KR101039749B1 - 고방사성 시료의 ｘ-선 회절분석용 시료 홀더장치 - Google Patents

고방사성 시료의 ｘ-선 회절분석용 시료 홀더장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력재료의 X-선 회절분석시 시료를 고정하기 위해 사용되는 시료 홀더장치에 관한 것으로, 상단부에 서로 마주보는 한 쌍의 절개부 및 서로 마주보는 한 쌍의 돌출부를 구비하는 홀더용기; 홀더용기 내부공간에서 상하로 이동가능하게 배치되며, 스프링부재에 의해 지지되고, 분석대상 시료가 놓이게 되는 시료지지대; 고비중의 금속재료로 제작되며, X-선의 투사를 위해 외주면에 부분적으로 개방되도록 형성되는 측면절개부 및 시료에서 회절된 X-선의 방출을 위해 측면절개부의 상단으로부터 X-선의 입사방향과 나란하게 소정의 폭으로 개방되도록 형성되는 상면절개부를 구비하도록 형성되어, 시료지지대에 놓이는 시료를 자체중량으로 누르는 덮개부재, 및 상면절개부를 사이에 두고 서로 마주보도록 덮개부재의 외주면 양측에서 장착되는 한 쌍의 덮개보조부재를 포함하는 홀더덮개; 어느 하나의 덮개보조부재에 결합되는 조작용 핸들; 및 다른 하나의 덮개보조부재에 형성되는 수직관통공을 관통하는 형태로 배치되어 하단부를 통해 상기 홀더용기에 고정되며, 홀더덮개의 상하방향 이동 및 회전이동을 가이드하는 가이드봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 제공한다.
홀더용기, 시료지지대, 홀더덮개, 조작용 핸들, 가이드봉, 안전고리

Description

고방사성 시료의 Ｘ-선 회절분석용 시료 홀더장치{SAMPLE HOLDER DEVICE FOR X-RAY DIFFRACTION ANALYSIS OF A HIGH RADIOACTIVE SAMPLE}
본 발명은 원자력재료의 결정구조 분석을 위해 수행되는 측정에서 시료를 고정하기 위해 사용되는 시료 홀더장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용후 핵연료 등 고방사성 원자력재료의 결정구조를 측정하기 위해 수행되는 X-선 회절분석(X-ray diffraction analysis)에서 시료를 고정하기 위해 사용되는 시편 홀더장치에 관한 것이다.
X-선 회절분석기술은 대상 시편의 고유한 결정구조에 관한 정보를 제공하여, 물질의 화학적 특성을 규명하는데 필요한 매우 일반적인 기술이다. 사용후 핵연료 등 고방사성 원자력재료에 대한 X-선 회절분석에 의한 결정구조 및 화학특성 규명 기술은 안전한 원전 가동을 위한 핵연료 및 원자력재료의 건전성(Integrity) 평가를 위한 매우 필수적인 기술이라 할 수 있다. 이와 같은 원자력재료의 X-선 회절분석을 수행하는데 있어서 무엇보다 중요한 것은, 고방사성 시료를 취급함에 따른 작 업자 보호를 위한 기기의 차폐장치(Hot cell) 내에서의 설치 및 원격조종에 의한 시료장착기술이라 할 수 있을 것이다. 그리고, 고방사성시료로부터 방출되는 방사선이 X-선 검출기에 도달하는 양을 최소화시키기 위한 차폐기술이 또한 필요하다 하겠다. 그 이유는, 결정구조와는 무관한 시료 자체의 방사선에 의해 X-선 검출기의 바탕값(background)이 증가하고, 이는 결정구조 정보를 포함하는 시편 내 회절 후 X-선에 대한 방해효과가 매우 크기 때문이다.
