KR101037212B1

KR101037212B1 - 열중성자검출기의 성능 시험장치

Info

Publication number: KR101037212B1
Application number: KR1020080110426A
Authority: KR
Inventors: 김정호
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2011-05-26
Also published as: KR20100051314A

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌이나 파라핀 등과 같이 쉽게 구할 수 있는 재료로 구성되어 있어 구성이 용이하고, 구조가 단순하고 전체 크기가 작아 휴대가 용이한 열중성자 검출기의 성능 시험장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 열중성자 검출기의 성능 시험장치는 중성자 선원으로부터 방사되는 중성자에 의해 발생된 열중성자를 검출하는 봉형 또는 구형의 열중성자검출기를 시험하는 장치에 있어서, 상기 선원에서 방사되는 중성자를 감속시켜 열중성자를 발생하여 상기 열중성자검출기에 전달하여 열중성자검출기의 동작여부를 시험할 수 있도록 상기 선원이 삽입되는 선원삽입홀과 상기 열중성자검출기가 삽입되는 검출기삽입홀이 형성된 감속재몸체를 포함하여 구성됨을 됨을 특징으로 한다.

열중성자, 검출기, 감속재몸체, 선원

Description

열중성자검출기의 성능 시험장치{Performace test system for thermal neutron detectors}

본 발명은 열중성자 검출기의 성능 시험장치에 관한 것으로써, 상세하게는 폴리에틸렌이나 파라핀 등과 같이 쉽게 구할 수 있는 재료로 구성되어 있어 구성이 용이하고, 구조가 단순하고 전체 크기가 작아 휴대가 용이한 열중성자 검출기의 성능 시험장치에 관한 것이다.

중성자는 의료나 발전 등에 사용되는 것으로 그 용도가 다양하나 피폭에 의한 안전성이 문제가 되고 있다.

이에 따라 중성자를 이용하는 시설 등에는 중성자를 검출하기 위한 수단으로 중성자검출기가 사용되고 있으며, 이러한 통상의 중성자검출기는 에너지가 높은 중성자를 검출하는 것이 아니라 중성자가 감속되어 발생되는 열중성자를 검출하는 것이다.

이러한 열중성자검출기는 중성자를 검출하는 수단으로 이 검출기가 오작동하거나 작동하지 않을 때에는 많은 피해를 줄 수 있으므로 검출기를 시험하여 작동 상태를 확인하여야 한다.

본 발명은 위와 같은 요구에 따라 개발된 것으로써, 중성자 선원으로부터 방사되는 중성자를 열중성자검출기가 감지할 수 있는 열중성자로 변환하여 열중성자검출기에서 감지할 수 있게 함으로써 열중성자검출기의 작동여부를 검출할 수 있게 한 열중성자검출기의 성능 시험장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 폴리에틸렌이나 파라핀 등과 같이 쉽게 구할 수 있는 재료로 구성되어 있어 구성이 용이하고, 구조가 단순하고 전체 크기가 작아 휴대가 용이하여 장소를 불문하고 중성자검출기를 시험할 수 있게 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치의 일예를 도시한 단면도이고, 도 2은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 감속재몸체의 부분단면 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 검출기가이드의 일예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 걸출기 가이드의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 홀커버의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 선원가이드의 분해사시도이고, 도 7은 도 6의 선원가이드의 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치의 다른 일예를 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시한 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 검출기가이드 하부지지구의 일예의 분해사시도이고, 도 10은 도 9에 도시한 검출기가이드 하부지지구의 단면도이고, 도11은 검출기높이조절봉의 일예를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시한 검출기높이조절봉의 단면도이고, 도 13은 상부지지관의 다른 일예를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치는 감속재로 구성된 감속재몸체(1)에 두 개의 홀(11, 12)을 형성하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치는 중성자 선원(100)으 로부터 방사되는 중성자에 의해 발생된 열중성자를 검출하는 봉형 또는 구형의 열중성자검출기(200)를 시험하는 장치에 있어서, 상기 선원(100)에서 방사되는 중성자를 감속시켜 열중성자를 발생하여 상기 열중성자검출기(200)에 전달하여 열중성자검출기의 동작여부를 시험할 수 있도록 상기 선원(100)이 삽입되는 선원삽입홀(11)과 상기 열중성자검출기(200)가 삽입되는 검출기삽입홀(12)이 형성된 감속재몸체(1)를 포함하여 구성된다.

