KR101042033B1

KR101042033B1 - 다채널 표적 교체 장치

Info

Publication number: KR101042033B1
Application number: KR1020090050531A
Authority: KR
Inventors: 양태건; 박연수; 홍성석; 김유석; 이민용; 황원택
Original assignee: 재단법인 한국원자력의학원
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2011-06-16
Also published as: KR20100131772A

Abstract

본 발명에 따른 다채널 표적 교체 장치는, 프레임; 상기 프레임에 상대고정되며, 고에너지 이온빔의 진행경로와 나란하게 배치되며, 상기 이온빔으로부터 발생하는 방사선을 차단하도록 방사선을 차폐하는 소재로 형성되고, 상기 이온빔의 진행경로에 수직인 방향으로 출입공이 구비된 방사선 차폐 구조체; 상기 출입공과 대응될 수 있는 복수의 홀더 수용부를 구비하며, 상기 이온빔의 진행경로와 평행한 방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치된 홀더 수용 모듈; 상기 홀더 수용부에 각각 슬라이딩 가능하게 수용되며 표적을 지지하는 표적 홀더; 및 상기 출입공에 대응된 위치에 배치된 표적 홀더를 파지하여 상기 출입공을 관통하여 상기 이온빔이 상기 표적 홀더를 통과하도록, 상기 홀더 수용 모듈의 이동 방향과 수직인 방향으로 이동가능하게 상기 프레임에 설치된 로딩 모듈; 을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

다채널 표적 교체 장치{Multi-channel target exchange apparatus}

본 발명은 이온빔의 조사를 필요로 하는 복수의 표적을 조사실 내에서 자동 또는 수동으로 용이하게 교체할 수 있는 다채널 표적 교체 장치에 관한 것이다.

본 발명은 교육과학기술부의 원자력연구기반확충사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호: M2080200022808B020022810, 과제명: 사이클로트론 이용자 지원 및 활성화]

일반적으로 고에너지의 이온빔을 표적에 조사하여 그 표적의 변화를 분석할 필요가 있는 경우에는, 고에너지의 이온빔의 진행 경로 상에 표적을 배치하여야 한다. 일반적으로 표적(target)의 분석에 사용되는 고에너지의 이온빔의 에너지는 수 메가 전자볼트(MeV) 정도이다. 고에너지의 이온빔은 인체에 유해하므로 실험자는 이온빔이 조사되는 조사실(radiation room)로부터 격리되어 있어야 한다. 일반적으로 표적으로 사용되는 것은 생체조직, 식물, 반도체 등과 같이 다양하다. 또한, 표적에 이온빔을 조사하여 그 표적의 변화를 분석하게 위해서는 여러 개의 표적을 교체하면서 이온빔을 조사하게 된다. 일반적으로 이온빔 조사 실험은 이온빔에서 발생하는 방사선이 외부로 방사되는 것이 차폐되도록 방사선 조사실에서 행해진다.

종래에는 실험자가 조사실에 반복 출입하여 시료 교체 즉 표적을 교체하는 작업을 반복하여야 하였다. 이와 같이 작업자가 수작업으로 표적을 교체하는 경우에는 실험 시간이 길어지고 조사실에 반복하여 출입하는 실험자가 그 조사실에 잔류하는 과정에서 2차적인 방사선에 피폭될 수 있는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 긴 표적 수송용 트레이를 통하여 조사실로 표적을 수송하는 방법이 있다. 그러나, 긴 표적 수송용 트레이는 두꺼운 차폐공간을 통과해야 하는 문제점이 있다. 또한, 긴 표적 수송용 트레이는 빔 조사 지점에 표적을 정확하게 설치하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 실험자가 표적을 교체하기 위해 조사실에 반복하여 출입함으로써 실험자의 방사선 피폭과 실험 시간의 지연 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 가속기 빔 라인의 끝에 위치시켜 다수의 표적을 용이하게 교체할 수 있도록 된 표적 교체 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다채널 표적 교체 장치는, 프레임;

상기 프레임에 상대고정되며, 고에너지 이온빔의 진행경로와 나란하게 배치되며, 상기 이온빔으로부터 발생하는 방사선을 차단하도록 방사선을 차폐하는 소재로 형성되고, 상기 이온빔의 진행경로에 수직인 방향으로 출입공이 구비된 방사선 차폐 구조체;