도 1은 종래기술에 따른 X-선 회절분석용 시료 홀더장치의 일 예를 도시한 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같은, 시료 홀더장치는, 중공원통형의 홀더용기(210)와, 홀더용기의 상부에 결합되는 홀더덮개(250), 홀더용기 내부에 배치되는 스프링부재(240)에 의해 지지되는 시료지지대(230)를 포함한 구성으로 이루어진다. 그리고, 홀더용기(210)는 외주면 상부에 반지름방향으로 돌출하는 복수의 돌기(215)를 구비하고, 홀더덮개(250)는 하단 테두리 부분에 대략 'ㄱ'자형으로 형성되어 홀더용기(210)에 구비되는 돌기(215)와 결합되는 복수의 홈(255)을 구비한다.
이와 같은 시료 홀더장치는, 홀더용기(210) 상부로 노출되는 시료지지대(230)에 시료를 올려 둔 상태에서, 홀더덮개(250)의 홈(255)과 홀더용기(210)의 돌기(215)를 맞추고, 이어서 홀더덮개(250)를 하방으로 누른 다음 돌리는 방식으로, 시료를 고정하게 된다.
이상과 같은 종래기술의 시료 홀더장치를 사용한 시료 고정방식은 일반적으로 시료를 손으로 직접 고정하는 경우는 용이한 반면, 손으로 만질수 없는 고방사 성의 원자력재료와 같이 시료를 고정하기 위하여 원격조종기(tele-manipulator) 나 집게(tong)를 사용해야 하는 경우에는, 스프링에 의해 지지됨에 따라 계속 흔들리는 시편지지대의 특성을 고려했을 때, 시편지지대의 제어가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 상기한 바와 같이 돌기와 홈을 결합하는 방식으로 홀더덮개와 홀더용기를 결합하는 작업이 용이하지 않은 문제점이 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서,
본 발명은, 손으로 만질수 없는 고방사성의 원자력재료와 같이 시료를 고정하기 위하여 원격조종기(tele-manipulator) 나 집게(tong)를 사용해야만 하는 경우에도 용이하게 시료를 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 시료로부터 방출되는 방사선을 차폐하여 X-선 검출기의 바탕값을 낮추어줄 수 있는, 고방사성 시료의 X-선 회절분석을 위한 시료 홀더장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 실현하기 위한 본 발명은,
바닥이 막힌 중공원통형으로 형성되되, 서로 마주보는 위치의 상단부에서 소정의 원주길이만큼 소정의 높이로 절개되는 한 쌍의 절개부 및 이 한 쌍의 절개부 사이사이에 위치하여 서로 마주보는 한 쌍의 돌출부를 구비하는 홀더용기;
상기 홀더용기 내부공간에서 상하로 이동가능하게 배치되며, 하부에 위치하는 스프링부재에 의해 지지되고, 상면에 분석대상 시료가 놓이게 되는 시료지지대;
고비중의 금속재료로 제작되며, 적어도 상기 홀더용기의 외경보다 큰 내경을 갖는 상방이 막힌 중공원통형으로 형성되되, X-선의 투사를 위해 외주면에 부분적으로 개방되도록 형성되는 측면절개부 및 시료에서 회절된 X-선의 방출을 위해 측면절개부의 상단으로부터 X-선의 입사방향과 나란하게 소정의 폭으로 개방되도록 형성되는 상면절개부를 구비하도록 형성되어, 상기 시료지지대에 놓이는 시료를 자체중량으로 누르는 덮개부재, 및
상기 상면절개부를 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 덮개부재의 외주면 양측에서 장착되며, 상기 덮개부재보다 반경 방향, 상방향 및 하방향으로 더 돌출하는 형태로 형성되는 한 쌍의 덮개보조부재를 포함하는 홀더덮개;
상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 어느 하나에 결합되는 조작용 핸들; 및
상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 다른 하나에 형성되는 수직관통공을 관통하는 형태로 배치되어 하단부를 통해 상기 홀더용기에 고정되며, 상기 홀더덮개의 상하방향 이동 및 회전이동을 가이드하는 가이드봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 제공한다.