상기 선원(100)이나 열중성자검출기(200)는 통상적으로 사용되는 것으로 본 발명은 이러한 것들 중 열중성자검출기(200)의 작동여부를 시험하기 위한 수단의 하나에 관한 것이다.

즉, 열중성자검출기(200)는 그 작동여부에 대한 시험을 할 수 있게 하기 위한 수단으로써, 열중성자검출기(200)의 경우 에너지가 높은 중성자를 검출하는 것이 아니라 열중성자를 검출하는 것으로 중성자 선원(100)으로부터 발생되는 중성자를 감속시켜 열중성자로 변환하여야 하며, 이러한 수단으로 상기 감속재몸체(1)가 사용된다.

이러한 감속재몸체(1)는 상기한 열중성자검출기(200)의 길이나 지름 등에 따라 그 크기가 달라질 수 있으나 통상적으로 사용되는 열중성자검출기를 기준으로 할 때 그 크기가 높이 30cm 내지 60cm에 지름이 20cm 내지 50cm 정도의 크기로 구성될 수 있으며, 이렇게 그 크기가 크지 않음으로 이동을 용이하게 할 수 있다.

상기 감속재몸채(1)는 중성자를 감속시켜 열중성자를 만들 수 있는 재질이면 무엇이나 사용이 가는 하나 비교적 저렴하고 가공이 용이한 폴리에틸렌 또는 파라 핀 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또는 물 등의 수소를 많이 함유한 액체가 사용될 수도 있으며, 액체를 사용할 경우에는 감속제몸체(1)는 액체를 저장할 수 있는 수용 공간이 형성된 통체 형상으로 구성된다.

상기 감속재몸체(1)에 형성된 두 개의 홀(11, 12)은 상기 선원(100)과 열중성자검출기(200)가 설치되는 구멍으로써, 선원이 삽입되는 선원삽입홀(11)은 도시한 바와 같이 감속재몸체(1)의 중앙에 형성되어 있고, 검출기삽입홀(12)은 상기 선원삽입홀(11)과 거리를 두고 형성되어 있다.

상기 감속재몸체(1)에 형성된 선원삽입홀(11)과 검출기삽입홀(12)에 선원과 열중성자검출기를 삽입하기 위해서는 이들을 지지하기 위한 수단이 필요하다.

특히, 선원(100)의 경우 중성자를 발생시키는 수단으로 이를 직접 잡으면 피폭될 수 있으므로 이를 선원삽입홀(11)에 삽입하기 위해서는 선원을 지지하는 수단이 필요하며 이 수단으로 선원가이드(4)가 상기 선원삽입홀(11)에 착탈 가능하게 설치되어 있다.

상기 선원가이드(4)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 선원(100)이 안치되는 선원고정구(41)와, 상기 선원고정구(41)의 상부에 조립 가능하게 설치된 가이드봉(42)으로 구성된다.

상기 선원고정구(41)는 상기 가이드봉(42)과 나사 조임되어 분리 가능하게 결합되고, 외주면이 원형을 이루고 있으며, 이러한 원형 봉체의 일측에 길이 방향과 수직을 이루도록 홈을 형성하여 개방부(411)를 형성하고, 이 개방부(411)의 바 닥에 선원(100)이 안착되는 선원안치홈(412)을 형성하여 구성된다.

상기 선원고정구(41)에 연결되는 가이드봉(42)은 상기 선원삽입홀(11)의 횡단면과 동일한 횡단면을 갖는 봉체 형상으로 구성되고, 그 상단은 상기 감속재몸체(1)의 상단과 동일한 면에 위치하거나 이보다 높게 위치되는 정도의 길이를 갖는 다.

또한, 상기 검출기삽입홀(12)에는 열중성자검출기(200)를 지지하는 검출기지지구(2, 2')가 더 설치될 수 있다.

상기 열중성자검출기(200)는 단순한 원형 봉체형상으로 구성된 것(LND2527열중성자 검출기 등), 봉체의 일측 단부에 구형으로 구성된 것(SP9열중성자 검출기 등) 등이 있으며, 이러한 열중성자검출기는 그 길이나 외경이 서로 다르므로 열중성자검출기가 검출기삽입홀(12)의 내부에 안정적으로 설치될 수 있게 하기 위해 상기 검출기지지구(2, 2')를 설치하였다.

