KR101017764B1 - Sensor Apparatus for Measuring Thermal and Fast Neutrons, System including The Same and Method for Measuring Thermal and Fast Neutrons Using These - Google Patents

Sensor Apparatus for Measuring Thermal and Fast Neutrons, System including The Same and Method for Measuring Thermal and Fast Neutrons Using These Download PDF

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Abstract

중성자 선속을 측정하는 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 중성자 측정 시스템 및 이들을 이용하여 에너지 영역별 중성자 선량을 측정하는 중성자 측정 방법에 있어서, 저속 및 고속 중성자 동시 측정 센서장치, 이를 포함하는 저속 및 고속 중성자 동시 측정 시스템 및 방법이 제시된다. 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템은 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 상기 센서장치로부터 측정된 중성자 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 상기 신호 처리 장치를 통과한 중성자 신호를 개수화하여 표시하는 표시장치를 포함하고, 상기 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치는 고속 중성자 선량을 측정하는 제1 센서부, 저속 및 고속 중성자 선량을 측정하는 제2 센서부, 상기 제2 센서부를 둘러싸고 있으며 상기 저속 중성자와 반응하는 중성자 전환부 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에서 얻어진 신호의 차이를 바탕으로 저속 중성자 신호를 추출하는 저속 중성자 추출부를 포함하여, 무전력 또는 저전력으로 에너지 영역별 저속 및 고속 중성자 선량을 동시에 측정한다. 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함한 시스템 및 이들을 이용한 방법에 의하면, 중성자의 측정에 따른 시간 지연이 없는 고속 신호 처리 특성을 가질 뿐 아니라 전체 장치 및 시스템을 소형화할 수 있는 효과가 있다. A neutron measuring sensor device for measuring neutron flux, a neutron measuring system comprising the same, and a neutron measuring method for measuring neutron doses by energy region using the same, the low and high speed neutron simultaneous measuring sensor device, a low and high speed neutron including the same Simultaneous measurement systems and methods are presented. The low-speed and high-speed neutron measuring system according to the present invention includes a low-speed and high-speed neutron measuring sensor device, a signal processing device for processing neutron signals measured by the sensor device, and a display for counting and displaying neutron signals passed through the signal processing device. A low speed and high speed neutron measurement sensor device comprising: a first sensor part for measuring a high speed neutron dose, a second sensor part for measuring a low speed and high speed neutron dose, and a second sensor part surrounding and reacting with the low speed neutron Including a neutron switching unit and a low-speed neutron extracting unit for extracting a low-speed neutron signal based on the difference between the signals obtained from the first sensor unit and the second sensor unit, low- and high-speed neutron dose for each energy region with no power or low power Measure at the same time. According to the low-speed and high-speed neutron measuring sensor device according to the present invention, a system including the same, and a method using the same, not only have high-speed signal processing characteristics without time delay caused by the neutron measurement, but also have the effect of miniaturizing the whole apparatus and system. have.

저속 중성자, 고속 중성자, 측정, 중성자 전환 물질, 반도체. Slow neutrons, fast neutrons, measurement, neutron conversion material, semiconductors.

Description

저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함한 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법 {Sensor Apparatus for Measuring Thermal and Fast Neutrons, System including The Same and Method for Measuring Thermal and Fast Neutrons Using These}Sensor Apparatus for Measuring Thermal and Fast Neutrons, System including The Same and Method for Measuring Thermal and Fast Neutrons Using These}

본 발명은 중성자 측정 센서, 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 저속 및 고속 중성자의 에너지 영역별 중성자 선량을 동시에 측정할 수 있는 센서장치, 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a neutron measurement sensor, apparatus and method, and more particularly, to a sensor device, a system capable of simultaneously measuring the neutron dose for each energy region of the low-speed and high-speed neutrons, and a low-speed and high-speed neutron measurement method using them.

핵폭발시 순간적으로 방출되는 다량의 에너지가 목적하는 바에 따라 서서히 방출되도록 조절함으로써 핵에너지를 실생활에서 활용할 수 있으며, 원자력 발전에서는 이를 이용하여 열에너지를 동력으로 사용한다.Nuclear energy can be utilized in real life by controlling a large amount of energy released instantaneously during nuclear explosion to be released as desired. In nuclear power generation, heat energy is used as power.

원자력 발전에 사용되는 원자로는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치이다.The nuclear reactor used in nuclear power generation is a device that controls the chain reaction so that a large amount of mass defect energy released as a result of the chain fission reaction is used as a power to use the heat energy generated from the nuclear fission.

보통의 화력로가 물질의 연소열을 이용하는데 반해 원자로는 핵분열반응의 결과 발생하는 질량결손(質量缺損) 에너지를 이용하는 점에서 차이가 있다. 즉, 연소열에 의해 자동적으로 연소가 확대되는 화력로와 달리 원자로는 연료의 핵분열시에 방출되는 중성자(中性子; neutron)를 매개체로 하여 핵분열을 지속하게 된다.The difference is that ordinary coal-fired furnaces use the heat of combustion of materials, while nuclear reactors use the mass-depleted energy that results from fission reactions. That is, unlike a thermal furnace in which combustion is automatically expanded by combustion heat, nuclear reactors continue nuclear fission through neutrons released during nuclear fission of fuel.

따라서, 원자로에서는 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절한다. Therefore, the reactor controls the combustion of the fuel by controlling the number of neutrons absorbed by the fuel.

종래의 중성자를 원자로 노심에서 측정할 시 중성자의 방사화 방법이나 핵분열을 이용한 분열함을 사용하여 중성자 선량을 측정하였다. 그런데, 중성자 선량을 측정하는 이러한 방법은 측정 장치의 대형화라는 문제점뿐만 아니라 에너지를 측정하지 못하는 기술적 한계를 가지고 있다.When measuring neutrons in a reactor core, neutron doses were measured using a neutron radiation method or a fission box using fission. However, this method of measuring the neutron dose has not only the problem of increasing the size of the measuring device but also technical limitations in not being able to measure energy.