그리고, 상기 조작용 핸들은 상단부에 직경이 확장된 도구 이탈방지용 헤드부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드봉은 상단부에 직경이 확장된 덮개 이탈방지용 헤드부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 홀더용기는 상기 한 쌍의 돌출부 아래에 상하방향으로 절개되는 형태로 형성되는 한 쌍의 가이드 슬롯을 구비하고, 상기 시료지지대는 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출하는 형태로 형성되어 상기 한 쌍의 가이드 슬롯 내에 구속되는 한 쌍의 구속돌기를 구비하여, 상기 시료지지대의 상한을 한정하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 홀더용기는 하단부 외주면에서 반경방향 외측으로 연장되되, 수직으로 관통하는 다수의 체결공을 구비하는 플렌지를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 적어도 상기 홀더용기의 외경보다 큰 내경을 갖는 통공을 구비하도록 형성되며, 상기 한 쌍의 덮개보조부재의 저면에 결합되어, 상기 한 쌍의 덮개보조부재를 서로를 연결하는 안전고리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 안전고리는 상기 한 쌍의 덮개보조부재의 저면에, 밑에서 위로 체결되어 각각의 헤드부가 하부로 노출되는, 하나의 덮개보조부재 당 하나 이상의 볼트를 통해 결합되되, 상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 상기 가이드봉이 관통하는 덮개보조부재에 체결되는 상기 볼트 중 적어도 하나는, 시료를 고정하기 위해 상기 홀더덮개가 상기 가이드봉을 중심으로 제1방향으로 회전하여 상기 시료지지대의 상부가 개방되는, 덮개개방위치에서 상기 헤드부와 상기 홀더용기의 돌출부 간의 형상적 간섭에 의해 상기 홀더덮개가 상기 가이드봉을 중심으로 제2방향으로 회전하여 상기 시료지지대 상부를 막게 되는 것을 방지할 수 있는 위치에 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안전고리는 상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 상기 가이드봉이 관통하는 덮개보조부재와 접촉하는 부분에서 하향의 경사를 갖는 가운데 외측으로 연장되어, 상기 홀더덮개가 덮개개방위치에서 상기 가이드봉을 중심으로 제1방향으로 더 회전하여 상기 시료지지대 상부를 막게 되는 것을 방지하는, 회전방지용 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 제공함으로써, 손으로 만질수 없는 고방사성의 원자력재료와 같이 시료를 고정하기 위하여 원격조종기(tele-manipulator) 나 집게(tong)를 사용해야만 하는 경우에도 안전하고 용이하게 시료 고정작업 및 제거작업을 수행할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 시료로부터 방출되는 방사선을 부분적으로 차폐하여 X-선 검출기의 바탕값을 낮추어줄 수 있음에 따라 더욱 신뢰도 높은 분석결과를 얻을 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개폐쇄위치에서 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개폐쇄위치에서 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개개방위치에서 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치는, 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 크게 홀더용기(10), 시료지지대(30), 홀더덮개(50), 조작용 핸들(70) 및 가이드봉(90)을 포함한 구성으로 이루어진다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 홀더용기(10)는 바닥이 막힌 중공원통형 으로 형성된다. 그리고, 홀더용기(10)는 서로 마주보는 위치의 상단부에서 소정의 원주길이만큼 소정의 높이로 절개되는 한 쌍의 절개부(11)(13)를 구비하고, 이 한 쌍의 절개부(11)(13)가 형성됨에 따라 한 쌍의 절개부(11)(13)의 사이사이에 위치하여 서로 마주보는 한 쌍의 돌출부(17)(19)를 또한 구비한다. 이와 같이 한 쌍의 절개부(11)(13)를 구비함에 따라, 시료 고정작업 및 제거작업시 집게(미도시)의 원활한 접근이 가능해진다. 또한 이와 같이 한 쌍의 돌출부(17)(19)를 구비함에 따라 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 시료 고정시 시료(1)의 상부표면의 높이가 일정하게 맞춰질 수 있게 된다.
