KR101135127B1 - A wide range radiation detector system using secondary electron monitor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광대역 방사선 계측 장치는 기체를 수용할 수 있는 중공부를 갖는 전기 절연성의 하우징, 하우징의 전면 개구에 설치되며 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 도전성 재료로 된 입사창, 하우징의 후면 개구에 입사창과 평행하게 설치되며 도전성 재료로 된 애노드 전극, 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 진공 펌핑부, 및 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 동작 기체 공급부를 포함한다. 본 발명의 광대역 방사선 계측 장치는 챔버 압력을 조절함으로써 저 선량 대역과 고 선량 대역의 방사선을 모두 측정할 수 있는 효과가 있다. The broadband radiation measuring apparatus of the present invention has an electrically insulating housing having a hollow portion capable of accommodating gas, an entrance window made of a conductive material which is installed in a front opening of the housing and emits secondary electrons in response to radiation, and a rear opening of the housing. An anode electrode made of a conductive material and connected in parallel to the entrance window, a vacuum pumping part connected to the housing through a gas port provided with a shutoff valve, and a working gas supply part connected to the housing through a gas port provided with a shutoff valve Include. The broadband radiation measuring apparatus of the present invention has the effect of measuring the radiation of both the low dose band and the high dose band by adjusting the chamber pressure.

방사선, 계측, 이차방출, 이온챔버, 압력 Radiation, measurement, secondary emission, ion chamber, pressure

Description

이차전자 방출형 광대역 방사선 계측 장치{A wide range radiation detector system using secondary electron monitor}A wide range radiation detector system using secondary electron monitor

본 발명은 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 입사창을 구비한 광대역 방사선 계측 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a broadband radiation measuring apparatus having an incident window for emitting secondary electrons in response to radiation.

기존에 가장 많이 사용되고 있는 방사선 계측기 중의 하나는 이온챔버(Ionization chamber)이다. 이온챔버는 방사선이 챔버 내의 기체를 통과할 때 생성되는 모든 이온과 전자들이 인가된 전기장에 의하여 양단의 전극에 끌려가면서 생성되는 전류를 측정하는 장치이다. 이온챔버는 제작이 용이하고, 방사능 내성이 강하고, 상대적으로 저 선량 방사선을 측정할 수 있으며 이온화 평균에너지를 계산함으로써 정확한 캘리브레이션이 가능한 장점이 있다. 그러나 이온챔버는 이온-전자의 재결합효과 (recombination effect) 때문에 고 선량저 선량 환경에 사용하기에는 적합하지 않다. [Glenn F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement", John Wiley & Sons, Inc. 1999] 특히, 가속기에서 나오는 빔을 모니터링 할 경우 빔 전류가 높거나, 펄스 빔의 피크 전류가 높은 경우에는 측정이 불가능하다. One of the most commonly used radiometers is an ionization chamber. The ion chamber is a device that measures the current generated while all the ions and electrons generated when radiation passes through the gas in the chamber are attracted to the electrodes at both ends by an applied electric field. The ion chamber has advantages such as easy manufacturing, strong radiation resistance, relatively low dose radiation measurement, and accurate calibration by calculating ionization average energy. However, ion chambers are not suitable for use in high dose and low dose environments due to the recombination effect of ion-electrons. Glenn F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement", John Wiley & Sons, Inc. 1999] In particular, when monitoring the beam from the accelerator, it is impossible to measure when the beam current is high or the peak current of the pulse beam is high.

한편, 이차전자 방출형 계측기 (secondary electron monitor, SEM)는 전하를 띤 방사선이 금속 또는 금속산화막 표면을 통과할 때 이차전자를 방출하는 물질을 사용하여 이차전자를 검출함으로써 방사선량을 측정하는 것인데 고진공에서 작동하므로 이온챔버와 같은 재결합 효과가 없어 고 선량의 방사선 환경에 적합하다. 그러나 이차전자 방출형 계측기는 낮은 방사선량의 측정이 어렵고, 또한 캘리브레이션이 용이하지 않다는 문제점이 있다. Secondary electron monitors (SEMs), on the other hand, measure radiation dose by detecting secondary electrons using materials that emit secondary electrons when charged radiation passes through the metal or metal oxide film surface. It operates in the absence of recombination effects such as ion chambers, making it suitable for high dose radiation environments. However, the secondary electron emission meter has a problem that it is difficult to measure the low radiation dose, and the calibration is not easy.