다시 말해서, 원자로 노심에서 중성자 측정에 가장 많이 사용되는 자체 출력형 중성자 검출형(SPND; Self Powered Neutron Detector) 중성자 방사화 방법은 중성자에 의한 내부 방사화 후 베타선 붕괴 과정에서 나오는 전자를 수집하는 방법을 사용하기 때문에 근본적으로 붕괴 반감기가 존재하여 실시간 측정을 할 수 없다는 원리적 한계를 가진다. In other words, the self-powered neutron detector (SPND) neutron radiation method, which is most commonly used for neutron measurements in the reactor core, is a method of collecting electrons from beta-ray collapse after internal radiation by neutrons. Because of its use, there is a fundamental limit to the fact that there is a decay half-life, which makes it impossible to make real-time measurements.

이를 극복하기 위한 방법으로서, 중성자에 의한 핵분열을 이용하는 분열함 방식이 있다. 이는 235U, 238U, 232Th의 핵분열 물질을 검출기 전극 벽에 도포하여 중성자와 상호 작용하여 방출되는 핵분열 파편에 의한 전리량을 측정하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법을 위해 사용되어야 하는 장비의 크기가 크기 때문에 소형화하여 원자로 노심에 장착할 수 없는 제약이 있다.As a method for overcoming this, there is a fission box method using nuclear fission by neutrons. This method is to measure the amount of ionization by nuclear fission fragments released by interacting with neutrons by applying fissile materials of 235U, 238U and 232Th to the detector electrode walls. However, due to the large size of the equipment to be used for this method, there is a limitation that it cannot be miniaturized and mounted in the reactor core.

따라서, 본 발명의 목적은 고속 중성자 측정 센서 및 중성자 전환 물질로 막이 형성된 저속 및 고속 중성자 측정 센서를 포함하여, 저속 중성자 및 고속 중성자를 동시에 측정하는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-speed and high-speed neutron measurement sensor device for simultaneously measuring a low-speed neutron and a high-speed neutron, including a high-speed neutron measuring sensor and a low-speed and high-speed neutron measuring sensor formed of a film of neutron conversion material, and a system comprising the same; It is to provide a low-speed and high-speed neutron measurement method using these.

또한, 본 발명의 목적은 고온에서 사용할 수 있는 탄화 및 질화물 계열의 광대역 반도체를 이용한 소형의 중성자 측정 센서를 이용하여 고속신호 처리 특성을 가지는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 제공하는데 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a low-speed and high-speed neutron measuring sensor device having a high-speed signal processing characteristics using a small neutron measuring sensor using a carbide and nitride-based broadband semiconductor that can be used at high temperatures, a system including the same and a system using the same It is to provide a low speed and high speed neutron measurement method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 탄화 및 질화물 계열의 광대역 반도체를 이용한 소형의 중성자 측정 센서에 의해 중성자의 선량 및 에너지를 측정할 수 있도록 하여, 중성자 측정 센서의 크기 및 전체 시스템의 크기를 소형화 할 수 있는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 제공하고자 한다.In addition, another object of the present invention is to measure the dose and energy of the neutron by a small neutron measuring sensor using a carbide and nitride-based broadband semiconductor, it is possible to reduce the size of the neutron measuring sensor and the size of the entire system The present invention provides a low and high speed neutron measuring sensor device, a system including the same, and a low and high speed neutron measuring method using the same.

본 발명의 또 다른 목적은, 반도체와 금속 접합 또는 반도체 n-p 접합을 통하여 내부 전위를 형성하도록 하여 외부의 전압 인가 없이 동작하는 무전원 또는 저전력 동작형 중성자 측정 센서를 이용하여, 전력 소모를 줄이는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to reduce power consumption by using a non-powered or low power operated neutron measuring sensor that operates without an external voltage by forming an internal potential through a semiconductor and a metal junction or a semiconductor np junction. A neutron measuring sensor device, a system including the same, and a low and high speed neutron measuring method using the same.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치는 고속 중성자 선량을 측정하는 제1 센서부, 저속 및 고속 중성자 선량을 측정하는 제2 센서부 및 상기 제2 센서부를 둘러싸고 있으며 저속 중성자와 반응하여 제2 센서부에 전기적 신호를 야기하는 이온을 발생시키는 중성자 전환부를 포함하여, 상기 제1 센서부 및 제2 센서부로부터 에너지 영역별 중성자 선량이 동시에 측정되는 것을 특징으로 한다.The low speed and high speed neutron measurement sensor device according to the present invention includes a first sensor part for measuring a high speed neutron dose, a second sensor part for measuring a low speed and high speed neutron dose, and a second sensor part surrounding the second sensor part and reacting with the low speed neutron for a second time. Including a neutron conversion unit for generating ions that cause an electrical signal in the sensor unit, characterized in that the neutron dose for each energy region from the first sensor unit and the second sensor unit is measured at the same time.

바람직하게, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치의 중성자 전환부는 중성자 전환물질로 이루어진 막이며, 상기 중성자 전환물질은 붕소(B), 리튬(Li) 또는 가돌로늄(Gd) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Preferably, the neutron converting portion of the low and high speed neutron measuring sensor device according to the present invention is a film made of a neutron converting material, and the neutron converting material is at least any one of boron (B), lithium (Li) or gadolonium (Gd). It includes one.

바람직하게, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있다.Preferably, the first sensor unit and the second sensor unit is made of at least one of a carbide or nitride-based broadband semiconductor.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서는 제2 중성자 센서부에서 얻어진 저속 및 고속 중성자 신호와 제1 중성자 센서부에서 얻어진 고속 중성자 신호의 차이에 의해 저속 중성자 신호를 추출하는 저속 중성자 추출부를 더 포함할 수 있다.The low-speed and high-speed neutron measurement sensor according to the present invention further includes a low-speed neutron extraction unit for extracting the low-speed neutron signal by the difference between the low-speed and high-speed neutron signal obtained from the second neutron sensor unit and the high-speed neutron signal obtained from the first neutron sensor unit. can do.