또한, 홀더용기(10)는 하단부 외주면에서 반경방향 외측으로 연장되는 플렌지(5)를 구비한다. 이 플렌지(5)는, 볼트를 사용하여 x축, y축, z축 방향으로 움직일 수 있는 작업대인 이동 스테이지(미도시), 회전 스테이지(미도시) 등에 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 설치하기 위한 것으로서, 수직으로 관통하는 다수의 체결공(7)을 구비한다.
시료지지대(30)는 상면에 분석대상 시료(1)가 놓이게 되는 것으로서, 원판형으로 형성되어 홀더용기(10)에 구비되는 원통형의 내부공간에서 상하로 이동가능하게 배치된다. 그리고, 시료지지대(30)는 하부에 위치하게 되는 스프링부재(40)에 의해 상방으로 힘이 가해지는 상태로 지지된다. 또한, 시료지지대(30)는 안정적인 상하방향 이동을 위해 요구되는 정도, 즉 상하방향 이동 중 수평을 유지할 수 있는 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다 할 것이다.
한편, 이상의 홀더용기(10)는 한 쌍의 돌출부(17)(19) 아래에 상하방향으로 절개되는 형태로 형성되는 한 쌍의 가이드 슬롯(25)을 구비하며, 시료지지대(30)는 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출하는 형태로 형성되어 한 쌍의 가이드 슬롯(25) 내에 구속되는 한 쌍의 구속돌기(35)를 구비한다. 이와 같이 가이드 슬롯(25)에 구속되는 구속돌기(35)는 시료지지대(30)의 상한을 한정하는 역할을 수행한다. 따라서, 시료지지대(30)가 스프링부재(40)의 탄성에 의해 홀더용기(10)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다.
홀더덮개(50)는 덮개부재(55)와 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')를 포함한다.
덮개부재(55)는 시료지지대(30)에 놓이는 시료(1)를 자체중량으로 눌러 시료(1)의 상부표면이 홀더용기(10)의 돌출부(17)(19) 상단와 일치하는 높이에 맞추어질 수 있도록 하기 위해 고비중의 금속재료, 예를 들어 텅스텐, 납, 텅스텐을 포함하는 합금, 납을 포함하는 합금 등 고비중의 금속재료로 제작된다. 그리고, 덮개부재(55)는 적어도 홀더용기(10)의 외경보다 큰 내경을 갖는 상방이 막힌 대략 중공원통형으로 형성된다. 그러나, 덮개부재(55)는 X-선의 투사를 위해 외주면에 부분적으로 개방되도록 형성되는 측면절개부(57)를 구비하며, 시료(1)를 통과하는 과정에서 회절된 X-선의 방출을 위해 측면절개부(57)의 상단으로부터 X-선의 투사방향과 나란하게 소정의 폭으로 개방되도록 형성되는 상면절개부(63)를 구비한다. 여기서, 측면절개부(57)는 X-선 빔을 발생시키는 분석기기의 X-선 빔 콜리메이터(collimator: X-선 빔의 조사량을 조절하는 장치)(미도시)가 긴 경우에도, X-선 빔 콜리메이터를 홀더덮개(50)에 부딪히지 않고 시료 가까이 접근시킬 수 있도록 적어도 상면절개부(63) 보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')는, 상면절개부(63)를 사이에 두고 서로 마주보도록 덮개부재(55)의 외주면 양측에서 장착된다. 그리고, 덮개부재(55)보다 반경 방향, 상방향 및 하방향으로 더 돌출하는 형태로 형성된다. 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')가 상하방향으로 더 돌출하는 것은 덮개부재(55)를 위아래에서 움켜쥐듯이 결합되도록 하기 위한 것이며, 반경방향으로 더 돌출하는 것은, 시료(1)를 고정하기 위해 홀더덮개(50)가 전체적으로, 도4에 도시한 바와 같이, 덮개개방위치로 이동한 상황에서도 홀더덮개(50)가 바닥까지 내려가지 않고, 특히 이하에 상세히 설명하는 바와 같이 가이드봉(90)이 통과하는 측의 덮개보조부재(65')와 홀더용기(10)의 일측 돌출부(17) 간의 형상적인 간섭을 통해, 홀더용기(10)에 걸쳐지도록 하기 위한 것이다. 