상기 출입공과 대응될 수 있는 복수의 홀더 수용부를 구비하며, 상기 이온빔의 진행경로와 평행한 방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치된 홀더 수용 모듈;

상기 홀더 수용부에 각각 슬라이딩 가능하게 수용되며 표적을 지지하는 표적 홀더; 및

상기 출입공에 대응된 위치에 배치된 표적 홀더를 파지하여 상기 출입공을 관통하여 상기 이온빔이 상기 표적 홀더를 통과하도록, 상기 홀더 수용 모듈의 이동 방향과 수직인 방향으로 이동가능하게 상기 프레임에 설치된 로딩 모듈; 을 포 함한 점에 특징이 있다.

상기 표적 홀더는,

하우징;

상기 하우징을 가로지르도록 서로 이격되어 나란하게 배치되며 상기 하우징에 상대 고정된 한 쌍의 가이드;

상기 가이드를 따라 슬라이딩 가능하며, 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 받도록 설치된 한 쌍의 표적 지지부재;를 포함한 것이 바람직하다.

일단부는 상기 하우징에 지지되고, 타단부는 상기 표적 지지부재에 지지되는 탄성부재에 의해 상기 한 쌍의 표적 지지부재가 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 받는 것이 바람직하다.

상기 표적 지지부재는 표적을 고정하기 위한 고정홈부;를 구비한 것이 바람직하다.

상기 홀더 수용 모듈은,

상기 프레임에 대해 슬라이딩 가능하게 설치된 운반체; 및

상기 운반체에 상대 고정되며, 납으로 이루어진 복수의 차폐벽에 의해 서로 분할되어 형성된 복수의 홀더 수용부를 구비한 카트리지; 를 포함한 것이 바람직하다.

상기 카트리지는 알루미늄으로 이루어진 몸체; 를 포함한 것이 바람직하다.

상기 카트리지는,

상기 홀더 수용부에 수용된 표적 홀더가 상기 로딩 축 쪽으로 이탈되는 것을 방지하도록 걸림턱을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 로딩 모듈은,

상기 프레임에 상대 고정된 가이드 레일을 따라 슬라이딩 이동하도록 설치된 로딩 축;

상기 로딩 축의 단부에 형성되며 서로 이격된 위치에 배치된 돌출핀; 및

상기 돌출핀 사이에 배치되며, 상기 로딩 축에 상대 고정된 자석;을 포함하며,

상기 표적 홀더는,

상기 돌출핀에 대응하며 상기 돌출핀을 수용하는 결합홈; 및

상기 자석에 대응하며, 상기 자석의 자기력에 의해 그 자석과 상호 결합하는 보조 고정부;를 포함한 것이 바람직하다.

상기 로딩 모듈은 공압에 의해 그 이동이 제어되도록 된 것이 바람직하다.

상기 홀더 수용 모듈은 서보 모터에 의해 그 위치가 제어되는 것이 바람직하다.

상기 홀더 수용 모듈과, 상기 로딩 모듈의 이동을 컴퓨터로 제어하여 상기 표적 홀더를 교체할 수 있도록 된 것이 바람직하다.

본 발명은, 이온빔의 조사가 행해지는 조사실 내에 배치되어 다수의 표적을 용이하게 교체할 수 있도록 된 표적 교체 장치를 제공함으로써 실험자의 방사선 피폭을 예방하고 실험시간을 단축하는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 다채널 표적 교체 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치를 다른 방향에서 본 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치에 포함된 카트리지의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 다채널 표적 교체 장치에 포함된 표적 홀더의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략적인 단면도이다. 도 6은 카트리지와 표적 홀더의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치의 컴퓨터 제어화면을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다채널 표적 교체 장치(10)는 프레임(15)과, 방사선 차폐 구조체(20)와, 홀더 수용 모듈(30)과, 표적 홀더(50)와, 로딩 모듈(60)을 포함하고 있다.

상기 프레임(15)은 판상의 구조체이다. 상기 프레임(15)에는 후술하는 방사선 차폐 구조체(20), 홀더 수용 모듈(30), 로딩 모듈(60) 등의 구성요소가 설치된다.