또한, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템은 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 상기 센서장치로부터 측정된 중성자 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 상기 신호 처리 장치를 통과한 중성자 신호를 개수화하여 표시하는 표시장치를 포함하고, 상기 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치는 고속 중성자 선 량을 측정하는 제1 센서부, 저속 및 고속 중성자 선량을 측정하는 제2 센서부, 상기 제2 센서부를 둘러싸고 있으며 상기 저속 중성자와 반응하여 상기 제2 센서부에 전기적 신호를 야기하는 이온을 발생시키는 중성자 전환부 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에서 얻어진 신호의 차이를 바탕으로 저속 중성자 신호를 추출하는 저속 중성자 추출부를 포함하여, 상기 제1 센서부 및 제2 센서부로부터 에너지 영역별 중성자 선량을 동시에 측정한다.In addition, the low-speed and high-speed neutron measuring system according to the present invention is a low-speed and high-speed neutron measurement sensor device, a signal processing device for processing the neutron signal measured from the sensor device and the neutron signal passed through the signal processing device to display the number The low speed and high speed neutron measurement sensor device includes a first sensor unit for measuring a high speed neutron dose, a second sensor unit for measuring a low speed and high speed neutron dose, and surrounds the second sensor unit. A slow neutron extracting a slow neutron signal based on a difference between a neutron switcher for generating ions causing an electrical signal in response to a neutron and a signal obtained from the first sensor unit and the second sensor unit. Including the extraction unit, simultaneous neutron dose for each energy region from the first sensor unit and the second sensor unit It is measured.

바람직하게, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템의 상기 중성자 전환부는 중성자 전환물질로 이루어진 막이며, 상기 중성자 전환물질은 붕소, 리튬 또는 가돌로늄 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Preferably, the neutron converting portion of the low and high speed neutron measuring system according to the present invention is a film made of a neutron converting material, the neutron converting material includes at least one of boron, lithium or gadolonium.

바람직하게, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템의 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.Preferably, the first sensor unit and the second sensor unit of the low-speed and high-speed neutron measuring system according to the present invention may be made of at least one of a carbide or nitride-based broadband semiconductor.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템의 상기 신호 처리부는 상기 제1 및 제2 센서부로부터의 중성자 신호를 증폭하는 소신호 증폭기를 포함할 수 있다.The signal processor of the low speed and high speed neutron measurement system according to the present invention may include a small signal amplifier for amplifying neutron signals from the first and second sensor units.

바람직하게, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템은 보조전원장치를 더 포함할 수 있고, 상기 보조전원장치는 상기 제1 및 제2 센서부에 연결되어 상기 제1 및 제2 센서부에서 중성자 선량의 측정이 용이하도록 하는 추가 전원을 공급한다.Preferably, the low speed and high speed neutron measuring system according to the present invention may further include an auxiliary power supply, wherein the auxiliary power supply is connected to the first and second sensor units and the neutrons in the first and second sensor units. Supply additional power to facilitate the measurement of dose.

또한, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 방법은 제1 센서부에서 고속 중성자를 측정하여 고속 중성자 신호를 추출하고, 동시에 제2 센서부에서 저속 및 고속 중성자를 측정하여 저속 및 고속 중성자 신호를 추출하는 단계, 상기 측정된 저속 및 고속 중성자 신호와 상기 측정된 고속 중성자신호의 차이를 바탕으로 저속 중성자 신호를 추출하는 단계, 상기 고속 중성자 신호 및 상기 저속 중성자 신호를 증폭하는 단계 및 상기 증폭된 고속 중성자 신호 및 저속 중성자 신호를 개수화하여 표시하는 단계를 포함하고, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있다.In addition, the low-speed and high-speed neutron measurement method according to the invention extracts the high-speed neutron signal by measuring the high-speed neutron in the first sensor unit, and at the same time extracts the low-speed and high-speed neutron signal by measuring the low-speed and high-speed neutron in the second sensor unit Extracting a low speed neutron signal based on a difference between the measured low speed and high speed neutron signals and the measured high speed neutron signal, amplifying the high speed neutron signal and the low speed neutron signal, and the amplified fast neutron signal. And digitizing and displaying the signal and the slow neutron signal, wherein the first sensor unit and the second sensor unit are formed of at least one of a carbide or a nitride-based broadband semiconductor.

바람직하게, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 방법에서, 상기 고속 중성자 측정은 상기 고속 중성자가 상기 반도체와 반응하여 고속 중성자의 개수와 에너지를 나타내는 전기 신호를 발생시킴으로써 이루어지고, 상기 저속 중성자 측정은 상기 저속 중성자가 상기 제2 센서부 둘레에 형성된 중성자 전환물질과 반응하여 이온을 발생시키고, 상기 이온이 상기 반도체와 반응하여 저속 중성자의 개수와 에너지를 나타내는 전기 신호를 발생시킴으로써 이루어질 수 있다.Preferably, in the low speed and high speed neutron measurement method according to the present invention, the high speed neutron measurement is made by the high speed neutron reacting with the semiconductor to generate an electrical signal indicating the number and energy of the fast neutrons, the low speed neutron measurement The slow neutron may be generated by reacting with a neutron converting material formed around the second sensor unit to generate ions, and the ions react with the semiconductor to generate an electrical signal representing the number and energy of the slow neutron.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 의하면, 고속 중성자 측정 센서 및 중성자 전환물질로 막이 형성된 저속 및 고속 중성자 측정 센서에 의해 저속 중성자 및 고속 중성자를 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a low speed and high speed neutron measurement sensor device, a system including the same, and a low speed and high speed neutron measurement method using the same include: a low speed neutron and a low speed neutron and It is effective to measure high speed neutrons at the same time.