상기 검출기지지구(2, 2')는 도 1내지 도 4에 도시한 바와 같이 원통형으로 구성되어 봉형 검출기를 지지하기 위한 것과, 도 8내지 도 10에 도시한 바와 같이, 구형 부분을 갖는 검출기를 지지하기 위한 것이 있다.

먼저, 도 1내지 도 4에 도시한 봉형 검출기를 지지하기 위한 검출기지지구(2)는 봉형의 열중성자검출기가 삽입되는 관통홀(21a, 22a)이 형성된 통체 형상의 상, 하부지지구(22, 21)를 서로 조립 가능하게 연결하여 구성된다.

상기 하부지지구(21)와 상부지지구(21)의 서로 연결되는 부분에는 서로 치합되는 나사산이 형성되어 나사 결합되고, 중앙에 길이방향으로 형성된 관통홀(21a, 22a)은 열중성자검출기(200)의 외경과 동일한 지름으로 형성되어 있다.

또 다른 검출기지지구(2')는 도 8내지 도 10D0 도시한 바와 같이, 구형의 열중성자검출기가 삽입되는 검출기안치홈(211a, 212a)이 형성된 받침부(211)와 커버부(212)를 조립하여 구성된 하부지지구(21')와 상기 하부지지구(21')의 상부에 설치되고 관통홀(22a')이 형성된 원통형의 상부지지구(22')로 구성된다.

상기 상부지지구(22')는 봉형 열중성자검출기를 지지하는 상부지지구(22)와 동일하게 원통형으로 구성되고, 상기 하부지지구(21')는 반구 형상으로 검출기안치홈(211a)이 형성된 받침부(211)와 검출기안치홈(212a)이 형성된 커버부(212)를 서로 결합하여 구성되고, 받침부(211)와 커버부(212)는 서로 대향되는 부분이 끼워져 결합되거나 나사 조입되어 결합되고, 도 8에 도시한 바와 같이 검출기의 구형 부분을 감싸고 있다.

상기 하부지지구(21')의 외주면은 검출기삽입홀(12)의 내경과 동일한 지름을 갖는다.

상기 검출기삽입홀(12)의 내부에 설치되는 열중성자검출기(200)의 하부에는 열중성자검출기의 높이를 조절하기 위한 검출기높이조절봉(5)이 더 설치된다.

상기 열중성자검출기(200)는 다양한 형성으로 구성되어 있으므로 종류에 따라 길이가 달라지며, 이렇게 길이가 다른 검출기의 높이를 조절할 수 있도록 상기 검출기높이조절봉(5)을 검출기삽입홀(12)에 설치하여 검출기의 높이를 조절할 수 있다.

상기 검출기높이조절봉(5)은 외경이 검출기삽입홀(12)의 지름과 같으며, 상 단에는 인출봉(5a)이 조립될 수 있는 나사산이 형성되어 있다.

상기 인출봉(5a)은 검출기삽입홀(12)의 내부 바닥에 설치된 검출기높이조절봉(5)을 검출기삽입홀(12)로부터 꺼내기 위한 수단으로 하단에 나사산 형성되어 검출기높이조절봉(5)에 형성된 나사에 조여진 상태에서 인출봉(5a)을 들어올려 검출기높이조절봉(5)을 검출기삽입홀(12)로부터 꺼낸다.

상기와 같이 구성된 감속재몸체(1)의 검출기삽입홀(12)에 설치된 열중성자검출기(200)는 외부로 노출되지 않고 감속재에 의해 감싸진 상태를 유지하는 것이 보다 많은 열중성자를 열중성자검출기(200)에서 검출하게 할 수 있으므로 검출기삽입홀(12)에 열중성자검출기(200)를 넣은 후 상단 부분을 막아줄 필요가 있다.

이렇게 검출기삽입홀(12)의 상부를 막기 위해 홀커버(3)가 설치되어 있다.

상기 홀커버(3)는 상기 검출기삽입홀(12)의 내부에 삽입된 열중성자검출기(200)의 상부에는 중앙에 전선이 관통하는 관통홀(3a)이 형성되어 있다.