현재까지는 방사선 계측기는 저 선량 용도와 고 선량 용도로써 각각 별개로 제작하여 사용하였으므로 각각의 계측기의 단점을 극복하는 것이 어려웠고 다양하게 변화되는 방사선 환경에서 사용 가능한 광대역 방사선 계측기가 필요하였다.Until now, radiometers have been manufactured separately for low-dose and high-dose applications, so it is difficult to overcome the shortcomings of each instrument, and broadband radiometers that can be used in a variety of changing radiation environments are needed.

본 발명에서는 이온챔버와 이차전자 방출형 계측기의 기본 특성을 모두 갖춘 챔버를 구비하고 챔버 압력을 조절함으로써 저 선량 대역과 고 선량 대역의 방사선을 모두 측정할 수 있는 광대역 방사선 계측 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a broadband radiation measuring apparatus having a chamber having both basic characteristics of an ion chamber and a secondary electron emission measuring instrument, and measuring both radiation of a low dose band and a high dose band by adjusting chamber pressure.

본 발명의 실시예에 따른 광대역 방사선 계측 장치는 기체를 수용할 수 있는 중공부를 갖는 전기 절연성의 하우징, 하우징의 전면 개구에 설치되며 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 도전성 재료로 된 입사창, 하우징의 후면 개구에 입사창과 평행하게 설치되며 도전성 재료로 된 애노드 전극, 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 진공 펌핑부, 및 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 동작 기체 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Broadband radiation measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is an electrically insulating housing having a hollow portion for accommodating gas, an entrance window made of a conductive material which is installed in the front opening of the housing and emits secondary electrons in response to radiation, the housing An anode electrode made of a conductive material in parallel to the incident window at a rear opening of the rear window, a vacuum pumping part connected through a gas port having a shutoff valve in the housing, and a gas port having a shutoff valve in the housing And a working gas supply.

본 발명의 하우징에는 내부 압력을 측정하는 압력 게이지가 부착된 것을 특징으로 할 수 있다.The housing of the present invention may be characterized in that a pressure gauge for measuring the internal pressure is attached.

본 발명의 기체 포트에는 하우징 중공부로부터 진공 펌핑부 또는 기체 공급부로 유로를 전환할 수 있는 3로 밸브가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.The gas port of the present invention may be characterized in that a three-way valve is provided that can switch the flow path from the housing hollow to the vacuum pumping portion or the gas supply portion.

본 발명의 입사창과 애노드 전극 간에는 고전압이 인가된 것을 특징으로 할 수 있다.A high voltage may be applied between the incident window and the anode electrode of the present invention.

본 발명의 애노드 전극은 서로 전열되어 2차원적으로 배열된 복수의 서브 전극으로 이루어지며 각 서브 전극의 전류 신호를 검출하는 전류 측정 소자 어셈블리가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.The anode electrode of the present invention may be composed of a plurality of sub-electrodes that are heat-transferred from each other and two-dimensionally arranged, and may include a current measuring device assembly that detects a current signal of each sub-electrode.

본 발명의 광대역 방사선 계측 장치는 챔버 압력을 조절함으로써 저 선량 대역과 고 선량 대역의 방사선을 모두 측정할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치에서는 synchrotron radiation에서 x-선속 측정이 가능하며, 펄스형 또는 고전류 양성자 가속기 또는 전자 가속기 빔라인에 대한 선속 측정이 가능하다. 또한 2차원적 복수 서브 전극으로 이루어진 애노드 전극을 이용하여 빔 프로파일 측정이 가능한 효과가 있다.The broadband radiation measuring apparatus of the present invention has the effect of measuring the radiation of both the low dose band and the high dose band by adjusting the chamber pressure. In the broadband radiation measuring apparatus according to the present invention, x-ray flux measurement is possible in synchrotron radiation, and flux measurement of a pulsed or high current proton accelerator or electron accelerator beamline is possible. In addition, the beam profile can be measured by using an anode electrode composed of a two-dimensional plurality of sub-electrodes.

이하에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치에 대한 구체적인 실시예가 설명된다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것이며, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수도 있다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공하는 것이고, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific embodiments of the broadband radiation measuring apparatus according to the present invention will be described in order to help understanding of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings attached to the present invention are for convenience of description, and their shape and relative scale may be exaggerated or omitted. The following examples are provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited by the examples.