또한, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 의하면, 고온에서 사용 할 수 있는 탄화 및 질화물 계열의 광대역 반도체를 이용한 소형의 중성자 측정 센서를 이용하므로 고속 신호 처리 특성을 가지는 효과가 있다.In addition, according to the low-speed and high-speed neutron measuring sensor device according to the present invention, a system including the same, and a low-speed and high-speed neutron measuring method using the same, a small neutron measuring sensor using a carbide and nitride-based broadband semiconductor that can be used at high temperatures Since it has an effect that has a high-speed signal processing characteristics.

또한 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 의하면, 탄화 및 질화물 계열의 광대역 반도체를 이용한 소형의 중성자 측정 센서에 의해 중성자의 선량 및 에너지를 측정하므로, 중성자 측정 센서 및 이를 포함하는 전체 시스템의 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the low-speed and high-speed neutron measuring sensor device according to the present invention, a system including the same, and a low-speed and high-speed neutron measuring method using the same, the dose and energy of the neutron by a small neutron measuring sensor using a carbide and nitride-based broadband semiconductor Since it is measured, there is an effect that can be miniaturized the size of the neutron measuring sensor and the entire system including the same.

또한, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치, 이를 포함하는 시스템 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 의하면, 반도체와 금속 접합 또는 반도체 n-p 접합을 통하여 내부 전위를 형성하도록 하여 외부의 전압 인가 없이 동작하는 무전원 또는 저전력 동작형 중성자 측정 센서를 이용하므로, 전력 소모가 없거나 이를 줄일 수 있는 효과가 있다.Further, according to the low-speed and high-speed neutron measuring sensor device according to the present invention, a system including the same, and a low-speed and high-speed neutron measuring method using the same, applying an external voltage by forming an internal potential through a semiconductor junction with a metal junction or a semiconductor np junction Since it uses no-power or low-power neutron measurement sensor that operates without, there is no power consumption or can reduce it.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under the above-mentioned rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템(10)의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100)의 구성도이 다. 도 3은 본 발명의 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100)에 포함되는 제2 센서(120)의 중성자 측정 원리를 도시한 개략도이다.1 is a configuration diagram of a low speed and high speed neutron measurement system 10 according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a low speed and high speed neutron measurement sensor device 100 according to the present invention. 3 is a schematic diagram illustrating a neutron measurement principle of the second sensor 120 included in the low speed and high speed neutron measurement sensor device 100 of the present invention.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템(10)은 저속 중성자(thermal neutron) 및 고속 중성자(fast neutron)의 선량을 측정하는 중성자 측정 센서장치(100), 센서장치(100)에서 측정된 중성자 신호를 처리하는 신호처리장치(200) 및 신호처리장치(200)를 통과한 중성자 신호를 바탕으로 측정된 중성자를 개수화하여 표시하는 표시장치(300)를 포함한다. Low and high speed neutron measurement system 10 according to the present invention is a neutron measurement sensor device 100, the neutron signal measured by the sensor device 100 to measure the dose of the low-speed neutron (fast thermal neutron) and fast neutron (fast neutron) And a display device 300 for counting and displaying the measured neutrons based on the neutron signals passed through the signal processing device 200.

또한, 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템(10)은 센서장치(100)에 연결되어 중성자 선량의 측정이 용이하도록 하는 추가 전원을 상기 센서장치(100)로 공급하는 보조전원장치(400)를 더 포함할 수 있다.In addition, the low-speed and high-speed neutron measurement system 10 according to the present invention is connected to the sensor device 100, the auxiliary power supply 400 for supplying additional power to the sensor device 100 to facilitate the measurement of neutron dose. It may further include.

저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100)는 제1 센서부인 제1 센서(110), 제2 센서부인 제2 센서(120), 중성자 전환부인 중성자 전환막(130) 및 저속 중성자 추출부(140)를 포함하여, 저속 중성자 선량과 고속 중성자 선량을 동시에 측정한다. The low-speed and high-speed neutron measurement sensor device 100 includes a first sensor 110 that is a first sensor unit, a second sensor 120 that is a second sensor unit, a neutron conversion layer 130 that is a neutron switching unit, and a low-speed neutron extraction unit 140. Including, it measures the low-speed neutron dose and high-speed neutron dose at the same time.

제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 고온에서 사용할 수 있는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체로 구성된다. 예를 들어, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 탄화규소(SiC) 반도체 또는 질화갈륨(GaN) 반도체로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)가 탄화규소 반도체인 것을 예로 들어 설명한다.The first sensor 110 and the second sensor 120 are composed of a carbide or nitride-based broadband semiconductor that can be used at high temperatures. For example, the first sensor 110 and the second sensor 120 may be formed of a silicon carbide (SiC) semiconductor or a gallium nitride (GaN) semiconductor. In the present embodiment, the first sensor 110 and the second sensor 120 will be described as an example of silicon carbide semiconductor.

제2 센서(120)는 제1 센서(110)와는 달리 둘레에 중성자 전환부인 중성자 전환막(130)이 형성되어 있다. 중성자 전환막(130)은 중성자 전환물질로 이루어진 막으로써, 상기 중성자 전환물질은 붕소(B), 리튬(Li) 또는 가돌로늄(Gd) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Unlike the first sensor 110, the second sensor 120 has a neutron switching layer 130 formed as a neutron switching unit around the second sensor 120. The neutron converting film 130 is a film made of a neutron converting material, and the neutron converting material includes at least one of boron (B), lithium (Li), or gadolonium (Gd).

중성자 전환막(130)의 중성자 전환물질은 저속 중성자와만 반응을 하고 고속 중성자와는 반응을 하지 않는다. 중성자 전환물질은 중성자 전환막(130)으로 입사되는 저속 중성자와 반응하여 제2 센서(120)에 전기적 신호를 야기하는 이온을 발생시킨다.The neutron converting material of the neutron converting film 130 reacts only with the slow neutrons and does not react with the fast neutrons. The neutron converting material reacts with the slow neutron incident on the neutron converting film 130 to generate ions that cause an electrical signal to the second sensor 120.

