KR101051148B1

KR101051148B1 - 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기

Info

Publication number: KR101051148B1
Application number: KR1020090098175A
Authority: KR
Inventors: 이철영; 하석호; 전국진; 김현문
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-07-22
Also published as: KR20110041131A

Abstract

본 발명은 공기의 유동이 자유로운 전리함(電離函)의 내부로 입사한 엑스선(X-rays)이 전리작용을 일으킨 결과로 생성되는 전리전류(ionization current)를 이용하여 방사선량을 측정하는 엑스선 측정기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 서로 길이가 다른 한 쌍의 전리함을 이용하여 각각의 전리전류를 직접 측정한 후 길이가 긴 전리함에서 생성된 전리전류로부터 길이가 짧은 전류함에서 생성된 전리전류를 빼주는 방법으로 엑스선의 방사선량을 간편하면서도 정확하게 절대측정할 수 있도록 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기에 관한 것이다.

전리함, 엑스선, 절대측정, 전리전류, 트레이, 얼라인, 고정

Description

한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기{X-ray measurement device using a pair of the ionization chambers}

본 발명은 서로 길이가 다른 한 쌍의 전리함에서 각각 생성된 다른 양의 전리전류를 연산하는 간단한 방법으로 정확한 엑스선의 방사선량을 절대측정하는 기술분야에 속하는 것이다.

일반적으로 자유공기전리함은 에너지 영역이 수백 keV 이하인 엑스선의 선량의 절대측정에 가장 널리 이용되는 측정기이다. 상기 자유공기전리함은 공기가 전리함 내부로 자유롭게 이동 가능함에서 유래한다.

이와 같은 자유공기전리함을 이용하여 엑스선을 절대측정하기 위해서는 하전입자평형 상태에서 공기의 단위부피 당 전리전류의 양을 측정하여야한다. 자유공기전리함으로 입사한 엑스선에 의해 생성된 전리전류는 곧 바로 하전입자평형 상태에 도달하지 못하며 일반적으로 엑스선에 의해 공기 중에서 생성되는 전자의 비정 거리만큼 떨어진 부분에서 평형상태에 도달하게 된다.

따라서, 엑스선에 의한 방사선량을 절대측정하기 위해서는 하전입자 평형이 이루어지지 못한 부분에서 생성된 전리전류를 전체 전리전류에서 빼 주어야만 정확 한 엑스선의 방사선량 측정이 가능하다.

본 발명은 서로 길이가 다른 한 쌍의 전리함을 이용하여 각각의 전리전류를 직접 측정하고, 길이가 긴 전리함의 측정값에서 길이가 짧은 전리함의 측정값을 빼주는 방식으로 엑스선의 방사선량을 절대측정할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 서로 길이 및 체적이 다른 한 쌍의 전리함을 구비하고, 베이스판의 상부에 설치된 전리함 트레이의 일측 상단에 전리함을 정확한 위치로 얼라인시키는 얼라인 장치를 설치하며, 상기 얼라인 장치의 타측에는 한 쌍의 전리함을 바꾸어가면서 얼라인 장치 쪽으로 유동 없이 고정시키는 전리함 고정장치를 이동가능하게 설치하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 베이스판의 전방에 수직지지판을 설치하고, 상기 수직지지판에는 엑스선을 전리함으로 정확하게 집중하여 조사하는 콜리메이터를 설치하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 전리함 트레이에 길이가 다른 한 쌍의 전리함을 신속 간편하게 바꾸어 고정설치 가능함으로써 각각의 전리함에서 직접 측정한 전리전류를 서로 연산하는 방법으로 엑스선의 선량을 간편하면서도 정확하게 절대측정할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 트레이에 설치된 얼라인 장치를 이용하여 전리함을 항상 정확한 기준위치로 얼라인할 수 있을 뿐만 아니라 얼라인 된 전리함을 위치 이동 가능한 전리함 고정장치를 이용하여 유동 없이 간편하게 고정함으로써 항상 정확하고 원활한 전리전류를 생성하여 절대측정치의 정확도를 개선하는 효과를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 서로 길이(L)가 달라 내부 체적이 상이한 한 쌍의 전리함(10)(10a)과; 베이스판(1)의 상부에 설치된 전리함 트레이(20)와; 상기 전리함 트레이(20)의 상부면에 설치되어 전리함(10)(10a)을 간편하게 얼라인하는 전리함 얼라인장치(30)와; 상기 전리함 얼라인장치(30)의 타측에 전리함 트레이(20)의 상부면을 따라 전후로 위치 이동가능하게 설치되어 다른 길이의 전리함(10)(10a)을 각각 유동 없이 가압 고정시키는 전리함 고정장치(40)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 다른 종류의 양을 각각 직접 측정으로 구하여, 그 결과로부터 계산에 의해 측정량의 값을 결정하는 절대측정 방식으로 엑스선의 선량을 정확하게 측정하기 위한 방안으로 도 3 및 도 5와 같이 길이(L)가 다른 한 쌍의 전리함(10)(10a)이 구비되며, 상기 전리함(10)(10a)은 서로 길이(L)가 다르므로 내부의 체적이 상이하다.