상기 방사선 차폐 구조체(20)는 상기 프레임(15)에 상대고정되어 있다. 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 고에너지 이온빔의 진행경로와 나란하게 배치되어 있다. 더 구체적으로 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 고에너지 이온빔의 진행 경로와 평 행하며, 그 이온빔의 진행경로에서 측면으로 빗겨난 위치에 배치되어 있다. 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 이온빔으로부터 발생하는 방사선을 차단하도록 방사선을 차폐하는 소재로 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 납(Pb)으로 제조되었다. 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 후술하는 홀더 수용 모듈(30)에 수용된 표적에 이온빔에 조사되는 것을 방지하기 위해 설치된 것이다. 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 이온빔의 진행경로에 수직인 방향(Y)으로 출입공(22)이 구비되어 있다. 상기 출입공(22)은 상기 방사선 차폐 구조체(20)를 사이에 두고 이온빔이 조사되는 쪽과 반대쪽에 위치한 홀더 수용 모듈(30)에 수용된 표적 홀더(50) 중 어느 하나를 통과시켜 이온빔에 노출시키도록 하기 위한 통로이다. 따라서, 상기 출입공(22)의 크기는 후술하는 표적 홀더(50)가 통과할 수 있을 정도의 크기로 형성되어 있다.

상기 홀더 수용 모듈(30)은 상기 프레임(15)에 설치되어 있다. 상기 홀더 수용 모듈(30)은 상기 프레임(15)에 대해 이동이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 홀더 수용 모듈(30)은 이온빔의 진행경로와 평행한 방향(X)으로 이동이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 홀더 수용 모듈(30)은 상기 방사선 차폐 구조체(20)를 사이에 두고 이온빔이 조사되는 쪽의 반대쪽에 배치되어 있다. 상기 홀더 수용 모듈(30)은 운반체(32)와 카트리지(40)를 포함하고 있다. 상기 운반체(32)는 상기 프레임(15)에 대해 상대 이동이 가능하도록 배치되어 있다. 상기 운반체(32)는 상기 프레임(15)에 상대 고정된 가이드에 설치된 볼스크류(도면 부호 미표기)에 의해 직선왕복 운동을 한다. 볼스크류는 서보 모터(34)에 연결되어 그 서보 모터(34)의 회전운 동을 직선운동으로 변환하는 일반적인 기계 부품으로써 구체적인 구조는 공지된 것이므로 그에 대한 서술은 생략하기로 한다. 상기 서보 모터(34)는 후술하는 컴퓨터(70)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 홀더 수용 모듈(30)은 상기 서보 모터(34)에 의해 그 위치가 제어된다. 상기 홀더 수용 모듈(30)은 상기 프레임(15)에 위치감지 센서(미도시)를 설치하여 초기 위치와 최대 이동위치를 감지함으로써 초기 위치와 최대 이동위치 사이에서 이동할 수 있도록 할 수 있다.

상기 카트리지(40)는 몸체(42)와, 차폐벽(44)과, 홀더 수용부(46)와, 걸림턱(48)을 구비하고 있다. 상기 몸체(42)는 알루미늄 소재로 이루어져 있다. 상기 몸체(42)는 직육면체 형태이며, 상기 방사선 차폐 구조체(20)를 향하는 방향은 개방되어 있는 형태로 이루어져 있다. 상기 몸체(42)는 상기 운반체(32)에 상대고정되어 있다. 상기 차폐벽(44)은 상기 몸체(42)의 내부공간을 복수의 슬롯 형태의 공간으로 분할하도록 배치되어 있다. 상기 차폐벽(44)은 이온빔에 의해 발생하는 방사선을 차폐하도록 하기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서 상기 차폐벽(44)은 납 소재로 제조되었다. 상기 홀더 수용부(46)는 상기 차폐벽(44)과 상기 몸체(42)에 의해 형성된 공간이다. 상기 홀더 수용부(46)는 복수개 마련되어 있다. 본 실시예에서 상기 홀더 수용부(46)는 10개가 마련되어 있다. 상기 홀더 수용부(46)는 상기 출입공(22)과 대응될 수 있도록 형성되어 있다. 상기 홀더 수용부(46)에는 후술하는 표적 홀더(50)가 수용되어 있다. 상기 걸림턱(48)은 상기 홀더 수용부(46)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치되는 표적 홀더(50)의 이동을 제한하기 위해 마련된 것이다. 상기 걸림턱(48)은 상기 홀더 수용부(46)를 사이에 두고 상기 방사선 차폐 구조체(20)와 반대쪽에 배치되어 있다. 상기 걸림턱(48)은 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적 홀더(50)의 일단부가 걸려서 그 홀더 수용부(46)로부터 표적 홀더(50)가 이탈되지 않도록 하기 위해 마련된 것이다. 즉, 상기 걸림턱(48)은 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적 홀더(50)가 후술하는 로딩 축(64) 쪽으로 이탈되는 것을 방지하는 작용을 한다.