따라서, 가이드봉(90)이 통과하는 측의 덮개보조부재(65')는 덮개개방위치에서 시료지지대(30)의 상부를 막지 않도록 하는 범위 내에서 다른 하나의 덮개보조부재(65)보다 반경방향으로 더 연장되는 것이 바람직하다. 다만, 덮개보조부재(65)(65')는 장착시 덮개부재(55)의 하방으로 개방된 내부공간의 입구를 막지 않는 형상으로 형성되어, 홀더덮개(50)를 홀더용기(10) 상부에 올렸을 때, 홀더덮개(50)가 홀더용기(10)의 외주면에 가이드되는 가운데 덮개부재(55)의 상면 아랫측이 홀더용기(10)의 돌출부(17)(19)의 상면과 접촉할 때까지 하강하는 것을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65') 중 하나의 덮개보조부재(65)는 조작용 핸들(70)을 결합하기 위한 핸들고정구멍(67)을 구비하고, 다른 하나의 덮개보조부재(65')는 가이드봉(90)이 관통할 수 있는 수직관통공(69)을 구비한다. 즉, 조작용 핸들(70)은 핸들고정구멍(67)을 구비한 일측 덮개보조부재(65)에 나사결합과 같은 방식의 고정형태로 결합되거나 회전이 가능한 형태로 결합될 수 있을 것이다. 그리고, 가이드봉(90)은 수직관통공(69)을 구비하는 덮개보조부재(65')를 관통하는 형태로 배치되되, 하단부를 통해 나사결합 등의 방식으로 홀더용기(10)에, 즉 홀더용기(10)의 플렌지(5)에 고정된다.
이와 같은 조작용 핸들(70)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 홀더덮개(50)에서 상부로 돌출하는 형태로 장착되어 원격조작기나 집게를 통한 조작이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 집게로 잡았을 때 미끄러짐이 발생하여 집게가 조작용 핸들(70)을 놓치는 것을 방지하기 위해, 상단부에 직경이 확장된 도구 이탈방지용 헤드부(75)를 구비하는 것이 바람직하다. 다만, 이와 같은 형상구조 뿐만 아니라 조작의 편의를 위해 필요하다면 다른 형상구조로 형성되는 것도 가능하다 할 것이다.
또한, 이상과 같은 가이드봉(90)은 홀더덮개(50)의 상하방향 이동 및 회전이동을 가이드하기 위한 것으로서, 홀더덮개(50)가 이탈하는 것을 방지하기 위하여 상단부에 직경이 확장된 덮개 이탈방지용 헤드부(95)를 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 덮개 이탈방지용 헤드부(95)가 홀더덮개(50)의 상하이동의 상한을 한정하도록 하여, 집게 등을 사용하여 원격조작기나 집게로 홀더덮개(50)를 조작할 때, 홀더덮개(50)가 가이드봉(90)을 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치는 덮개부재(55)를 통한 간접적인 구조로 연결되는 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')를 구 조적으로 보강하기 위한 것으로서, 안전고리(110)를 더 포함할 수 있다.
안전고리(110)는 적어도 홀더용기(10)의 외경보다 큰 내경을 갖는 통공(113)을 구비하도록 형성되며, 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')의 저면과 접촉하는 상태로 결합되어, 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')를 서로를 연결한다. 따라서, 홀더덮개(50)를 전체적으로 보강하여, 구조적 안정성을 향상시키는 역할을 수행한다.