따라서, 상기 전리함(10)(10a)을 이용하여 각각의 전리전류를 직접 측정하고, 길이가 긴 전리함(10)에서 생성된 전리전류로부터 길이가 짧은 전리함(10a)에서 생성된 전리전류를 빼주는 방식으로 엑스선을 절대측정할 수 있게 된다.

이와 같은 전리함(10)(10a)은 서로 길이(L)가 다를 뿐 동일한 구조를 갖는 것으로, 사각체의 챔버(11)는 내부에 전후로 개방된 원통형 공동(11a)이 형성되고, 이 원통형 공동(11a)의 공기를 엑스선이 지나면서 전리작용을 일으키며, 상기 챔버(11)의 전, 후면부(12)(12a)에는 원통형 공동(11a)의 양단을 밀폐하도록 밀폐벽(13)이 부착되며, 상기 밀폐벽(13)에는 각각 엑스선이 입사되는 입사창(14)이 형성되되 입사창(14)에는 얇은 필름 막이 덧씌워지고, 상기 밀폐벽(13)을 관통하여 원통형 공동(11a)의 내부에는 전극봉(15)이 노출 설치됨으로써 전리전류를 측정할 수 있게 된다.

또한, 상기 밀폐벽(13)에는 내, 외부로 연결된 공기구멍(16)이 관통 형성됨으로써 원통형 공동(11a)은 대기압과 동일한 공기압을 유지하며, 상기 챔버(11)의 일측면에는 도 4와 같이 고전압 케이블의 접속단자가 끼워지는 소켓(17)이 설치되고, 상기 고전압 케이블의 다른 접속단자는 베이스판(1)에 설치된 고전압 연결구(2)에 접속됨으로써 고전압을 공급할 수 있게 된다.

따라서, 전리함(10)(10a)에 고전압을 걸면 엑스선이 전리작용을 일으키면서 생성되는 이온화된 기체를 전극봉(15)이 수집함으로써 전리전류를 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 전리함(10)(10a)은 항상 지정된 기준위치에 정확하게 유동 없이 고정시켜야만 정확한 선량의 측정이 가능함으로써 상기 전리함(10)(10a)을 전용으로 탑재하기 위한 전리함 트레이(20)가 구비되고, 이 전리함 트레이(20)는 베이스판(1)의 상부에 설치된다.

그리고 상기 전리함 트레이(20)의 상부면 전방에는 전리함(10)(10a)이 항상 일정한 기준위치에 위치하도록 전리함(10)(10a)을 간편하게 얼라인할 수 있는 전리함 얼라인장치(30)가 설치된다.

상기 전리함 얼라인장치(30)는 전리함 트레이(20)의 상부면 전방에 전리함(10)(10a) 전면부(12)의 하부 양측을 밀착상태로 얼라인하는 가로 얼라인판(31)이 양측으로 이격 설치되고, 상기 가로 얼라인판(31)의 측면에는 직교상태로 세로 얼라인판(32)이 부착되며, 이 세로 얼라인판(32)은 전리함(10)(10a)의 측면부(12b)를 밀착상태로 얼라인하는 역할을 수행한다.

따라서, 작업자는 전리함(10)(10a)을 전리함 트레이(20)에 올려놓은 상태에서 전리함(10)(10a)의 전면부(12) 및 측면부(12b)가 각각 가로 얼라인판(31) 및 세로 얼라인판(32)에 동시에 밀착되도록 밀어주는 간단한 방법으로 전리함(10)(10a)을 항상 정확한 기준위치로 정렬함으로써 선량 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.