상기 표적 홀더(50)는 상기 홀더 수용부(46)에 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 상기 표적 홀더(50)는 후술하는 표적을 지지하는 구성요소이다. 상기 표적 홀더(50)는 하우징(52)과, 가이드(55)와, 표적 지지부재(57)와, 탄성부재(56)를 포함하고 있다.

상기 하우징(52)은 내부에 4각형의 구멍이 형성되어 있다. 상기 하우징(52)은 알루미늄 소재로 제조되었다. 상기 하우징(52)은 상기 홀더 수용부(46)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 상기 가이드(55)는 상기 하우징(52)을 가로지르도록 서로 이격되어 나란하게 배치되어 있다. 더 구체적으로 상기 가이드(55)는 상기 하우징(52)의 4각형 구멍을 상측에서 하측으로 가로지르도록 배치되어 있다. 상기 하우징(52)에는 결합홈(53)과, 보조 고정부(54)가 구비되어 있다. 상기 결합홈(53)은 후술하는 로딩 축(64)에 마련된 돌출핀(65)에 대응하며 그 돌출핀(65)을 수용하는 부위이다. 상기 결합홈(53)은 상하로 이격되도록 배치되며 2개가 마련되어 있다. 상기 결합홈(53)은 상기 하우징(52)의 측면에 오목하게 형성된 홈부이다. 상기 보조 고정부(54)는 후술하는 로딩 축(64)에 마련된 자석(66)에 대응하며, 그 자석(66)의 자기력에 의해 그 자석(66)과 상호 결합하도록 되어 있다. 상기 보조 고정부(54)는 후술하는 로딩 축(64)과 상기 표적 홀더(50)의 결합을 보다 견고하게 할 수 있도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 보조 고정부(54)는 자석에 잘 붙는 소재인 탄소강을 사용할 수 있다. 상기 보조 고정부(54)는 알루미늄으로 이루어진 상기 하우징(52)에 억지 끼워진 형태로 그 하우징(52)에 상대고정되어 있다. 상기 보조 고정부(54)는 상기 결합홈(53) 사이에 3개가 순차적으로 배치되어 있다.

상기 가이드(55)는 상기 하우징(52)에 상대 고정되어 있다. 상기 가이드(55)는 한 쌍이 마련되어 있으며, 서로 이격된 위치에 배치되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드(55)는 서로 평행하게 배치되어 있다. 상기 표적 지지부재(57)는 상기 가이드(55)를 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있다. 상기 표적 지지부재(57)는 한 쌍이 마련되어 있다. 상기 표적 지지부재(57)는 한 쌍이 서로 마주하도록 대칭적으로 배치되어 있다. 상기 표적 지지부재(57)들은 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 받도록 설치되어 있다. 상기 표적 지지부재(57)는 표적을 고정하기 위한 고정홈부(58)를 구비하고 있다. 상기 고정홈부(58)는 상기 표적 지지부재(57)에 오목하게 형성되어 있다. 상기 고정홈부(58)에는 1cm 내지 4cm의 표적이 지지될 수 있다. 만약 표적의 크기가 1cm 미만인 경우에는 상기 한 쌍의 표적 지지부재(57)를 서로 반대방향으로 마주하도록 설치하면 된다. 상기 탄성부재(56)는 일단부가 상기 하우징(52)에 지지되고, 타단부는 상기 표적 지지부재(57)에 지지되도록 설치되어 있다. 상기 탄성부재(56)는 상기 한 쌍의 표적 지지부재(57)가 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 가한다. 본 실시예에서 상기 탄성부재(56)로서 압축코일 스프링을 사용하였다. 상기 탄성부재(56)는 4개가 마련되어 있다.