펄스 빔이나 고 전류를 내는 가속기의 이용시설 및 다양한 레벨의 방사선 환경을 갖는 장소에서 사용하기 위해서는 저 선량 방사선 및 고 선량 방사선 환경에 서 모두 작동 가능하며, 또한 캘리브레이션이 용이하여야 한다. 본 발명에서는 이차전자 방출이 가능한 재료로 이온챔버를 구성하고, 챔버 내의 기체압력 조절을 가능케 함으로써 저 선량 대역과 고 선량 대역 모두에서 방사선 측정이 가능한 광대역 방사선 계측 장치를 구현할 수 있게 되었다. For use in pulsed beam or high current accelerator applications and in locations with varying levels of radiation environment, it must be possible to operate in both low and high dose radiation environments and to be easy to calibrate. In the present invention, the ion chamber is made of a material capable of emitting secondary electrons, and the gas pressure in the chamber can be controlled to implement a broadband radiation measuring apparatus capable of measuring radiation in both a low dose band and a high dose band.

도1은 본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치의 블럭도이다. 1 is a block diagram of a broadband radiation measuring apparatus according to the present invention.

본 발명의 광대역 방사선 계측 장치는 기체를 수용할 수 있는 중공부(110)를 갖는 전기 절연성의 하우징(100), 하우징(100)의 전면 개구에 설치되며 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 도전성 재료로 된 입사창(200), 하우징의 후면 개구에 입사창과 평행하게 설치되며 도전성 재료로 된 애노드 전극(300), 하우징(100)에 차단밸브(410)가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 진공 펌핑부(400), 하우징(100)에 차단밸브(510)가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 동작 기체 공급부(500)를 포함하여 구성된다. The broadband radiation measuring apparatus of the present invention is installed in an electrically insulating housing 100 having a hollow portion 110 capable of accommodating gas, and a front opening of the housing 100, and a conductive material emitting secondary electrons in response to radiation. Vacuum injecting window 200, which is installed in the rear opening of the housing in parallel with the incidence window and is connected via a gas port equipped with an anode electrode 300 made of a conductive material and a shutoff valve 410 in the housing 100 The unit 400 and the housing 100 include a working gas supply unit 500 connected through a gas port provided with a shutoff valve 510.

하우징(100), 입사창(200), 및 애노드 전극(300)이 결합되어 하우징의 중공부 내에 동작 기체를 수용하는 챔버를 형성한다. 진공 펌핑부는 통상 고진공 펌프(400)가 사용되며, 동작 기체 공급부(500)는 가스 실린더 또는 공기 여과기일 수 있다.The housing 100, the incident window 200, and the anode electrode 300 are combined to form a chamber for receiving a working gas in the hollow portion of the housing. The vacuum pumping unit is typically a high vacuum pump 400 is used, the working gas supply unit 500 may be a gas cylinder or air filter.

방사선 입사창(200)은 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 알루미늄이나 베릴륨 윈도우 또는 알루미나이즈드 마일러(aluminized miler) 등의 얇은 도체를 사용할 수 있다. 통상적인 두께는 1~2mm 정도이나, 알루미나이즈드 마일러의 경 우에는 진공시 강성을 유지하기 위하여 폴리이미드 층을 더 두껍게 형성할 수도 있다.The radiation incident window 200 may use a thin conductor such as aluminum or a beryllium window or an aluminized miler that emits secondary electrons in response to radiation. Typical thickness is about 1 to 2 mm, but in the case of aluminized mylar, a polyimide layer may be formed thicker to maintain rigidity in vacuum.

계측기 하우징(100)은 부도체인 테플론, 아크릴 등의 재료가 주로 사용되며, 원통형이나 사각 기둥형, 기타 다각 기둥형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 동작 기체 공급수단(500)에 의하여 공급되어 계측기 중공부(110)에 채워지는 동작 기체는 제논(Xenon), 크립톤(Krypton), 아르곤(Argon), 헬륨(Helium), 질소(Nitrogen) 등의 불활성 기체가 사용될 수 있고, 또한 청정한 공기가 사용될 수도 있다. 애노드 전극(300)은 알루미늄, 구리 등 기타 도전성 재료를 사용하고 이곳에 접지(ground)를 형성한다. 애노드 전극(300)의 외측은 절연물질로 코팅될 수도 있다.Meter housing 100 is mainly used in the non-conductor material such as Teflon, acrylic, and may have a variety of shapes, such as cylindrical, square columnar, other polygonal columnar. The working gas supplied by the working gas supply means 500 and filled in the instrument hollow 110 is inert such as Xenon, Krypton, Argon, Helium, Nitrogen, and the like. Gas may be used and clean air may also be used. The anode electrode 300 uses other conductive materials such as aluminum and copper and forms a ground therein. The outside of the anode electrode 300 may be coated with an insulating material.

