KR101055181B1 - 방사선원 고정식 방사선 조사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선량계(Radiation Dosimeter)에 방사선을 조사하면서 방사선량계의 교정작업을 시행할 수 있도록 하는 방사선 조사기의 기술분야에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 조사기본체의 정위치에 고정된 방사선원과 개폐식 차폐셔터로 구성됨으로써 구조가 매우 간단하면서도 정밀, 정확한 교정작업이 가능한 방사선원 고정식 방사선 조사기에 관한 것이다.

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Description

방사선원 고정식 방사선 조사기{Fixed source type irradiation system}

본 발명은 방사선량계(Radiation Dosimeter)의 정확한 성능과 신뢰성을 확보하기 위한 목적으로 상기 방사선량계의 교정(Calibration)을 시행하고자 할 때 방사선량계에 방사선을 조사하는 기술분야에 관한 것이다.

일반적으로 방사선은 산업, 연구, 교육, 의료 등의 분야에서 다양하게 이용되고 있으나, 인체에 극히 유해한 영향을 미칠 수 있으므로 상기 방사선을 이용하는 장소에서 근무하는 경우에는 포켓에 뺏지 형식의 방사선량계(이하, '선량계' 라고 함)를 착용하고 근무하거나 선량률을 정확히 측정하는 측정장치를 설치하여 방사선의 과피폭을 방지한다.

이러한 선량계는 인체 피폭의 척도인 방사선량을 기준치 이하로 유지할 수 있는 성능에 대한 정확도와 신뢰도가 보장되어야만 함으로써 상기 선량계는 원자력법에 따라 정기적인 주기로 교정(calibration)하도록 되어 있고, 선량계를 교정하기 위해서는 방사선을 선량계에 조사하기 위한 방사선 조사기가 필요하다.

이와 같은 방사선 조사기에서 선량계로 조사되는 방사선의 측정값을 기준값과 비교하여 테스트함으로써 선량계의 성능이 저하된 경우 이를 정확하게 보정하여 선량계의 성능에 대한 정확도와 신뢰도를 보장함으로써 방사선을 더욱 안전하게 사용할 수 있는 여건을 마련한다.

한편, 종래의 방사선 조사기는 방사선원이 이동할 수 있는 이동형의 구조로 이루어짐으로써 교정시에는 방사선원을 조사위치로 이동시켜 방사선을 조사하고, 교정작업이 완료되거나 정전, 응급상황시에는 상기 방사선원을 차폐위치로 이동시켜 방사선이 임의로 누출됨을 방지한다.

그러나 종래의 방사선 조사기를 이용하여 교정작업을 수행하는 경우, 방사선원의 위치이동에 수반된 오차가 항상 내재되어 있어 정밀하고 정확한 교정작업을 수행함에 있어 불가해한 개선점을 내포한다.

본 발명은 종래의 기술에 따른 방사선 조사기로부터 개선이 요구되는 개선점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 방사선원을 정위치에 견고하게 고정하여 방사선원의 이동에 수반한 반복오차가 제거된 정밀, 정확한 교정작업이 가능토록 함을 발명의 해결과제로 한다.

또한, 선원로더와 콜리메이터의 사이에는 차폐셔터를 설치하여 방사선의 누출을 원천적으로 방지하도록 하고, 교정시에는 상기 차폐셔터가 개방하면서 방사선원으로부터 방출되는 방사선을 이용하여 교정작업을 수행하도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 적극적으로 해결하기 위한 수단으로 조사기본체에 형성된 선원로더 장착홈에 선원로더를 정위치시키고, 상기 선원로더 전방에 셔터 이동로를 형성하며, 상기 셔터 이동로를 따라 이동 가능하게 차폐셔터를 끼움 설치하도록 하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 선원로더 장착홈에 끼움 장착되는 선원로더의 선단에 멈춤돌기를 형성하고, 상기 멈춤돌기를 로더 고정커버에 형성된 회전방지홈에 끼움 조립하여 상기 로더 고정커버와 선원로더 간의 체결작업시 선원로더의 회전을 방지할 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 차폐셔터 및 셔터 이동로를 구성하되 차폐셔터의 하측 외주연에 다수의 에어벤트를 형성하여 차폐셔터의 개폐시 진공발생을 억제하면서 원활한 작동성을 확보하도록 하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 선원로더는 조사기본체 내에 견고하게 고정되고 선원로더 내에 장착된 방사선원도 아울러 정위치에 고정됨으로써 교정을 반복하여 수행하는 경우에도 방사선원의 위치변화는 없게 된다. 따라서, 반복오차가 원천적으로 제거되어 정밀, 정확한 교정작업이 가능해지는 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 차폐셔터는 조사기본체에 장착된 선원로더의 전방에 배치되어 방사선의 누출을 원천적으로 봉쇄하여 안전성이 뛰어남은 물론 방사선 조사기의 전체적인 구조의 간소화 및 소형화를 이룩하는 효과를 제공한다.