이와 같은 안전고리(110)는 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65')의 저면에, 밑에서 위로 체결되어 각각의 헤드부가 하부로 노출되는, 각 덮개보조부재(65)(65') 당 하나 이상의 볼트(115)를 통해 결합된다. 이때, 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65') 중 가이드봉(90)이 관통하는 덮개보조부재(65')에 체결되는 적어도 하나의 볼트(115')는, 시료(1)를 고정하기 위해 홀더덮개(50)가 가이드봉(90)을 중심으로 제1방향(도 3 및 도 4에서 반시계방향)으로 회전하여 시료지지대(30)의 상부가 개방되는, 덮개개방위치(도 4 참조)에서 볼트(115')의 헤드부와 홀더용기(10)의 돌출부(17) 간의 형상적 간섭에 의해 홀더덮개(50)가 가이드봉(90)을 중심으로 제2방향(도 3 및 도 4에서 시계방향)으로 회전하여 시료지지대(30) 상부를 막게 되는 것을 방지할 수 있는 위치에, 체결되는 것이 바람직하다. 즉, 시료(1)를 고정하는 작업을 수행할 때, 시료지지대(30) 상부의 공간에서 집게나 원격조작기와 홀더덮개(50)가 부딪히는 것을 방지하기 위한 안정적인 작업공간을 확보하고 유지할 수 있도록 한다.
나아가, 안전고리(110)는 한 쌍의 덮개보조부재(65)(65') 중 가이드봉(90)이 관통하는 덮개보조부재(65')와 접촉하는 부분에서 하향의 경사를 갖는 가운데 외측으로 연장되어, 홀더덮개(50)가 덮개개방위치에서 가이드봉(90)을 중심으로 제1방 향으로 더 회전하여 시료지지대(30) 상부를 막게 되는 것을 또한 방지하는, 회전방지용 연장부(125)를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 볼트(115')의 헤드부에 의한 일방향으로의 회전방지와 더불어, 회전방지용 연장부(125)에 의한 다른 일방향으로의 회전방지를 통해, 덮개개방위치에 놓인 상태의 홀더덮개(50)는 어느방향으로도 회전할 수 없는 상태로 유지될 수 있게 된다.
이하, 이상과 같은 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치의 작동방법을 설명한다.
시료의 고정을 위해, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같은, 덮개폐쇄위치에서, 도 4에 도시한 바와 같은, 덮개개방위치로 집게를 통한 조작에 의해 홀더덮개(50)가 이동하게 된다. 이와 같은 홀더덮개(50)의 이동은 조작용 핸들(70)을 집게로 잡은 상태에서 홀더덮개(50)를 가이드봉(90)을 따라 들어올린 후 가이드봉을 중심으로 반시계방향(제1방향)으로 소정의 각도 만큼 회전시킨 다음 홀더덮개(50)를 내려 놓는 방식으로 수행된다. 이때, 홀더덮개(50)는 일측 덮개보조부재(65')와 홀더용기(10)의 돌출부(17) 간의 상하이동방향에서의 형상적 간섭에 의해 바닥까지 떨어지지 않고 홀더용기(10) 상에 걸쳐지는 형태로 위치하게 된다.
이와 같은 덮개개방위치에서, 집게를 사용하여 시료(1)가 시료지지대(30) 상부에 올려지게 된다. 또한, 홀더덮개(50)는, 덮개개방위치에 있을 때, 상기한 바와 같이 안전고리(110) 하부로 돌출하는 볼트(115')의 헤드부와 홀더용기(10)의 돌출 부(17) 간의 회전이동방향에서의 형상적 간섭에 의해 시계방향(제2방향)으로의 회전이 차단되며, 안전고리(110)에 구비되는 회전방지용 연장부(125)와 홀더용기(10)의 돌출부(17) 간의 형상적 간섭에 의해 반시계방향(제1방향)으로의 회전이 또한 차단된다. 이와 같이, 홀더덮개(50)가 시료지지대(30)의 상부공간을 침범하는 것이 방지되는 상태로 유지됨에 따라, 시료지지대(30) 상에 시료(1)를 고정하거나 고정되어 있던 시료를 제거하는 작업이 충분한 작업공간을 확보한 상태에서 이루어질 수 있게 되는 것이다.