본 발명의 제1 센서(110)와 제2 센서(120)가 탄화규소 반도체로 구성되므로, 고속 중성자가 제1 센서(110) 또는 제2 센서(120)에 쏘이게 되면 고속 중성자와 실리콘(Si)이 반응하게 되며, 이 때 반도체의 특성상 전기적 신호가 발생하게 된다. 이러한 전기적 신호는 입사되는 고속 중성자의 선량에 따라 그 크기가 비례하게 된다. 이를 바탕으로 제1 센서(110)와 제2 센서(120)에 입사되는 고속 중성자의 선량을 측정할 수 있다.Since the first sensor 110 and the second sensor 120 of the present invention are made of silicon carbide semiconductor, when the high speed neutron is shot by the first sensor 110 or the second sensor 120, the high speed neutron and silicon (Si) This reaction occurs, and at this time, an electrical signal is generated due to the characteristics of the semiconductor. The electrical signal is proportional in magnitude depending on the dose of a fast neutron incident. Based on this, the dose of the fast neutrons incident on the first sensor 110 and the second sensor 120 can be measured.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 제1 센서(110)는 저속 중성자에는 반응하지 않으므로, 제1 센서(110)에서는 고속 중성자 선량만을 측정하게 된다.However, as described above, since the first sensor 110 does not react to the low speed neutron, the first sensor 110 measures only the high speed neutron dose.

저속 중성자 선량의 측정은 제2 센서(120)에서 이루어지게 되는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.Measurement of the low-speed neutron dose is made in the second sensor 120, which will be described with reference to FIG.

제2 센서(120)로 입사되는 저속 중성자와 고속 중성자 중 고속 중성자는 중성자 전환막(130)과 반응하지 않고 그대로 제2 센서(120)로 들어가서 고속 중성자 선량에 따른 전기적 신호를 발생시킨다.Among the low speed neutrons and the high speed neutrons incident to the second sensor 120, the high speed neutrons do not react with the neutron conversion film 130 and enter the second sensor 120 as they are, thereby generating an electrical signal according to the high speed neutron dose.

제2 센서(120)로 입사되는 저속 중성자는 중성자 전환막(130)을 통과하게 되는데, 이 때 중성자 전환막(130)에 포함된 붕소 또는 리튬은 저속 중성자와 반응하게 된다. 구체적으로, 붕소(10B)는 저속 중성자와 반응하여 에너지를 발산하면서 리튬(7Li)이온과 헬륨(4He)이온으로 쪼개진다. 이렇게 생성된 리튬이온은 1.015 MeV 또는 0.840 MeV의 에너지를 가지게 되고, 헬륨 이온은 1.777 MeV 또는 1.470 MeV의 에너지를 가진다. 또한, 중성자 전환막(130)에 포함된 리튬(6Li)은 저속 중성자와 반응하여 에너지를 발산하면서 수소(3H)이온 및 헬륨(4He)이온으로 쪼개진다. 이렇게 생성된 수소이온은 2.73 MeV의 에너지를 가지게 되고, 헬륨이온은 2.05 MeV의 에너지를 가진다.The low-speed neutron incident on the second sensor 120 passes through the neutron conversion film 130, at which time boron or lithium contained in the neutron conversion film 130 reacts with the low-speed neutron. Specifically, boron ( 10 B) is split into lithium ( 7 Li) ions and helium ( 4 He) ions while emitting energy by reacting with a slow neutron. The lithium ion thus produced has an energy of 1.015 MeV or 0.840 MeV, and the helium ion has an energy of 1.777 MeV or 1.470 MeV. In addition, a lithium (Li 6) included in the neutron conversion layer 130 is, while dissipating energy in response to the low speed neutron split into hydrogen (3 H) ion and a helium (He 4) ion. The generated hydrogen ions have an energy of 2.73 MeV and helium ions have an energy of 2.05 MeV.

저속 중성자가 중성자 전환막(130)을 통과하면 생성된 이온들이 제2 센서(120)로 입사되면서 전기적 신호를 발생시킨다. 이러한 전기적 신호는 입사되는 저속 중성자의 선량에 그 크기가 비례한다.When the slow neutron passes through the neutron conversion layer 130, the generated ions are incident on the second sensor 120 to generate an electrical signal. This electrical signal is proportional in magnitude to the dose of the slow neutron incident.

저속 중성자 추출부(140)는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)에서 측정된 전기적 신호인 중성자 신호를 연산하여 저속 중성자에 의한 신호와 고속 중성자에 의한 신호를 구분한다.The low speed neutron extractor 140 calculates a neutron signal, which is an electrical signal measured by the first sensor 110 and the second sensor 120, to distinguish between a signal by the low speed neutron and a signal by the high speed neutron.

제2 센서(120)에서 얻어진 저속 중성자와 고속 중성자의 선량에 따른 전기적 신호인 중성자 신호에는 저속 중성자에 의해 발생한 중성자 신호와 고속 중성자에 의해 발생한 중성자 신호가 서로 합쳐져 있기 때문에, 제2 센서(120)에서 측정 된 중성자 신호만으로는 저속 중성자에 의한 신호를 별도로 추출해 낼 수 없다.Since the neutron signal generated by the low speed neutron and the neutron signal generated by the high speed neutron are combined with each other in the neutron signal which is an electrical signal according to the dose of the low speed neutron and the high speed neutron obtained by the second sensor 120, the second sensor 120 The neutron signal measured by is not able to extract the signal by the slow neutron separately.

따라서, 저속 중성자 추출부(140)에서는 제2 센서(120)에서 측정된 저속 및 고속 중성자 신호와 제1 센서(110)에서 측정된 고속 중성자 신호를 재구성하여 저속 중성자 신호만을 추출해낸다. 구체적으로, 제2 센서(120)에서 측정된 저속 및 고속 중성자 신호에서 제1 센서(110)에서 측정된 고속 중성자 신호의 차이만큼이 저속 중성자 신호가 된다.Therefore, the low speed neutron extractor 140 reconstructs the low speed and high speed neutron signals measured by the second sensor 120 and the high speed neutron signals measured by the first sensor 110 to extract only the low speed neutron signals. In detail, the difference between the low speed and high speed neutron signals measured by the second sensor 120 and the high speed neutron signal measured by the first sensor 110 becomes the low speed neutron signal.