상기 로딩 모듈(60)은 상기 출입공(22)에 대응된 위치에 배치된 표적 홀더(50)를 파지하여 상기 출입공(22)을 관통하여 이온빔이 상기 표적 홀더(50)를 통과하도록 하기 위한 구동부재이다. 상기 로딩 모듈(60)은 상기 홀더 수용 모듈(30)의 이동 방향과 수직인 방향으로 이동가능하게 배치되어 있다. 상기 로딩 모듈(60)은 상기 프레임(15)에 설치되어 있다. 더 구체적으로 상기 로딩 모듈(60)은 로딩 축(64)과, 돌출핀(65)과, 자석(66)을 포함하고 있다.

상기 로딩 축(64)은 상기 프레임(15)에 상대 고정된 가이드 레일(62)을 따라 슬라이딩 이동하도록 설치되어 있다. 상기 로딩 축(64)은 공압에 의해 왕복 이동되도록 구성되어 있다. 상기 로딩 축(64)을 공압에 의해 왕복이동 가능하도록 하는 구체적인 구성은 공지기술을 채용하여 구현할 수 있는 것이므로 상세한 서술은 생략하도록 한다. 또한, 상기 로딩 축(64)은 상기 컴퓨터(70)에 전기적으로 연결되어 그 컴퓨터(70)에 의해 왕복이동이 제어되도록 구성하였다. 상기 돌출핀(65)은 상기 로딩 축(64)의 단부에 형성되어 있다. 상기 돌출핀(65)은 상기 로딩 축(64)으로부터 돌출되어 있다. 상기 돌출핀(65)은 2개가 마련되어 있다. 상기 돌출핀(65)들은 서로 이격된 위치에 배치되어 있다. 즉, 상기 돌출핀(65)은 상기 결합홈(53)과 대응되는 위치에 배치되어 있다. 상기 돌출핀(65)은 상기 결합홈(53)과 결합됨으로써 상기 표적 홀더(50)의 위치를 이동시킬 수 있다. 상기 자석(66)은 상기 돌출핀(65)사이에 배치되어 있다. 상기 자석(66)은 상기 로딩 축(64)에 상대 고정되어 있다. 더 구체적으로 상기 자석(66)은 상기 로딩 축(64)에 삽입됨으로써 그 로딩 축(64)에 상대고정되어 있다. 상기 자석(66)은 상기 보조 고정부(54)와 자력에 의해 결합 함으로써 상기 로딩 축(64)과 상기 표적 홀더(50)를 견고하게 결합하도록 하는 작용을 한다.

상기 컴퓨터(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적 홀더(50) 중 특정한 표적 홀더(50)를 수동으로 지정하여 연속적으로 교체할 수 있도록 할 수 있다. 한편, 상기 컴퓨터(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적 홀더(50)를 순차적으로 교체할 수 있도록 자동모드로 구동할 수 있도록 상기 로딩 모듈(60)과 상기 홀더 수용 모듈(30)의 구동을 제어할 수 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 다채널 표적 교체 장치(10)의 작용을 그 다채널 표적 교체 장치(10)를 사용하여 다수의 표적을 교체하면서 그 표적에 이온빔을 조사하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

먼저, 도 1에 도시된 상기 다채널 표적 교체 장치(10)가 이온빔이 조사되는 장치가 설치되어 있으며 격리된 조사실에 설치되어 있다고 전제한다.