이어서, 홀더덮개(50)를 덮개개방위치에서 덮개폐쇄위치로 이동시킴으로써 시료(1)의 고정이 완료된다. 이와 같은 홀더덮개(50)의 역방향 이동은 조작용 핸들(70)을 집게로 잡은 상태에서 홀더덮개(50)를 가이드봉(90)을 따라 들어올린 후 가이드봉(90)을 중심으로 시계방향(제2방향)으로 회전시킨 다음 홀더덮개(50)를 홀더용기(10) 위에 내려 놓는 방식으로 수행된다. 이때, 홀더덮개(50)는 덮개부재(55)의 상면 아랫측이 홀더용기(10)의 돌출부 상면과 접촉할 때까지 홀더용기(10)의 외주면에 가이드되는 가운데 하강하게 된다. 또한, 홀더덮개(50)가 하강하는 과정에서, 덮개부재(55)는 시료(1)의 상부표면과 접촉한 상태에서 자체중량으로 시료를 하방으로 눌러 시료(1)의 상부표면과 홀더용기(10)의 돌출부(17)(19)의 상단과 동일한 높이로 맞추어지도록 한다.
이와 같이 시료가 고정된 상태에서, 도 3의 화살표(X) 방향으로 X-선을 조사하여 고방사성 시료의 X-선 회절분석을 수행하게 된다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 시료가 고정된 상태로 유지되어 X-선 회절분석이 이루어지는 덮개폐쇄위치에서의 시료 홀더장치에 관한 이해가 더욱 용이할 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 X-선 회절분석용 시료 홀더장치의 일 예를 도시한 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개폐쇄위치에서 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개폐쇄위치에서 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치를 덮개개방위치에서 도시한 사시도,
도 5는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 시료 5: 플렌지
7: 체결공 10: 홀더용기
11, 13: 절개부 17, 19: 돌출부
25: 가이드 슬롯 30: 시료지지대
35: 구속돌기 40: 스프링부재
50: 홀더덮개 55: 덮개부재
57: 측면절개부 63: 상면절개부
65, 65': 덮개보조부재 67: 핸들고정구멍
69: 수직관통공 70: 조작용 핸들
75: 도구 이탈방지용 헤드부 90: 가이드봉
95: 덮개 이탈방지용 헤드부 110: 안전고리
113: 통공 115, 115': 볼트
125: 회전방지용 연장부

Claims (12)

  1. 바닥이 막힌 중공원통형으로 형성되되, 서로 마주보는 위치의 상단부에서 원주길이만큼의 높이로 절개되는 한 쌍의 절개부 및 이 한 쌍의 절개부 사이사이에 위치하여 서로 마주보는 한 쌍의 돌출부를 구비하는 홀더용기;
    상기 홀더용기 내부공간에서 상하로 이동가능하게 배치되며, 하부에 위치하는 스프링부재에 의해 지지되고, 상면에 분석대상 시료가 놓이게 되는 시료지지대;
    고비중의 금속재료로 제작되며, 적어도 상기 홀더용기의 외경보다 큰 내경을 갖는 상방이 막힌 중공원통형으로 형성되되, X-선의 투사를 위해 외주면에 부분적으로 개방되도록 형성되는 측면절개부 및 시료에서 회절된 X-선의 방출을 위해 측면절개부의 상단으로부터 X-선의 입사방향과 나란하게 개방되도록 형성되는 상면절개부를 구비하도록 형성되어, 상기 시료지지대에 놓이는 시료를 자체중량으로 누르는 덮개부재, 및
    상기 상면절개부를 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 덮개부재의 외주면 양측에서 장착되며, 상기 덮개부재보다 반경 방향, 상방향 및 하방향으로 더 돌출하는 형태로 형성되는 한 쌍의 덮개보조부재를 포함하는 홀더덮개;
    상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 어느 하나에 결합되는 조작용 핸들; 및