더욱이 상기 차폐셔터의 하측 외주연에는 에어벤트가 형성됨으로써 차폐셔터의 개폐시 압축작용으로 인해 발생할 우려가 있는 진공현상을 완벽하게 차단하여 차폐셔터의 승하강 작동이 더욱 부드럽고 원활하게 이루어지는 효과를 제공한다.

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

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 선원로더 장착홈(13)의 전면에 셔터 이동로(15)가 형성되고, 상기 셔터 이동로(15)의 전방에 콜리메이터 장착홈(14)이 형성되며, 상기 선원로더 장착홈(13), 콜리메이터 장착홈(14) 및 셔터 이동로(15)를 제외한 내부공간에 차폐 물(16)이 채워진 조사기본체(10)와; 상기 셔터 이동로(15)에 삽입되어 이동하면서 방사선의 진행경로(18)를 개폐하는 차폐셔터(20)와; 상기 선원로더 장착홈(13)에 끼워지되 일측 선단에 선원홀더(33)가 결합된 선원로더(30)와; 상기 선원로더(30)의 선단에 일측의 연결판(41)이 체결부재(42)로 관통하여 일체로 결합되고, 타측 선단의 고정플랜지(44)가 조사기본체(10)의 측면에 부착되어 선원로더(30)의 이탈을 방지하는 로더 고정커버(40)와; 상기 콜리메이터 장착홈(14)에 끼움 장착되는 콜리메이터(60)와; 상기 셔터 이동로(15)의 하측에 끼움 장착되어 방사선의 누출을 방지하는 차폐캡(70)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

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

우선적으로 본 발명의 근간을 이루는 조사기본체(10)는 한 쌍의 전,후면판판(11)(11a) 사이에 원통 형상의 몸체부(12)가 일체로 형성된 것으로, 내부 후방에 형성된 선원로더 장착홈(13) 전면에 셔터 이동로(15)가 수직상으로 연통하여 형성되고, 상기 셔터 이동로(15)의 전방에 콜리메이터 장착홈(14)이 선원로더 장착홈(13)과 동일 축선상으로 형성되며, 상기 선원로더 장착홈(13), 콜리메이터 장착홈(14) 및 셔터 이동로(15)를 제외한 내부공간에는 방사선이 외부로 누출됨을 차단하는 차폐물(16)이 채워진다.

여기에서 상기 선원로더 장착홈(13), 콜리메이터 장착홈(14) 및 셔터 이동로(15)의 내주연에는 황동부싱(17)이 일체로 설치됨으로써 선원로더(30)나 콜리메이터(60)를 끼움 장착할 때 마찰저항을 감소함은 물론 차폐셔터(20)가 반복적으로 승하강 이동함에 따라 발생하는 마찰저항을 줄여주어 내구성을 가일층 향상한다.

그리고 상기 셔터 이동로(15)의 상단부 둘레면에는 차폐셔터 제어장치(1)를 전용으로 안착시키기 위한 제어장치 안착면(12a)이 편평하게 형성되고, 하부 양측에는 조사기본체(10)를 바닥면에 안정적으로 지지하는 한 쌍의 지지다리(12b)가 일체로 형성된다.

따라서, 상기 셔터 이동로(15)를 따라 차폐셔터(20)가 이동하면서 선원로더 장착홈(13)의 내측에 연장 설치된 진행경로(18)를 차단하면 방사선은 외부로 조사되지 않고, 다만 상기 차폐셔터(20)가 이동하면서 진행경로(18)를 개방하면 비로소 방사선은 진행경로(18) 및 콜리메이터(60)를 경유하여 외부로 조사될 수 있게 된다.

이와 같은 차폐셔터(20)는 내부에 차폐물(21)이 채워지고 상단에 돌출 형성된 결합단부(22)에는 차폐셔터(20)에 이동력을 제공하는 차폐셔터 제어장치(1)와 일체화 연결할 수 있도록 체결나사홀(23)이 형성된다.

이때 상기 차폐물(21)은 차폐성능이 더욱 향상될 수 있도록 2종류의 차폐물이 복합적으로 채워짐이 바람직한 것으로, 진행경로(18)와 중첩하면서 방사선을 직접적으로 차폐하는 하측 부위에는 차폐력이 뛰어난 텅스텐(W)이 채워지고, 상기 텅스텐(W)의 상측으로 일반적인 납(Pb)이 다단으로 채워질 수 있게 된다.