또한 하우징(100)에는 내부 압력을 측정하는 압력 게이지(120)가 부착되어 중공부(110)의 압력을 측정하면서 진공 펌프(400) 또는 동작 기체 공급부(500)의 동작을 조정할 수 있다. 기체 포트에는 하우징 중공부(110)로부터 고진공 펌프(400) 또는 기체 실린더(500)로 유로를 전환할 수 있는 3로(3-way) 밸브(130)가 설치될 수 있다.In addition, the housing 100 has a pressure gauge 120 for measuring the internal pressure is attached to measure the pressure of the hollow portion 110 may adjust the operation of the vacuum pump 400 or the operating gas supply unit 500. The gas port may be provided with a 3-way valve 130 capable of switching a flow path from the housing hollow part 110 to the high vacuum pump 400 or the gas cylinder 500.

이온-전자 재결합 효과를 줄이기 위하여 챔버 내의 압력을 낮추거나 이차전자 방출 모드에서 장치를 동작하고자 할 때에는 3로 밸브(130)를 조작하여 챔버와 진공펌프(400)를 연통시키고, 저 선량 환경에서 챔버 내의 압력을 높이고자 할 때에는 3로 밸브(130)를 조절하여 챔버와 기체 실린더(500)를 연통시키게 된다. 압력 게이지(120)에 의하여 설정 압력에 도달되면 차단 밸브(410,510)를 닫아 챔버의 설정 압력을 유지한다.To reduce the ion-electron recombination effect or to operate the device in the secondary electron emission mode, operate the valve 130 in 3 to communicate the chamber with the vacuum pump 400, and in a low dose environment In order to increase the pressure therein, the valve 130 is adjusted to 3 to communicate the chamber with the gas cylinder 500. When the set pressure is reached by the pressure gauge 120, the shutoff valves 410 and 510 are closed to maintain the set pressure of the chamber.

입사창(200)과 애노드 전극(300) 간에는 고전압(600)이 인가되며, 애노드 전극(300)은 접지된다. 입사창(200)은 캐소드 전극으로서의 기능을 가지며, 캐소드 전극과 애노드 전극 간의 전류 신호를 계측함으로써 방사선량을 측정하게 된다. 물론 캐소드 전극과 애노드 전극 간에 저항을 배치하고 전압값의 변화를 측정하는 방식이 사용될 수도 있다. The high voltage 600 is applied between the incident window 200 and the anode electrode 300, and the anode electrode 300 is grounded. The incident window 200 has a function as a cathode electrode and measures the radiation dose by measuring a current signal between the cathode electrode and the anode electrode. Of course, a method of disposing a resistance between the cathode electrode and the anode electrode and measuring a change in voltage value may be used.

애노드 전극(300)은 서로 절연되어 2차원적으로 배열된 복수의 서브 전극으로 구성될 수 있으며, 각 서브 전극의 전류 신호를 검출함으로써 방사선 빔에 대한 2차원 선량 지도를 생성할 수 있다. 이 때 각 서브 전극은 도2에서 보는 바와 같이 전기 절연체의 기판 위에 배열될 수 있으며, 각각 이면으로 연결된 도선에 의하여 전류 측정 소자 어셈블리(320)로 연결된다. 전류 측정 소자 어셈블리(320)의 신호를 처리하여 방사선 빔에 대한 2차원 정보를 얻을 수 있다. The anode electrode 300 may be composed of a plurality of sub-electrodes insulated from each other and arranged in two dimensions, and may generate a two-dimensional dose map of the radiation beam by detecting a current signal of each sub-electrode. At this time, each sub-electrode may be arranged on the substrate of the electrical insulator, as shown in Figure 2, each connected to the current measuring element assembly 320 by a conductive wire connected to the back. The signal of the current measuring device assembly 320 may be processed to obtain two-dimensional information about the radiation beam.

본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치는 저 방사선 환경에서는 기체를 1기압 내지 10-2 토르(Torr) 범위로 채워서, 전하를 띤 방사선이나 x-선이 동작 기체를 지나갈 때 발생되는 전하를 수집하여 측정하는 이온챔버 모드로 작동하며, 고 선량 방사선 환경이나 펄스 빔모드의 경우에는 고진공 펌프(400)에 의하여 챔버 압력을 10-7 토르(Torr)까지 진공으로 만들어 이차전자 방출형 모드로 방사선을 측정한다. The broadband radiation measuring apparatus according to the present invention fills a gas in a range of 1 atm to 10 -2 Torr in a low radiation environment, and collects and measures charges generated when charged radiation or x-rays pass through the working gas. It operates in the ion chamber mode, and in the case of a high dose radiation environment or a pulse beam mode, the chamber pressure is vacuumed to 10 −7 Torr by the high vacuum pump 400 to measure radiation in the secondary electron emission mode. .