    상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 다른 하나에 형성되는 수직관통공을 관통하도록 배치되어 하단부를 통해 상기 홀더용기에 고정되며, 상기 홀더덮개의 상하방향 이동 및 회전이동을 가이드하는 가이드봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조작용 핸들은 상단부에 직경이 확장된 도구 이탈방지용 헤드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드봉은 상단부에 직경이 확장된 덮개 이탈방지용 헤드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드봉은 상단부에 직경이 확장된 덮개 이탈방지용 헤드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더용기는 상기 한 쌍의 돌출부 아래에 상하방향으로 절개되어 형성되는 한 쌍의 가이드 슬롯을 구비하고,
    상기 시료지지대는 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출하도록 형성되어 상기 한 쌍의 가이드 슬롯 내에 구속되는 한 쌍의 구속돌기를 구비하여,
    상기 시료지지대의 상한을 한정하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 홀더용기는 하단부 외주면에서 반경방향 외측으로 연장되되, 수직으로 관통하는 다수의 체결공을 구비하는 플렌지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 홀더용기의 외경보다 큰 내경을 갖는 통공을 구비하도록 형성되며, 상기 한 쌍의 덮개보조부재의 저면에 결합되어, 상기 한 쌍의 덮개보조부재를 서로를 연결하는 안전고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 안전고리는 상기 한 쌍의 덮개보조부재의 저면에, 밑에서 위로 체결되어 각각의 헤드부가 하부로 노출되는, 하나의 덮개보조부재 당 하나 이상의 볼트를 통해 결합되되,
    상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 상기 가이드봉이 관통하는 덮개보조부재에 체결되는 상기 볼트 중 적어도 하나는, 시료를 고정하기 위해 상기 홀더덮개가 상기 가이드봉을 중심으로 제1방향으로 회전하여 상기 시료지지대의 상부가 개방되는, 덮개개방위치에서 상기 헤드부와 상기 홀더용기의 돌출부 간의 형상적 간섭에 의해 상기 홀더덮개가 상기 가이드봉을 중심으로 제2방향으로 회전하여 상기 시료지지대 상부를 막게 되는 것을 방지할 수 있는 위치에 체결되는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 안전고리는 상기 한 쌍의 덮개보조부재 중 상기 가이드봉이 관통하는 덮개보조부재와 접촉하는 부분에서 하향의 경사를 갖는 가운데 외측으로 연장되어, 상기 홀더덮개가 덮개개방위치에서 상기 가이드봉을 중심으로 제1방향으로 더 회전하여 상기 시료지지대 상부를 막게 되는 것을 방지하는, 회전방지용 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 홀더용기는 상기 한 쌍의 돌출부 아래에 상하방향으로 절개되도록 형성되는 한 쌍의 가이드 슬롯을 구비하고,
    상기 시료지지대는 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 형성되어 상기 한 쌍의 가이드 슬롯 내에 구속되는 한 쌍의 구속돌기를 구비하여,
    상기 시료지지대의 상한을 한정하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 홀더용기는 하단부 외주면에서 반경방향 외측으로 연장되되, 수직으로 관통하는 다수의 체결공을 구비하는 플렌지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
  12. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더용기는 하단부 외주면에서 반경방향 외측으로 연장되되, 수직으로 관통하는 다수의 체결공을 구비하는 플렌지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고방사성 시료의 X-선 회절분석용 시료 홀더장치.
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