또한, 상기 차폐셔터(20)는 이동과정에서 방사선의 진행경로(18)와 연통된 셔터 이동로(15)를 통과할 때에는 별다른 문제점이 없으나 상기 진행경로(18)를 차단한 후 셔터 이동로(15)의 하측에 진입하는 순간 상기 차폐셔터(20)는 피스톤과 같은 압축작용을 하면서 내부에 진공을 생성하여 반발력을 유지함으로써 차폐셔터(20)의 하강 이동이 원활하지 못하는 문제점이 우려된다.

이러한 문제점을 적극 감안하여 본 발명은 도 7 및 도 8과 같이 상기 셔터 이동로(15)의 에어를 외부로 강제 도피시켜 진공현상을 방지할 수 있도록 차폐셔터(20)의 하측 외주연에 다수의 에어벤트(25)가 수직으로 형성된다.

따라서, 상기 차폐셔터(20)의 하강시 셔터 이동로(15)의 에어는 에어벤트(25)를 통해 원활하게 외부로 배출될 수 있으며, 특히 차폐셔터(20)는 셔터 이동로(15)의 최하측에 위치하더라도 원활한 에어배출이 가능하도록 상기 에어벤트(25)는 최소한 방사선의 진행경로(18)와 연통하는 높이로 형성된다.

상기 선원로더 장착홈(13)에 끼움 장착되는 선원로더(30)는 작은 규격의 방사선원을 조사기본체(10)의 내부에 신속하고 간단한 방법으로 설치하거나 교체할 수 있도록 하는 매개체의 역할을 수행하는 것으로, 내부에는 차폐물(31)이 채워지고, 일측 선단에 형성된 결합단부(32)에는 방사선원이 내장된 선원홀더(33)가 탈부착 가능하게 나사 결합됨으로써 상기 선원로더(30)를 선원로더 장착홈(13)에 장전하는 간단한 방법으로 작은 규격의 방사선원을 조사기본체(10)의 내부에 설치하거나 교체할 수 있는 편의성을 제공함은 물론 방사선이 외부로 누출됨을 방지하는 효과를 제공한다.

즉 방사선원의 특성상 검사자가 파지하기 곤란할 정도로 작은 규격임에도 상기 선원로더(30)에 방사선원을 결합시킨 후 상기 선원로더(30)를 로딩하는 간단한 방법으로 방사선원의 설치, 교환이 가능하다.

이러한 선원로더(30)는 선원로더 장착홈(13)에 장전된 상태에서 로더 고정커버(40)에 의해 유동 없는 고정상태를 유지한다.

상기 로더 고정커버(40)는 일측의 연결판(41)이 선원로더(30)의 선단에 밀착된 상태에서 체결부재(42)가 상기 연결판(41)에 형성된 체결통공(43)을 관통하여 선원로더(30)의 나사체결홀(35)에 나사 결합됨으로써 선원로더(30)와 일체화를 이루고, 상기 연결판(41)의 타측 선단에 형성된 고정플랜지(44)는 조사기본체(10)의 측면에 직접 부착되거나 또는 조사기본체(10)에 부착된 차폐플랜지(50)에 부착됨으로써 선원로더(30)가 외부로 이탈됨을 방지하며, 상기 고정플랜지(44)의 중앙에는 마감캡(45)이 부착됨으로써 체결부재(42)가 외부로 노출됨을 방지하여 외관상의 미려함을 더할 수 있게 된다.

여기에서 상기 차폐플랜지(50)는 중앙에 끼움공(52)이 형성되고 이 끼움공(52)의 외측에 차폐물(51)이 설치되는 것으로, 선원로더 장착홈(13)의 선단에 함몰 형성되는 플랜지홈(13a)에 끼움 상태로 조사기본체(10)의 측면에 부착되며, 상기 로더 고정커버(40)는 차폐플랜지(50)의 끼움공(52)을 관통하여 차폐플랜지(50)에 일체로 부착된다.

한편, 상기 선원로더(30)는 선원로더 장착홈(13)에 별도의 지지수단 없이 회전가능하게 끼워진 상태에 불과하므로 상기 체결부재(42)를 조여줄 때 함께 회전할 우려가 있어 조립작업에 어려움이 발생함을 적극적으로 해결하기 위한 기술구성이 추가로 접목된다.