신호처리장치(200)는 센서장치(100)와 연결되어 있으며, 센서장치(100)에서 측정된 저속 중성자 신호와 고속 중성자 신호를 증폭한다. 센서장치(100)에서 측정된 저속 중성자 신호와 고속 중성자 신호는 밀리암페어(mA) 단위의 매우 작은 소신호이므로 이를 증폭할 필요가 있다.The signal processing device 200 is connected to the sensor device 100 and amplifies the low speed neutron signal and the high speed neutron signal measured by the sensor device 100. Since the low speed neutron signal and the fast neutron signal measured by the sensor device 100 are very small small signals of milliampere (mA), it is necessary to amplify them.

도 4는 본 발명에 따른 신호 처리부(200)의 구성도이다. 도 4를 참조하여, 신호처리장치(200)는 제1 소신호증폭기(210) 및 제2 소신호증폭기(220)를 포함한다.4 is a block diagram of a signal processor 200 according to the present invention. Referring to FIG. 4, the signal processing apparatus 200 includes a first small signal amplifier 210 and a second small signal amplifier 220.

제1 소신호증폭기(210)는 고속 중성자 신호를 입력 받아 소신호 증폭기 회로를 통해 이를 증폭시킨다. 제2 소신호증폭기(220)는 저속 중성자 신호를 입력 받아 소신호 증폭기 회로를 통해 이를 증폭시킨다. 제1 소신호 증폭기(210)와 제2 소신호증폭기(220)의 소신호 증폭 회로의 구성은 서로 동일할 수 있다.The first small signal amplifier 210 receives the high speed neutron signal and amplifies it through the small signal amplifier circuit. The second small signal amplifier 220 receives the low speed neutron signal and amplifies it through the small signal amplifier circuit. The small signal amplifier circuits of the first small signal amplifier 210 and the second small signal amplifier 220 may be identical to each other.

본 발명의 표시장치(300)는 신호처리장치(200)와 연결되어 신호처리장치(200)에서 증폭된 저속 중성자 신호와 고속 중성자 신호를 전달받아 저속 중성자 및 고속 중성자의 개수 또는 에너지를 표시한다.The display device 300 of the present invention is connected to the signal processing device 200 and receives the low speed neutron signal and the high speed neutron signal amplified by the signal processing device 200 to display the number or energy of the low speed neutron and the high speed neutron.

표시장치(300)로 들어온 저속 중성자 신호 또는 고속 중성자 신호는 스펙트럼이나 카운터를 이용하여 개수화하여 표시될 수 있다. 즉, 표시장치(300)는 저속 중성자 또는 고속 중성자의 에너지 영역별 중성자 선량을 표시할 수 있다.The low speed neutron signal or the high speed neutron signal that enters the display device 300 may be displayed by being quantified using a spectrum or a counter. That is, the display device 300 may display the neutron dose for each energy region of the low speed neutron or the high speed neutron.

보조전원장치(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서장치(100)에 연결되어 있으며, 구체적으로 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)에 연결되어 있다.As shown in FIG. 1, the auxiliary power supply 400 is connected to the sensor device 100, and is specifically connected to the first sensor 110 and the second sensor 120.

제1 센서(110) 및 제2 센서(120)에서 측정된 저속 또는 고속 중성자의 전기적 신호는 매우 미약하므로, 보조전원장치(400)는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)로 중성자 선량의 측정이 용이하도록 하는 추가 전원을 공급한다. 보조전원장치(400)는 배터리로 구성될 수 있다.Since the electrical signals of the low speed or high speed neutrons measured by the first sensor 110 and the second sensor 120 are very weak, the auxiliary power supply 400 may use the neutron as the first sensor 110 and the second sensor 120. Supply additional power to facilitate the measurement of dose. The auxiliary power supply 400 may be configured of a battery.

이하에서는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치 및 이를 포함한 시스템을 이용하여 저속 및 고속 중성자 측정 방법에 대해 상술한다.Hereinafter, a low speed and high speed neutron measurement method using a low speed and high speed neutron measurement sensor device and a system including the same will be described in detail.

도 5는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 도시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a low and high speed neutron measuring method according to the present invention.

도 5를 참고하여, 저속 중성자 및 고속 중성자를 측정하기 위해서는, 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100)에서 고속 중성자 신호와 저속 및 고속 중성자 신호를 각각 추출한다. 즉, 제1 센서(110)에서 고속 중성자 신호를 추출하고, 제2 센서(120)에서 저속 및 고속 중성자 신호를 추출한다(S410).Referring to FIG. 5, in order to measure the low speed neutron and the high speed neutron, the high speed neutron signal and the low speed and high speed neutron signal are respectively extracted by the low speed and high speed neutron measurement sensor device 100. That is, the high speed neutron signal is extracted from the first sensor 110 and the low speed and high speed neutron signals are extracted from the second sensor 120 (S410).

이어서, 저속 중성자 추출부(140)에서 저속 중성자 신호만을 추출해낸다. 즉, 제2 센서(120)에서 측정된 저속 및 고속 중성자 신호와 제1 센서(110)에서 측정된 고속 중성자 신호의 차이를 이용하여, 저속 중성자 신호만을 추출해 낸 다(S420).Subsequently, the low speed neutron extracting unit 140 extracts only the low speed neutron signal. That is, only the slow neutron signal is extracted using the difference between the low and high speed neutron signals measured by the second sensor 120 and the high speed neutron signal measured by the first sensor 110 (S420).

