KR101179653B1

KR101179653B1 - Ｉｒ-192 중성자 조사표적

Info

Publication number: KR101179653B1
Application number: KR1020110072530A
Authority: KR
Inventors: 홍순복; 박춘득; 손광재; 장경덕; 최선주
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-09-04

Abstract

본 발명은, 알루미늄 재질의 외부용기 내에 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전용기와 이 디스크 장전용기를 감싸는 지지용기를 수납하게 함으로써, 간단한 구성으로 Ir-192 방사선원을 생산할 수 있는 Ir-192 방사선용 표적용기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 외부용기와 이 외부용기에 수용되는 내부용기를 포함하는 Ir-192 중성자조사 표적용기에 있어서, 상기 내부용기는, 중공형 원통 구조로 형성되어 외주면에 적어도 하나 이상의 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전홈이 형성되는 디스크 장전용기; 및 상기 디스크 장전용기의 외경보다 큰 내경을 가지는 중공형 원통 구조로 형성되되, 내부에 상기 디스크 장전용기가 수납되어 상기 디스크 장전홈에 장전되는 상기 이리듐 디스크의 이탈을 방지하는 지지용기;를 포함하는 환형구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

Ｉｒ-192 중성자 조사표적{Ir-192 IRRADIATION TARGET}

본 발명은 Ir-192 방사선원용 표적 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이리듐 금속 디스크를 장전하는 장전용기와 지지용기로 구성되어, 균일한 중성자 조사와 조사후 안전하게 Ir-192 방사선원을 회수할 수 있는 Ir-192 중성자 조사표적에 관한 것이다.

일반적으로 방사성 동위원소는 방출되는 방사선에 대한 거부감이 있음에도 불구하고, 미량이면서도 강력한 투과력을 갖는 방사선을 방출하여 의학, 산업현장 비파괴검사 등 기타 분야에 광범위하게 이용되고 있고, 그 사용량은 매년 증가하고 있는 추세에 있다.

방사성 동위원소는 방사선 비파괴 검사, 방사성 동위원소 게이지, 산업용 방사성 추적자, 체내 투여 진단 및 치료, 체외 이용 진단, 체외 방사성 조사 치료, 방사선 멸균, 방사선 식품 조사, 방사선 유전 공학 연구 등 여러 가지 형태로 이용됨으로써 산업 기술 발전과 생산성 향상, 공해 방지, 산업 안전, 의료 기술 발전과 복지 구현, 식량 증산과 식품 보존, 기초 과학 발달 등 일일이 열거하기 힘든 만큼 매우 큰 기여를 하고 있다.

이러한 방사성 동위원소의 이용분야 중에서도 특히 의료용으로 사용되는 방사선 동위원소는 특히 인체에 적용한다는 점에서 취급 및 이용에 주의가 요구되고 있다.

최근에 고선량률을 이용한 원격치료체계에 바탕을 둔 근접방사선치료법이 임상에서 사용되고 있으며, 암치료에 그 사용이 두드러진 것을 볼 수 있다. 근접방사선치료방식은 방사선원을 내장한 방사선원 어셈블리를 치료장치에 장착한 후 암 조직 사이에 방사선원이 위치하도록 하여 치료하는 방법으로 종양 주위의 정상 조직의 손상을 최소화하면서 종양 부위에 다량의 방사선을 조사하여 치료효과를 높일 수 있어 점차적으로 시술범위가 넓어지고 있다.

이러한 치료장치에는 특히, 중성자 자기차폐효과 및 감마선 자기 흡수효과를 최소화시킴으로써 높은 비방사능을 가지면서도 방사선 에너지가 비교적 낮아 치료효과 및 취급 안전성이 우수한 Ir-192 방사선원이 내장되는 치료용 방사선원 어셈블리가 많이 사용되고 있다.

