutron and the nitrogen nucleus. It is an invention that can detect a large area in a short time at low cost because the detection efficiency is more than 90% as the all-weather detection device less affected by geology and weather, and the vehicle can be mounted by miniaturizing the gamma ray generator.

Claims (4)

1.75MeV 양성자빔을 발생시키며 전원장치(24), 냉각장치(20), 및 이온원(32)이 결합된 고주파 사중극자(radio frequency quadrupole) 양성자 가속기(10)와, 상기 1.75MeV 양성자빔을 수송하는 양성자빔 수송계(12)를 고주파 사중극자 양성자 가속기(10)와 연결하고, 상기 양성자빔 수송계(12) 끝단에 1.75MeV 양성자빔과 반응하여 9.17MeV 감마선을 방출하는 탄소(13C) 표적(14)을 장착하는 것과, 상기 탄소(13C) 표적(14)으로부터 9.17MeV 제1차 감마선(36)이 조사된 땅속으로부터 질소화합물을 포함하고 있는 지뢰 및 폭발물(34)과의 공명반응으로부터 발생한 9.17MeV 제2차 감마선(38)을 검출할 수 있는 검출계(16)를 차량(28)의 전방에 장착하는 것과, 상기 검출계(16)로부터 얻은 신호를 분석하여 현재 위치를 판단하도록 중앙제어실(22)과 연결된 대역 위치장치(30)와 지뢰 위치를 확인 후 지면에 지뢰 위치를 표시하여 주는 형광색소 분무기(26)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 및 폭발물 탐지장치.Generates a 1.75 MeV proton beam and transports the radio frequency quadrupole proton accelerator 10 coupled with the power supply unit 24, the cooling unit 20, and the ion source 32, and the 1.75 MeV proton beam. A carbon ( 13 C) target which connects a proton beam transport system 12 to a high frequency quadrupole proton accelerator 10 and reacts with a 1.75 MeV proton beam at the end of the proton beam transport system 12 to emit 9.17 MeV gamma rays. (14) and resonance reactions with mines and explosives (34) containing nitrogen compounds from the ground irradiated with 9.17 MeV primary gamma rays (36) from the carbon ( 13 C) targets (14). The detection system 16 capable of detecting the generated 9.17MeV secondary gamma ray 38 is mounted in front of the vehicle 28, and the center of the signal is determined by analyzing the signal obtained from the detection system 16. After confirming the mine location and the band position device 30 connected to the control room 22 A fluorescent dye sprayer 26 mines and explosives detection systems occurred with the proton accelerator, characterized in that been using that gamma rays and nuclei of nitrogen gwanghaek 0 people reaction consists of that shown by the mine location. 제1항에 있어서; 양성자빔 수송계(12)는 반집군기와 휨자석으로 구성하여, 휨자석을 이용하여 양성자빔의 상하좌우 방향을 변화시킬 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 및 폭발물 탐지장치.The method of claim 1; The proton beam transport system 12 is composed of a semi-collective group and a bending magnet, and uses a bending magnet to change the up, down, left, and right directions of the proton beam. Mines and explosives detection device using photonuclear resonance reaction. 제1항에 있어서; 중앙제어실(22)의 데이터 분석 장비는 신경망(neural network) 해석 기능과 인공위성으로부터 탐지 위치를 수신할 수 있는 대역위치장치(GPS)(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 및 폭발물 탐지장치.The method of claim 1; The data analysis equipment of the central control room 22 includes gamma rays generated using a proton accelerator, which includes a neural network analysis function and a band position device (GPS) 30 capable of receiving detection positions from satellites. Mines and explosives detection device using the photonuclear resonance reaction of nitrogen and nitrogen. 제1항에 있어서; 차량(28) 전방에 중앙제어실(22)과 연결되며 중앙제어실(22)에 의해 콘트롤 되어 좌·우로 이동이 되며 형광색소를 분사할 수 있는 형광 색소 분무기(26)를 장착하는 것을 특징으로 하는 양성자 가속기를 이용해 발생시킨 감마선과 질소핵의 광핵공명반응을 이용한 지뢰 및 폭발물 탐지장치.The method of claim 1; Protons are connected to the central control room 22 in front of the vehicle 28, controlled by the central control room 22 is moved to the left and right, and equipped with a fluorescent pigment sprayer 26 capable of injecting fluorescent pigment A mine and explosive detection device using a photonuclear resonance reaction of gamma rays and nitrogen nuclei generated using an accelerator.
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