상기 카트리지(40)의 홀더 수용부(46)에는 10개의 표적 홀더(50)가 수용되어 있다. 상기 각 표적 홀더(50)에는 표적이 1개씩 고정되어 있다. 실험자는 조사실 밖에서 컴퓨터(70)로 이온빔을 조사할 표적을 선택적으로 지정할 수도 있으며, 순차적으로 교체하도록 제어할 수 있다. 지정됨 표적 홀더(50)가 이온빔에 노출되는 과정을 설명한다. 컴퓨터(70)에 의해 특정한 홀더 수용부(46)가 상기 출입공(22)에 대응하도록 상기 서보 모터(34)에 신호를 보낸다. 상기 서보 모터(34)는 초기위치로부터 지정된 홀더 수용부(46)가 상기 출입공(22)에 대응하도록 회전한다. 상기 서보 모터(34)의 회전운동은 볼스크류에 의해 직선운동으로 변환된다. 상기 운반체(32)는 볼스크류의 직선운동에 의해 이동을 한다. 상기 운반체(32)와 상대고정된 상기 카트리지(40)는 상기 운반체(32)와 일체로 이동한다. 상기 카트리지(40)의 특정 홀더 수용부(46)가 상기 출입공(22)에 일치하도록 이동된 후에 상기 카트리지(40)의 이동이 정지된다. 그러면 상기 로딩 축(64)에 신호가 가해진다. 상기 로딩 축(64)은 공압에 의해 상기 출입공(22)을 향하여 전진한다. 상기 로딩 축(64)의 단부에 마련된 상기 돌출핀(65)은 상기 결합홈(53)에 결합된다. 또한, 상기 자석(66)은 상기 보조 고정부(54)에 결합된다. 이제 상기 로딩 축(64)과 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 하나의 표적 홀더(50)가 상대 고정된다. 상기 로딩 축(64)은 계속 전진하여 상기 출입공(22) 밖으로 상기 표적 홀더(50)를 이동시킨다. 상기 출입공(22) 밖으로 이동된 표적 홀더(50)에 고정된 표적은 이온빔에 노출된다. 이때 상기 표적 홀더(50)와 이온빔의 발생장치 사이에는 그 이온빔이 특정한 면적에만 조사되도록 하기 위한 콜리메이터(collimator)가 설치되어 있다. 이온빔에 노출된 표적은 일정시간 즉 상기 컴퓨터(70)에 입력된 시간 동안 유지된다. 상기 로딩 축(64)은 다시 초기 위치로 후진한다. 이 과정에서 상기 출입공(22)을 통하여 다시 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적 홀더(50)는 상기 걸림턱(48)에 걸림으로써 상기 로딩 축(64)과 분리된다. 즉, 상기 로딩 축(64)에 마련된 상기 돌출핀(65)이 상기 결합홈(53)으로부터 분리되고, 상기 자석(66)은 상기 보조 고정부(54)로부터 분리된다. 그래서 표적 홀더(50)는 상기 홀더 수용부(46)에 수용되고, 상기 로딩 축(64)은 초기위치로 이동한다. 그리고, 상기 컴퓨터(70)의 신호에 의해 상기 카트 리지(40)는 다른 위치로 이동한다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 상기 다채널 표적 교체 장치(10)가 설치된 조사실에 실험자가 반복적으로 출입하지 않고 여러 개의 표적을 교체하면서 그 표적에 이온빔을 조사할 수 있게 된다. 상기 컴퓨터(70)에는 키보드나 마우스 등을 이용하여, 이온빔에 노출될 표적 홀더(50)와, 노출시간을 입력할 수 있다.

이와 같이 상기 다채널 표적 교체 장치(10)는 이온빔의 조사가 행해지는 조사실 내에 배치되어 다수의 표적을 용이하게 교체할 수 있도록 함으로써, 실험자의 방사선 피폭을 예방하고 실험시간을 단축하는 효과를 제공한다. 또한, 상기 방사선 차폐 구조체(20)는 상기 홀더 수용부(46)에 수용된 표적들이 이온빔에 예기치 않게 노출되는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 상기 차폐벽(44)은 상기 출입공(22)을 통하여 이온빔에 노출된 후에 회수된 표적이나 표적 홀더(50)로부터 발생되는 2차적인 방사선으로부터 다른 표적 홀더(50)에 지지된 표적이 피폭되는 것을 방지하는 작용을 한다. 또한, 상기 카트리지(40)의 몸체(42)와, 상기 표적 홀더(50)의 하우징(52)이 알루미늄 소재로 이루어진 것은 이온빔에 노출된 표적 홀더(50)에 입사된 방사선이 쉽게 방출되는 소재이기 때문이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 다채널 표적 교체 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치를 다른 방향에서 본 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치에 포함된 카트리지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 다채널 표적 교체 장치에 포함된 표적 홀더의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략적인 단면도이다.