이를 위해 로더 고정커버(40)의 선단에는 걸림면(46a)이 형성된 회전방지 홈(46)이 함몰 형성되고, 상기 선원로더(30)에는 회전방지홈(46)과 동일한 형상을 갖는 걸림면(36a)이 형성된 멈춤돌기(36)가 돌출 형성됨으로써 상기 멈춤돌기(36)는 회전방지홈(46)에 끼워져 상호 일체성을 유지하면서 회전 방지됨으로써 조립작업이 매우 수월한 효과를 제공한다.

이때 상기 회전방지홈(46)에는 연결판(41)의 외측면에 접하는 연결요홈(47)이 추가로 형성되고, 상기 연결요홈(47)에는 멈춤돌기(36)의 선단에 돌출 형성된 연결돌기(37)가 끼움 결합됨으로써 선원로더(30)와 로더 고정커버(40)는 더욱 견고한 결합력을 유지한다.

또한, 상기 콜리메이터 장착홈(14)에는 방사선을 소정 크기의 반경으로 집중하여 조사함으로써 방사선의 조사영역을 균일하게 유지함은 물론 방사선의 산란을 방지하는 역할을 수행하는 콜리메이터(60)가 끼움 장착된다.

이와 같은 콜리메이터(60)는 양단에 입, 출구(61)(61a)가 형성된 링 하우징(62)의 내부에 텅스텐링(63) 및 황동링(64)이 교대로 반복하여 연속적으로 끼움 설치되고, 상기 링 하우징(62)의 외주연에 형성된 고정플랜지(65)는 조사기본체(10)의 측면에 일체로 부착된다.

이때 상기 다수의 텅스텐링(63)은 전체적으로 레듀셔의 형상을 이루도록 출구(61a) 쪽으로 가면서 점진적으로 내경이 확장하도록 구성된다.

한편, 상기 셔터 이동로(15)의 하측에는 차폐셔터(20)의 이탈을 방지하는 동시에 외부로 방사선이 누출됨을 방지하기 위한 차폐캡(70)이 끼움 장착되는 것으로, 상기 차폐캡(70)은 내부에 차폐물(71)이 채워지고, 하단부에는 고정플랜지(72) 가 형성됨으로써 조사기본체(10)에 일체로 부착이 가능하다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명은 조사기본체(10)에 콜리메이터 장착홈(14)이 일체로 형성되고, 이 콜리메이터 장착홈(14)에 콜리메이터(60)가 장착되는 방법으로 실시되었지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 이들 구성요소들을 생략하더라도 무방하다.

즉 상기 콜리메이터(60)는 조사작업시 필수적으로 구비되어야만 하는 것은 아니며, 다만 조사기의 성능을 향상하기 위한 부가수단에 해당함으로써 이를 생략한 채 방사선 조사기를 구성할 수 있는 것으로, 상기 콜리메이터(60)를 생략하더라도 방사선원이 고정형으로 설치된 경우에는 결코 본 발명의 범주를 벗어날 수 없음은 자명한 것이다.

도 1은 본 발명의 방사선 조사기에 차폐셔터 제어장치가 안착된 상태의 일예시도

도 2는 본 발명의 차폐셔터 및 방사선 조사기의 분리사시도

도 3은 본 발명의 차폐셔터가 하강하여 방사선의 진행경로가 차단된 상태를 나타낸 방사선 조사기의 종단면도

도 4는 본 발명 조사기본체의 내부구조를 나타낸 종단면도

도 5는 본 발명 선원로더와 로더 고정커버의 분리사시도

도 6은 본 발명의 차폐셔터가 승강하여 방사선의 진행경로가 개방된 상태를 나타낸 방사선 조사기의 종단면도

도 7은 본 발명 차폐셔터의 사시도

도 8은 본 발명의 차폐셔터가 닫힌 상태의 종단면도

도 9는 본 발명 선원로더, 로더 고정커버 및 차폐플랜지의 조립상태 확대단면도

도 10은 본 발명 콜리메이터의 내부구조를 나타낸 종단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 차폐셔터 제어장치 10: 조사기본체

13: 선원로더 장착홈 14: 콜리메이터 장착홈

15: 셔터 이동로 16, 21, 31, 51, 71: 차폐물

18: 진행경로 20: 차폐셔터

25: 에어벤트 30: 선원로더

33: 선원홀더 36: 멈춤돌기

37: 연결돌기 40: 로더 고정커버

46: 회전방지홈 47: 연결요홈

50: 차폐플랜지 60: 콜리메이터

63: 텅스텐링 70: 차폐캡

Claims (10)

1. 선원로더 장착홈(13)의 전면에 셔터 이동로(15)가 형성되고, 내부공간에 차폐물(16)이 채워진 조사기본체(10)와;