이차전자 방출형 계측기의 경우 통상 캘리브레이션이 어려우나, 1기압의 동작 기체를 넣고 수집된 이온챔버 신호를 이용하여 캘리브레이션을 수행할 수 있어, 이차전자 방출형 모드의 캘리브레이션 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. In the case of the secondary electron emission type measurement instrument, it is usually difficult to calibrate, but it is possible to perform the calibration using the collected ion chamber signal with a working gas of 1 atm, which has the advantage of solving the problem of calibration of the secondary electron emission mode.

도3은 본 발명에 따른 방사선 계측 장치의 두 측정 모드의 특성 곡선 그래프이다. 이온챔버는 전자회로 및 챔버구조에 따라 차이가 있고, 입자의 종류 및 에너지에 따라 차이가 있지만 대체적으로 105 p/sec부터 1011 p/sec 선량범위에서 유효한 측정이 가능하며(도3의 실선부 참조), 그 이상 범위에서는 이온-전자의 재결합효과로 인하여 측정 전류 포화 (saturation) 상태로 유효한 선량 측정이 불가능하다. 이차전자 방출형 계측기도 여러 영향 인자에 따라 다르지만 대체로 108 p/sec부터 1015 p/sec 선량 범위에서 유효한 측정이 가능하다.(도3의 점선부 참조) 따라서 이온챔버 모드와 이차전자 방출형 모드의 중첩영역은 대략 108 p/sec부터 1011 p/sec의 선량 범위이며, 이 범위에서 이차전자 방출형 모드의 캘리브레이션이 수행될 수 있다. 3 is a characteristic curve graph of two measurement modes of the radiation measuring apparatus according to the present invention. The ion chamber differs depending on the electronic circuit and the chamber structure, and varies depending on the type and energy of the particles, but can be effectively measured in the dose range of 10 5 p / sec to 10 11 p / sec (solid line in FIG. 3). In the above range, effective dosimetry is not possible due to ion-electron recombination due to the measurement current saturation. Secondary electron emission measuring instruments also vary depending on various influence factors, but can be used to measure effective doses in the range of 10 8 p / sec to 10 15 p / sec (see dotted line in Fig. 3). The overlapping region of the modes ranges from a dose of approximately 10 8 p / sec to 10 11 p / sec, in which the calibration of the secondary electron emission mode can be performed.

이온챔버 모드에서 진공펌프(400)를 동작시키면 진공도에 비례해서 유효 측정 범위가 다소 증가되나, 압력이 약 1 X 10-2 torr 이하가 되면 이온챔버에 의한 측정 전류 신호는 점차 소멸하게 되고, 이차전자 방출에 의한 전류 신호만 계측된다.When the vacuum pump 400 is operated in the ion chamber mode, the effective measuring range is slightly increased in proportion to the degree of vacuum. However, when the pressure is about 1 × 10 −2 torr or less, the measured current signal by the ion chamber gradually disappears. Only current signals due to electron emission are measured.

본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치에서는 상기와 같은 현상을 이용하여 고 선속 및 저 선속의 양 모드 선량 측정을 위한 기체 압력 변화 수단을 이용하여 synchrotron radiation에서 x-선속 측정이 가능하며, 펄스형 또는 고전류 양성 자 가속기 또는 전자 가속기 빔라인에 대한 선속 측정이 가능하다. 또한 2차원적 복수 서브 전극으로 이루어진 애노드 전극을 이용하여 빔 프로파일 측정이 가능한 효과가 있다.In the broadband radiation measuring apparatus according to the present invention, the X-ray flux can be measured in synchrotron radiation by means of gas pressure change means for measuring both modes of high speed and low speed using the above-described phenomenon, and the pulse type or the high current. It is possible to measure the flux on the beam line of the proton accelerator or electron accelerator. In addition, the beam profile can be measured by using an anode electrode composed of a two-dimensional plurality of sub-electrodes.

본 발명의 기본적인 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 앞에서 개시된 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환도 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.Various modifications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention. Accordingly, all the embodiments disclosed above should be interpreted as illustrative and not restrictive. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined according to the appended claims rather than the above-described embodiment. Substitution of equivalents of the appended claims is within the scope of the claims.