즉, 상기 홀커버(3)는 도 1 및 도 8에 도시한 바와 같이 감속재몸체(1)의 검출기삽입홀(12)상부에 설치되어 열중성자검출기가 외부로 노출되지 않게 검출기삽입홀(12)을 밀폐시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 열중성자검출기에 연결된 전선을 인출할 수 있도록 관통홀(3a)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 각 구성요소들은 중성자가 외부로 노출되지 않고 반응을 일으킬 수 있도록 모두 감속재로 만들어지고, 상기 홀(11, 12)들을 원형으로 구성된 것을 일예로 도시하고 설명하였으나 이는 하나의 실시예 일뿐 이러한 형상에 대한 설명이 본원발명의 청구범위를 제 한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치의 일예를 도시한 단면도이고,

도 2은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 감속재몸체의 부분단면 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 검출기가이드의 일예를 도시한 사시도이고,

도 4는 도 3의 검출기 가이드의 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 홀커버의 사시도이고,

도 6은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 선원가이드의 분해사시도이고,

도 7은 도 6의 선원가이드의 단면도이고,

도 8은 본 발명에 따른 열중성자 검출기의 성능 시험장치의 다른 일예를 도시한 단면도이고,

도 9는 도 8에 도시한 열중성자 검출기의 성능 시험장치를 구성하는 검출기가이드 하부지지구의 일예의 분해사시도이고,.

도 10은 도 9에 도시한 검출기가이드 하부지지구의 단면도이고,

도 11은 검출기높이조절봉의 일예를 도시한 사시도이고,

도 12는 도 11에 도시한 검출기높이조절봉의 단면도이고,

도 13은 상부지지구의 다른 일예를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 감속재몸체

11 : 선원삽입홀 11a, 12a : 하부마개

12 : 검출삽입기홀

2, 2' : 검출기지지구

21 : 하부지지구 22 : 상부지지구

21a, 22a, 22a' : 관통홀

21' : 하부지지구 22' : 상부지지구

211 : 받침부 212 : 커버부

211a, 212a : 검출기안치홈

3 : 홀커버

3a : 관통홀

4 : 선원가이드

41 : 선원고정구 411 : 개방부 412 : 선원안치홈

42 : 가이드봉

5 : 검출기높이조절봉

5a : 인출봉

Claims

중성자 선원(100)으로부터 방사되는 중성자에 의해 발생된 열중성자를 검출하는 봉형 또는 구형의 열중성자검출기(200)를 시험하는 장치에 있어서,

상기 선원(100)에서 방사되는 중성자를 감속시켜 열중성자를 발생하여 상기 열중성자검출기(200)에 전달하여 열중성자검출기의 동작여부를 시험할 수 있도록 상기 선원(100)이 삽입되는 선원삽입홀(11)과 상기 열중성자검출기(200)가 삽입되는 검출기삽입홀(12)이 형성된 감속재몸체(1)를 포함하여 구성되되;

상기 검출기삽입홀(12)에는 열중성자검출기(200)를 지지하는 검출기지지구(2, 2')가 더 설치됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 검출기삽입홀(12)의 내부에 설치되는 열중성자검출기(200)의 하부에는 열중성자검출기의 높이를 조절하기 위한 검출기높이조절봉(5)이 더 설치됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 3 항에 있어서,

상기 검출기삽입홀(12)의 내부에 삽입된 열중성자검출기(200)의 상부에는 중앙에 전선이 관통하는 관통홀(3a)이 형성된 홀커버(3)가 더 설치됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 4 항에 있어서,

상기 선원삽입홀(11)에 삽입되는 선원(100)은 선원가이드(4)가 설치되어 선원을 선원삽입홀에 착탈시킴을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 5 항에 있어서,

상기 선원가이드(4)는 선원(100)이 안치되는 선원고정구(41)와, 상기 선원고정구(41)이 상부에 조립가능하게 설치되고, 상기 선원삽입홀(11)의 횡단면과 동일한 횡단면을 갖는 봉체 형상의 가이드봉(42)으로 구성됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 6 항에 있어서,

상기 검출기높이조절봉(5)의 상부에는 인출봉(5a)이 착탈 가능하게 연결됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 7 항에 있어서,

상기 검출기지지구(2)는 봉형의 열중성자검출기가 삽입되는 관통홀(21a, 22a)이 형성된 통체 형상의 상, 하부지지구(22, 21)를 서로 조립 가능하게 연결하여 구성됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.
제 7 항에 있어서,

상기 검출기지지구(2')는 구형의 열중성자검출기가 삽입되는 검출기안치홈(211a, 212a)이 형성된 받침부(211)와 커버부(212)를 조립하여 구성된 하부지지구(21')와 ; 상기 하부지지구(21')의 상부에 설치되고 관통홀(22a')이 형성된 원통형의 상부지지구(22')로 구성됨을 특징으로 하는 열중성자 검출기의 성능 시험장치.