도 6은 카트리지와 표적 홀더의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 1에 도시된 다채널 표적 교체 장치의 컴퓨터 제어화면을 보여주는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 다채널 표적 교체 장치

15 : 프레임 20 : 방사선 차폐 구조체

22 : 출입공 30 : 홀더 수용 모듈

32 : 운반체 34 : 서보 모터

40 : 카트리지 42 : 몸체

44 : 차폐벽 46 : 홀더 수용부

48 : 걸림턱 50 : 표적 홀더

52 : 하우징 53 : 결합홈

54 : 보조 고정부 55 : 가이드

56 : 탄성부재 57 : 표적 지지부재

58 : 고정홈부 60 : 로딩 모듈

62 : 가이드 레일 64 : 로딩 축

65 : 돌출핀 66 : 자석

70 : 컴퓨터 X : 이온빔의 진행경로와 평행한 방향

Y : 이온빔의 진행경로에 수직인 방향

Claims

프레임;

상기 프레임에 고정되며, 고에너지 이온빔의 진행경로와 나란하게 배치되며, 상기 이온빔으로부터 발생하는 방사선을 차단하도록 방사선을 차폐하는 소재로 형성되고, 상기 이온빔의 진행경로에 수직인 방향으로 출입공이 구비된 방사선 차폐 구조체;

복수의 홀더 수용부를 구비하며, 상기 이온빔의 진행경로와 평행한 방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치되고, 상기 홀더 수용부들 중 어느 하나가 상기 출입공과 대응되도록 배치된 홀더 수용 모듈;

상기 홀더 수용부에 각각 슬라이딩 가능하게 수용되며 표적을 지지하는 표적 홀더; 및

상기 출입공에 대응된 위치에 배치된 표적 홀더를 파지하여 상기 출입공을 관통하여 상기 이온빔이 상기 표적 홀더를 통과하도록, 상기 홀더 수용 모듈의 이동 방향과 수직인 방향으로 이동가능하게 상기 프레임에 설치된 로딩 모듈; 을 포함한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제1항에 있어서,

상기 표적 홀더는,

하우징;

상기 하우징을 가로지르도록 서로 이격되어 나란하게 배치되며 상기 하우징에 고정된 한 쌍의 가이드;

상기 가이드를 따라 슬라이딩 가능하며, 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 받도록 설치된 한 쌍의 표적 지지부재;를 포함한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제2항에 있어서,

일단부는 상기 하우징에 지지되고, 타단부는 상기 표적 지지부재에 지지되는 탄성부재에 의해 상기 한 쌍의 표적 지지부재가 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 받는 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제2항에 있어서,

상기 표적 지지부재는 표적을 고정하기 위한 고정홈부;를 구비한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제1항에 있어서,

상기 홀더 수용 모듈은,

상기 프레임에 대해 슬라이딩 가능하게 설치된 운반체; 및

상기 운반체에 고정되며, 납으로 이루어진 복수의 차폐벽에 의해 서로 분할되어 형성된 복수의 홀더 수용부를 구비한 카트리지; 를 포함한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제5항에 있어서,

상기 카트리지는 알루미늄으로 이루어진 몸체;를 포함한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제5항에 있어서,

상기 카트리지는,

상기 홀더 수용부에 수용된 표적 홀더가 상기 로딩 축 쪽으로 이탈되는 것을 방지하도록 걸림턱을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제1항에 있어서,

상기 로딩 모듈은,

상기 프레임에 고정된 가이드 레일을 따라 슬라이딩 이동하도록 설치된 로딩 축;

상기 로딩 축의 단부에 형성되며 서로 이격된 위치에 배치된 돌출핀; 및

상기 돌출핀 사이에 배치되며, 상기 로딩 축에 고정된 자석;을 포함하며,

상기 표적 홀더는,

상기 돌출핀에 대응하며 상기 돌출핀을 수용하는 결합홈; 및

상기 자석에 대응하며, 상기 자석의 자기력에 의해 그 자석과 상호 결합하는 보조 고정부;를 포함한 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 홀더 수용 모듈은 서보 모터에 의해 그 위치가 제어되는 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.
제1항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홀더 수용 모듈과, 상기 로딩 모듈의 이동을 컴퓨터로 제어하여 상기 표적 홀더를 교체할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 다채널 표적 교체 장치.