   상기 셔터 이동로(15)에 삽입되어 이동하면서 방사선의 진행경로(18)를 개폐하는 차폐셔터(20)와;

   상기 선원로더 장착홈(13)에 끼워지되 일측 선단에 선원홀더(33)가 결합된 선원로더(30)와;

   상기 선원로더(30)의 선단에 일측의 연결판(41)이 체결부재(42)로 관통하여 일체로 결합되고, 타측 선단의 고정플랜지(44)가 조사기본체(10)의 측면에 부착되어 선원로더(30)의 이탈을 방지하는 로더 고정커버(40)와;

   상기 셔터 이동로(15)의 하측에 끼움 장착되어 방사선의 누출을 방지하는 차폐캡(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
2. 선원로더 장착홈(13)의 전면에 셔터 이동로(15)가 형성되고, 상기 셔터 이동로(15)의 전방에 콜리메이터 장착홈(14)이 형성되며, 상기 선원로더 장착홈(13), 콜리메이터 장착홈(14) 및 셔터 이동로(15)를 제외한 내부공간에 차폐물(16)이 채워진 조사기본체(10)와;

   상기 셔터 이동로(15)에 삽입되어 이동하면서 방사선의 진행경로(18)를 개폐 하는 차폐셔터(20)와;

   상기 선원로더 장착홈(13)에 끼워지되 일측 선단에 선원홀더(33)가 결합된 선원로더(30)와;

   상기 선원로더(30)의 선단에 일측의 연결판(41)이 체결부재(42)로 관통하여 일체로 결합되고, 타측 선단의 고정플랜지(44)가 조사기본체(10)의 측면에 부착되어 선원로더(30)의 이탈을 방지하는 로더 고정커버(40)와;

   상기 콜리메이터 장착홈(14)에 끼움 장착되는 콜리메이터(60)와;

   상기 셔터 이동로(15)의 하측에 끼움 장착되어 방사선의 누출을 방지하는 차폐캡(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   차폐셔터(20)는 이동시 셔터 이동로(15)의 에어를 외부로 도피시켜 진공현상을 방지하는 다수의 에어벤트(25)가 하측 외주연에 형성된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   차폐셔터(20)는 내부에 차폐물(21)이 채워지고, 상단에는 승하강 이동력을 제공하는 차폐셔터 제어장치(1)와 일체화 연결되는 체결나사홀(23)이 형성된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   로더 고정커버(40)의 선단에는 회전방지홈(46)이 함몰 형성되고, 상기 회전방지홈(46)에는 선원로더(30)의 선단에 회전방지홈(46)과 동일 형상으로 돌출 형성된 멈춤돌기(36)가 끼워져 선원로더(30)의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
6. 제 5항에 있어서,

   회전방지홈(46)에는 연결판(41)의 외측면과 접하는 연결요홈(47)이 형성되고, 상기 연결요홈(47)에는 멈춤돌기(36)의 선단에 형성된 연결돌기(37)가 끼움 연결된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   조사기본체(10)는 셔터 이동로(15)의 상단부 둘레면에 차폐셔터 제어장치(1)가 안착되는 제어장치 안착면(12a)이 추가로 형성되고, 하부 양측에는 지지다 리(12b)가 형성된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   선원로더 장착홈(13)의 선단에는 플랜지홈(13a)이 함몰 형성되고, 상기 플랜지홈(13a)에는 차폐플랜지(50)가 끼움 상태로 조사기본체(10)의 측면에 부착되며, 로더 고정커버(40)는 상기 차폐플랜지(50)에 형성된 끼움공(52)을 관통하여 차폐플랜지(50)에 일체로 부착되는 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
9. 제 2항에 있어서,

   콜리메이터(60)는 양단에 입, 출구(61)(61a)가 형성된 링 하우징(62)의 내부에 텅스텐링(63) 및 황동링(64)이 교대로 반복하여 연속적으로 끼움 설치되고, 상기 링 하우징(62)의 외주연에 형성된 고정플랜지(65)가 조사기본체(10)의 측면에 일체로 부착되며, 상기 텅스텐링(63)은 내경이 전체적으로 레듀셔의 형상을 이루도록 출구(61a) 쪽으로 가면서 점진적으로 내경이 확장된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.
10. 제 2항에 있어서,

    선원로더 장착홈(13), 콜리메이터 장착홈(14) 및 셔터 이동로(15)의 내주연에는 마찰저항을 감소하는 황동부싱(17)이 일체로 설치된 것을 특징으로 하는 방사선원 고정식 방사선 조사기.

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