이렇게 추출된 고속 중성자 신호와 저속 중성자 신호는 매우 작은 소신호이므로, 신호처리장치(200)의 소신호 증폭 회로를 이용하여 고속 중성자 신호와 저속 중성자 신호를 증폭한다(S430).Since the extracted fast neutron signal and the low speed neutron signal are very small small signals, the fast neutron signal and the slow neutron signal are amplified using the small signal amplifying circuit of the signal processing apparatus 200 (S430).

이렇게 증폭된 저속 중성자 신호와 고속 중성자 신호는 표시장치(300)에서 개수화되어 표시된다(S440).The amplified low-speed neutron signal and the high-speed neutron signal are counted on the display device 300 and displayed (S440).

도 6은 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100)를 이용하여 고속 중성자를 측정한 그래프이다.6 is a graph of measuring high-speed neutrons using the low-speed and high-speed neutron measurement sensor device 100 according to the present invention.

도 6의 세로축은 측정된 고속 중성자 신호가 개수화 되어 표시되어 있으며, 가로축은 전압을 나타낸다.The vertical axis of FIG. 6 displays the measured high-speed neutron signals in numbers, and the horizontal axis represents voltage.

도 6에 도시된 바와 같이, 측정된 고속 중성자 신호에 비해 노이즈가 매우 작음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 중성자 측정 센서장치(100)에 의해 측정된 고속 중성자 신호는 노이즈에 의한 영향을 크게 받지 않으므로 충분히 신뢰할 수 있는 수준의 측정치임을 알 수 있다.As shown in Figure 6, it can be seen that the noise is very small compared to the measured high-speed neutron signal. That is, the high-speed neutron signal measured by the neutron measurement sensor device 100 according to the present invention can be seen that the measurement value is sufficiently reliable because it is not greatly affected by noise.

본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치(100), 이를 포함한 시스템(10) 및 이들을 이용한 저속 및 고속 중성자 측정 방법은 기존에 원자로에서 사용되던 방사화 방법에 의한 시간 지연의 한계와 핵분열함 방식에 의한 소형화의 어려움을 극복할 수 있다.Low and high speed neutron measurement sensor device 100, the system 10 including the same and the low and high speed neutron measurement method using the same is the limit of time delay and nuclear fission system by the radiation method used in the conventional reactor It is possible to overcome the difficulty of miniaturization.

본 발명의 저속 및 고속 중성자 측정센서, 시스템 및 방법은 원자로는 물론 중성자 발생장치, 핵융합로, 중성자를 이용한 보안검색 장치 등에 폭넓게 사용 될 수 있다.The low speed and high speed neutron measuring sensors, systems and methods of the present invention can be widely used in nuclear reactors, neutron generators, fusion reactors, security screening devices using neutrons, and the like.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

본 명세서 내에 포함되어 있음.Included in this specification.

도 1은 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템의 구성도이다;1 is a block diagram of a low speed and high speed neutron measuring system according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치의 구성도이다;2 is a block diagram of a low speed and high speed neutron measurement sensor device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치에 포함된 제2 센서의 중성자 측정 원리도이다;3 is a neutron measurement principle diagram of a second sensor included in the low speed and high speed neutron measurement sensor device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 시스템에 포함된 신호 처리부의 구성도이다;4 is a block diagram of a signal processor included in a low speed and high speed neutron measurement system according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정 방법을 도시한 블록도이다;5 is a block diagram illustrating a low and high speed neutron measurement method according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 저속 및 고속 중성자 측정센서를 이용하여 고속 중성자를 측정한 그래프이다.6 is a graph of measuring high-speed neutrons using a low-speed and high-speed neutron measuring sensor according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 저속 및 고속 중성자 측정 시스템10: low speed and high speed neutron measuring system

100 : 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치100: low speed and high speed neutron measurement sensor device

110 : 제1 센서 120 : 제2 센서110: first sensor 120: second sensor

130 : 중성자 전환막 140 : 저속 중성자 추출부130: neutron conversion film 140: low-speed neutron extraction unit

200 : 신호처리장치 210 : 제1 소신호 증폭기200: signal processing apparatus 210: first small signal amplifier

220 : 제2 소신호 증폭기 300 : 표시장치220: second small signal amplifier 300: display device

400 : 보조전원장치 400: auxiliary power supply

Claims (12)