상기 전리함(10)(10a)의 얼라인이 완료된 상태에서 전리함(10)(10a)은 유동 하지 않고 견고한 고정상태를 유지하여야만 정확한 엑스선의 측정이 가능함에 따라 본 발명은 전리함(10)(10a)을 가로 얼라인판(31)에 밀착상태로 유동 없이 가압 고정시키는 전리함 고정장치(40)가 구비된다.

이때 상기 전리함 고정장치(40)는 엑스선의 절대측정을 위해 길이(L)가 다른 한 쌍의 전리함(10)(10a)을 바꾸어가면서 고정하여야 함으로써 반드시 전리함 트레이(20)의 상부면을 따라 전후로 위치 이동가능하게 설치할 수 있어야 한다.

이를 위한 기술구성으로 상기 전리함 고정장치(40)는 전리함 트레이(20)의 상부면 양측에 각각 다수의 고정 나사홀(41)이 전후 방향으로 이격 설치되고, 이 고정 나사홀(41)에는 고정구(42)가 나사결합되되 상기 고정구(42)는 이동지지대(43)의 양측에 형성된 이동장홈(44)을 관통함으로써 이동지지대(43)를 선택적으로 전후 방향으로 위치 이동하여 고정할 수 있으며, 상기 이동지지대(43)는 상단 양측에 지지돌부(45)가 돌출 형성되고, 상기 지지돌부(45)에는 전리함(10)(10a)의 후면부(12a)를 밀착상태로 고정하는 압지구(46)가 설치된다.

여기에서 상기 압지구(46)는 지지돌부(45)에 완전한 고정상태로 설치하거나 또는 도 6과 같이 지지돌부(45)를 관통하여 나사결합 설치할 수 있으며, 나사결합 설치하는 경우 압지구(46)는 회전조작에 따라 전후로 미세하게 이동함으로써 전리함(10)(10a)의 후면부(12a)를 가압하여 고정함으로써 더욱 뛰어난 고정력을 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 베이스판(1)의 전방에 수직지지판(3)이 직립 설치되 고, 이 수직지지판(3)에는 엑스선을 전리함(10)(10a)으로 정확하게 집중하여 조사하는 역할을 수행하는 콜리메이터(50)가 추가로 설치된다.

이와 같은 콜리메이터(50)는 전리함 트레이(20)에 탑재된 전리함(10)(10a)의 입사창(14)과 동심축 선상으로 수직지지판(3)에 조사홀(51)이 형성되고, 상기 조사홀(51)의 외측에 하우징 홈(52)이 함몰 형성되며, 상기 하우징 홈(52)에는 링 하우징(53)이 내재된다.

그리고 상기 링 하우징(53)에는 제1 텅스텐링(54)이 수직지지판(3)의 전면에 밀착된 상태로 끼워지고, 상기 수직지지판(3)의 후면에는 제1 텅스텐링(54) 및 조사홀(51)과 동심축을 이루는 위치로 제2 텅스텐링(55)이 밀착된 상태에서 체결구(56)가 상기 제2 텅스텐링(55) 및 수직지지판(3)을 관통하여 제1 텅스텐링(54)에 나사 결합되며, 상기 링 하우징(53)의 외측에는 제1 텅스텐링(54)의 전면을 감싼 상태로 보호하는 링 지지캡(57)이 나사 결합됨으로써 제1 텅스텐링(54)이 이탈됨을 방지한다.

또한, 상기 제2 텅스텐링(55)의 내경은 제1 텅스텐링(54)의 내경보다 크게 형성됨으로써 엑스선을 원활하게 전리함(10)(10a)으로 집중하여 조사할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 한 쌍의 전리함(10)(10a)을 바꾸어 고정 설치한 후 각각의 전리전류를 측정함으로써 방사선의 선량을 간편하면서 정확하게 절대측정할 수 있음은 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 엑스선 측정기의 일부절결 종단면도

도 2는 본 발명 엑스선 측정기의 평면도

도 3은 본 발명의 길이가 긴 전리함의 종단면도

도 4는 본 발명 전리함의 전면부를 나타낸 일부절결 정면도

도 5는 본 발명의 길이가 짧은 전리함의 종단면도

도 6은 본 발명 전리함 고정장치 작동상태 종단면도

도 7은 본 발명 전리함 트레이의 사시도

도 8은 본 발명 콜리메이터의 분해상태 종단면도

도 9는 본 발명의 밀폐벽에 형성된 공기구멍의 확대단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