도1은 본 발명에 따른 광대역 방사선 계측 장치의 블럭도이다. 1 is a block diagram of a broadband radiation measuring apparatus according to the present invention.

도2는 본 발명에 따른 2차원적 복수 서브 전극으로 이루어진 애노드 전극의 예이다.2 is an example of an anode electrode composed of a two-dimensional plurality of sub-electrodes according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 방사선 계측 장치의 두 측정 모드의 특성 곡선 그래프이다. 3 is a characteristic curve graph of two measurement modes of the radiation measuring apparatus according to the present invention.

Claims (5)

기체를 수용할 수 있는 중공부를 갖는 전기 절연성의 하우징; An electrically insulating housing having a hollow portion capable of containing gas; 하우징의 전면 개구에 설치되며 방사선에 반응하여 이차전자를 방출하는 도전성 재료로 된 입사창;An entrance window made of a conductive material installed in the front opening of the housing and emitting secondary electrons in response to radiation; 하우징의 후면 개구에 입사창과 평행하게 설치되며 도전성 재료로 된 애노드 전극;An anode electrode made of a conductive material and installed in the rear opening of the housing in parallel with the incident window; 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 진공 펌핑부; 및 A vacuum pumping part connected to the housing through a gas port having a shutoff valve; And 상기 하우징에 차단밸브가 구비된 기체 포트를 통하여 연결되는 동작 기체 공급부Operation gas supply unit connected through the gas port is provided with a shutoff valve in the housing 를 포함하고,Including, 상기 입사창과 상기 애노드 전극 간에는 고전압이 인가되며,A high voltage is applied between the incident window and the anode electrode. 상기 하우징, 상기 입사창, 및 상기 애노드 전극을 통해 이온챔버가 구성되어, 상기 입사창과 상기 애노드 전극층 간의 전류 신호 계측을 통해 저 선량의 방사선을 측정하고,An ion chamber is configured through the housing, the incident window, and the anode electrode to measure a low dose of radiation through a current signal measurement between the incident window and the anode electrode layer, 상기 저 선량 방사선보다 선량이 높은 고 선량 방사선 환경에서는 상기 이온챔버와 상기 진공 펌핑부의 연통을 통해 이차전자 방출 모드를 형성하고, 상기 입사창으로부터 방출되는 이차전자를 검출하여 고 선량의 방사선을 측정하는 광대역 방사선 계측 장치.In a high dose radiation environment where the dose is higher than the low dose radiation, a secondary electron emission mode is formed through communication between the ion chamber and the vacuum pumping unit, and secondary electrons emitted from the incident window are detected to measure high dose radiation. Broadband Radiation Instrument. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하우징에는 내부 압력을 측정하는 압력 게이지가 부착된 광대역 방사선 계측 장치.And a pressure gauge for measuring the internal pressure in the housing. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기체 포트에는 하우징 중공부로부터 진공 펌핑부 또는 기체 공급부로 유로를 전환할 수 있는 3로 밸브가 설치된 광대역 방사선 계측 장치.And a three-way valve installed at the gas port for switching a flow path from the housing hollow to the vacuum pumping part or the gas supply part. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 애노드 전극은 서로 전열되어 2차원적으로 배열된 복수의 서브 전극으로 이루어지며 각 서브 전극의 전류 신호를 검출하는 전류 측정 소자 어셈블리가 포함된 광대역 방사선 계측 장치.The anode electrode is a broadband radiation measuring device comprising a current measuring element assembly consisting of a plurality of sub-electrodes are arranged two-dimensionally heat-transferred from each other and detects the current signal of each sub-electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06283132A (en) * 1991-12-26 1994-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> X-ray counter tube
JP2001281340A (en) 2000-03-29 2001-10-10 Mitsubishi Electric Corp Radiation detector
JP2002033071A (en) 2000-07-14 2002-01-31 Mitsubishi Electric Corp Ionization chamber detector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06283132A (en) * 1991-12-26 1994-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> X-ray counter tube
JP2001281340A (en) 2000-03-29 2001-10-10 Mitsubishi Electric Corp Radiation detector
JP2002033071A (en) 2000-07-14 2002-01-31 Mitsubishi Electric Corp Ionization chamber detector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190072908A (en) * 2017-12-18 2019-06-26 한국원자력연구원 Method and apparatus for measuring area dose using pulse electrode
KR102008399B1 (en) * 2017-12-18 2019-08-08 한국원자력연구원 Method and apparatus for measuring area dose using pulse electrode

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