고속 중성자 선량을 측정하는 제1 센서부;A first sensor unit measuring a fast neutron dose; 저속 및 고속 중성자 선량을 측정하는 제2 센서부;A second sensor unit measuring low and high speed neutron doses; 상기 제2 센서부를 둘러싸고 있으며, 저속 중성자와 반응하여 상기 제2 센서부에 전기적 신호를 야기하는 이온을 발생시키는 중성자 전환부; 및A neutron conversion unit surrounding the second sensor unit, the neutron switching unit generating ions that react with a low speed neutron to cause an electrical signal to the second sensor unit; And 상기 제2 센서부에서 얻어진 저속 및 고속 중성자 신호와 상기 제1 센서부에서 얻어진 고속 중성자 신호의 차이에 의해 저속 중성자 신호를 추출하는 저속 중성자 추출부;A slow neutron extraction unit for extracting a low speed neutron signal by a difference between the low speed and high speed neutron signals obtained by the second sensor unit and the high speed neutron signal obtained by the first sensor unit; 를 포함하고,Including, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 반도체를 구비하며, 상기 제1 센서부 및 제2 센서부로부터 에너지 영역별 중성자 선량이 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치.The first sensor unit and the second sensor unit is provided with a semiconductor, the low-speed and high-speed neutron measurement sensor device, characterized in that the neutron dose for each energy region is simultaneously measured from the first sensor unit and the second sensor unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성자 전환부는 중성자 전환물질로 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치.The low and high speed neutron measurement sensor device, characterized in that the neutron conversion unit is a film made of a neutron conversion material. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 중성자 전환물질은 붕소(B), 리튬(Li) 또는 가돌로늄(Gd) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치.The neutron conversion material is a low-speed and high-speed neutron measurement sensor device, characterized in that containing at least one of boron (B), lithium (Li) or gadolonium (Gd). 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치.The low speed and high speed neutron measurement sensor device, characterized in that the first sensor unit and the second sensor unit is at least one of a carbide or nitride-based broadband semiconductor. 삭제delete 중성자의 선량을 측정하는 중성자 측정 시스템에 있어서,In the neutron measuring system for measuring the dose of neutrons, 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치; Low and high speed neutron measurement sensor device; 상기 센서장치로부터 측정된 중성자 신호를 처리하는 신호 처리 장치; 및A signal processing device for processing the neutron signal measured from the sensor device; And 상기 신호 처리 장치를 통과한 중성자 신호를 바탕으로 측정된 중성자를 개수화하여 표시하는 표시장치;A display device for counting and displaying the measured neutrons based on the neutron signals passing through the signal processing device; 를 포함하고,Including, 상기 저속 및 고속 중성자 측정 센서장치는,The low speed and high speed neutron measurement sensor device, 고속 중성자 선량을 측정하는 제1 센서부;A first sensor unit measuring a fast neutron dose; 저속 및 고속 중성자 선량을 측정하는 제2 센서부;A second sensor unit measuring low and high speed neutron doses; 상기 제2 센서부를 둘러싸고 있으며, 상기 저속 중성자와 반응하여 상기 제2 센서부에 전기적 신호를 야기하는 이온을 발생시키는 중성자 전환부; 및A neutron conversion unit surrounding the second sensor unit, the neutron switching unit generating ions that react with the low speed neutron to generate an electrical signal in the second sensor unit; And 상기 제2 센서부에서 얻어진 저속 및 고속 중성자 신호와 상기 제1 센서부에서 얻어진 고속 중성자 신호의 차이에 의해 저속 중성자 신호를 추출하는 저속 중성자 추출부; A slow neutron extraction unit for extracting a low speed neutron signal by a difference between the low speed and high speed neutron signals obtained by the second sensor unit and the high speed neutron signal obtained by the first sensor unit; 를 포함하며,Including; 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 반도체를 구비하며, 상기 제1 센서부 및 제2 센서부로부터 에너지 영역별 중성자 선량이 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 시스템.The first sensor unit and the second sensor unit has a semiconductor, and the neutron dose for each energy region from the first sensor unit and the second sensor unit is simultaneously measured, characterized in that the low and high speed neutron measurement. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 중성자 전환부는 중성자 전환물질로 이루어진 막이며, 상기 중성자 전환물질은 붕소 또는 리튬 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 시스템.The neutron conversion unit is a film made of a neutron conversion material, the neutron conversion material is a low and high speed neutron measurement system, characterized in that it comprises at least one of boron or lithium. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,8. The method according to claim 6 or 7, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 시스템.The first sensor unit and the second sensor unit is a low-speed and high-speed neutron measuring system, characterized in that made of at least one of the carbide or nitride-based broadband semiconductor. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,8. The method according to claim 6 or 7, 상기 신호 처리부는 상기 제1 및 제2 센서부로부터의 중성자 신호를 증폭하는 소신호 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 시스템.The signal processing unit comprises a small signal amplifier for amplifying the neutron signals from the first and second sensor unit, characterized in that the low and high speed neutron measuring system. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,8. The method according to claim 6 or 7, 보조전원장치를 더 포함하고,Further comprising an auxiliary power supply, 상기 보조전원장치는 상기 제1 및 제2 센서부에 연결되어 상기 제1 및 제2 센서부에서 중성자 선량의 측정이 용이하도록 하는 추가 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 시스템.The auxiliary power supply device is connected to the first and second sensor unit, the low and high speed neutron measurement system, characterized in that for supplying additional power to facilitate the measurement of neutron dose in the first and second sensor unit. 중성자 선량을 측정하는 중성자 측정 방법에 있어서,In the neutron measuring method for measuring the neutron dose, 제1 센서부에서 고속 중성자를 측정하여 고속 중성자 신호를 추출하고, 동시에 제2 센서부에서 저속 및 고속 중성자를 측정하여 저속 및 고속 중성자 신호를 추출하는 단계;Measuring the high speed neutrons in the first sensor unit to extract the high speed neutron signals, and simultaneously extracting the low speed and the high speed neutron signals by measuring the low speed and the high speed neutrons in the second sensor unit; 상기 측정된 저속 및 고속 중성자 신호와 상기 측정된 고속 중성자신호의 차이를 바탕으로 저속 중성자 신호를 추출하는 단계;Extracting a low speed neutron signal based on a difference between the measured low speed and high speed neutron signals and the measured high speed neutron signals; 상기 고속 중성자 신호 및 상기 저속 중성자 신호를 증폭하는 단계; 및Amplifying the fast neutron signal and the slow neutron signal; And 상기 증폭된 고속 중성자 신호 및 저속 중성자 신호를 개수화하여 표시하는 단계;Counting and displaying the amplified fast neutron signal and the slow neutron signal; 를 포함하고,Including, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부는 탄화 또는 질화물 계열의 광대역 반도체 중 적어도 어느 하나로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 방법. The first sensor unit and the second sensor unit is a low-speed and high-speed neutron measuring method, characterized in that made of at least one of a carbide or nitride-based broadband semiconductor. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 고속 중성자 측정은 상기 고속 중성자가 상기 반도체와 반응하여 전기 신호를 발생시킴으로써 이루어지고,The fast neutron measurement is made by the fast neutron reacting with the semiconductor to generate an electrical signal, 상기 저속 중성자 측정은 상기 저속 중성자가 상기 제2 센서부 둘레에 형성된 중성자 전환물질과 반응하여 이온을 발생시키고, 상기 이온이 상기 반도체와 반응하여 전기 신호를 발생시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 저속 및 고속 중성자 측정 방법.The low-speed neutron measurement is a low-speed and high-speed neutron is characterized in that the low-speed neutron reacts with the neutron conversion material formed around the second sensor unit to generate ions, the ion reacts with the semiconductor to generate an electrical signal How to measure.
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