3: 수직지지판 10, 10a: 전리함

11: 챔버 11a: 원통형 공동

12: 전면부 13: 밀폐벽

14: 입사창 15: 전극봉

20: 전리함 트레이 30: 전리함 얼라인장치

31: 가로 얼라인판 32: 세로 얼라인판

40: 전리함 고정장치 41: 고정 나사홀

43: 이동지지대 46: 압지구

50: 콜리메이터 53: 링하우징

Claims

서로 길이(L)가 달라 내부 체적이 상이한 한 쌍의 전리함(10)(10a)과;

베이스판(1)의 상부에 설치된 전리함 트레이(20)와;

상기 전리함 트레이(20)의 상부면 전방에 전리함(10)(10a)의 전면부(12)를 밀착상태로 얼라인하는 가로 얼라인판(31)이 양측에 이격 설치되고, 상기 가로 얼라인판(31)의 측면에 직교상태로 전리함(10)(10a)의 측면부(12b)를 밀착상태로 얼라인하는 세로 얼라인판(32)이 설치된 전리함 얼라인장치(30)와;

상기 전리함 얼라인장치(30)의 타측에 전리함 트레이(20)의 상부면을 따라 전후로 위치 이동가능하게 설치되어 다른 길이의 전리함(10)(10a)을 각각 가로 얼라인판(31)에 유동 없이 가압 고정시키는 전리함 고정장치(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.
제 1항에 있어서,

전리함(10)(10a)은 내부에 전후로 개방된 원통형 공동(11a)이 형성된 사각체의 챔버(11)와, 상기 원통형 공동(11a)의 양단을 밀폐하도록 챔버(11)의 전, 후면부(12)(12a)에 부착된 밀폐벽(13)과, 상기 밀폐벽(13)에 형성된 입사창(14)과, 상기 밀폐벽(13)을 관통하여 원통형 공동(11a)의 내부로 노출 설치되어 전리전류를 측정하는 전극봉(15)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이 용한 엑스선 측정기.
제 2항에 있어서,

챔버(11)의 일측면에는 고전압 케이블의 접속단자가 끼워지는 소켓(17)이 설치되고, 상기 고전압 케이블의 다른 접속단자는 베이스판(1)에 설치된 고전압 연결구(2)에 접속되는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.
제 2항에 있어서,

밀폐벽(13)에는 내, 외부로 연결된 공기구멍(16)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.
제 1항에 있어서,

전리함 고정장치(40)는, 전리함 트레이(20)의 상부면 양측에 다수의 고정 나사홀(41)이 전후 방향으로 이격 설치되고, 상기 고정 나사홀(41)에는 이동지지대(43)에 형성된 이동장홈(44)을 관통하는 고정구(42)가 나사 결합되어 이동지지대(43)를 선택적으로 위치 이동하여 고정하며, 상기 이동지지대(43)의 상단 양측에 형성된 지지돌부(45)에는 전리함(10)(10a)의 후면부(12a)를 밀착상태로 고정하는 압지구(46)가 설치되는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.
제 5항에 있어서,

압지구(46)는 회전조작에 따라 전후로 미세이동하면서 전리함(10)(10a)의 후면부(12b)를 가압하여 고정하도록 지지돌부(45)를 관통하여 나사결합 설치된 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.
제 1항에 있어서,

베이스판(1)의 전방에는 수직지지판(3)이 직립 설치되고, 상기 수직지지판(3)에는 엑스선을 전리함(10)(10a)으로 정확하게 집중하여 조사하는 콜리메이터(50)가 추가로 설치되는 한편;

상기 콜리메이터(50)는 수직지지판(3)에 형성된 조사홀(51)의 외측에 하우징 홈(52)이 함몰 형성되고, 상기 하우징 홈(52)에 내재된 링 하우징(53)에는 제1 텅스텐링(54)이 수직지지판(3)의 전면에 밀착된 상태로 끼워지며, 상기 수직지지판(3)의 후면에는 제1 텅스텐링(54) 및 조사홀(51)과 동심축을 이루는 제2 텅스텐링(55)이 밀착된 상태에서 체결구(56)가 상기 제2 텅스텐링(55) 및 수직지지판(3)을 관통하여 제1 텅스텐링(54)에 나사 결합되는 한편, 상기 링 하우징(53)의 외측 에는 제1 텅스텐링(54)의 전면을 감싼 상태로 보호하는 링 지지캡(57)이 나사결합된 것을 특징으로 하는 한 쌍의 전리함을 이용한 엑스선 측정기.