상기와 같은 방사선원을 생산하기 위하여, 대한민국 공개특허 제1998-076125호에 기재된 방사선원을 장전하는 캡슐(표적)이 사용되었다. 대한민국 공개특허 제1998-076125호에서는, 디스크형 방사선원을 표적홈이 형성된 표적지지대에 장전한 후 다수의 표적지지대를 캡슐에 넣고 밀봉한 후 원자로의 조사관에 넣어 중성자를 조사하였다. 그러나, 다수의 방사선원을 생산하기 위하여 다수의 표적지지대가 사용되어야 하기 때문에 부품수가 증가하게 되고, 또한 캡슐 내부에 삽입되는 표적지지대의 부피로 인하여 많은 양의 방사선원을 장전하는 데에는 한계가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와은 표적을 사용하였다. 이러한 표적(10)은 순수 알루미늄(AL1050) 재질로 형성된다. 이 표적(10)은 외부용기(11)와 이 외부용기(11)를 닫는 마개부재(12)를 포함한다. 또한, 이 외부용기(11)에는 케이스 하부에서 내측으로 수납홈(13)이 형성되어, 도 2에 나타낸 내부용기(100)가 수납된다.

이 내부용기(100)는 원통형으로 형성되어 외부 측면에 다수의 장전판(103)을 수납할 수 있는 카트리지(101)가 형성되어 있다. 또한, 이 장전판(103)에는 이리듐 금속 디스크를 장전할 수 있는 홈(102)이 형성된다.

따라서, 이리듐 디스크가 장전된 장전판(103)을 내부용기(100)의 카트리지(101)에 수납시킨 상태에서, 내부용기(100)를 외부용기(11)에 수납시킨 후 중성자를 조사함으로써, Ir-192 방사선원을 생산할 수 있다. 또한, 내부용기(100) 및 외부용기(11)는 순수 알루미늄(AL1050)으로 형성하여 중성자에 의한 방사화 효과를 최소화하도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 내부용기(100)의 구조가 복잡하여 가공시 고가의 가공비용이 발생하고, 특히, 중성자 조사 후 내부용기(100)의 카트리지(101)와 장전판(103)이 분리되지 않는 경우가 발생하여, 방사화된 이리듐 디스크를 회수할 수 없는 경우가 발생한다는 문제점이 있다. 이것으로 인한 경제적 손실 뿐만 아니라 고방사선 폐기물의 발생량을 증가시키는 원인이 되고 있다.

상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는, 알루미늄 재질의 외부용기 내에 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전용기와 이 디스크 장전용기를 감싸는 지지용기를 수납하게 함으로써, 간단한 구성으로 Ir-192 방사선원을 생산할 수 있는 Ir-192 방사선원용 표적용기의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 중성자 조사 후 외부용기로부터 이리듐 디스크가 장전된 장전용기만을 분리시킴으로써 방사화된 이리듐 디스크를 안전하게 회수할 수 있는 Ir-192 방사선원용 표적용기의 제공을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 외부용기, 상기 외부용기에 수용되는 내부용기 및 상기 외부용기를 밀폐하는 마개부재를 포함하는 Ir-192 중성자조사 표적용기에 있어서, 상기 내부용기는, 중공형 원통 구조로 형성되어 외주면에 적어도 하나 이상의 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전홈이 형성되는 디스크 장전용기; 및 상기 디스크 장전용기의 외경보다 큰 내경을 가지는 중공형 원통 구조로 형성되되, 내부에 상기 디스크 장전용기가 수납되어 상기 디스크 장전홈에 장전되는 상기 이리듐 디스크의 이탈을 방지하는 지지용기;를 포함하는 환형구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 Ir-192 중성자조사 표적용기는, 상기 디스크 장전홈이 상기 디스크 장전용기의 외주면에 수직 및 수평방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 Ir-192 중성자조사 표적용기는, 상기 디스크 장전용기 및 지지용기가 순수 알루미늄(AL1050) 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 Ir-192 방사선원용 표적용기는 알루미늄 재질의 외부용기 내에 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전용기와 이 장전용기를 감싸는 지지용기를 수납하게 하는 간단한 구성으로 Ir-192 방사선원을 생산할 수 있는 특징이 있다.

또한, 중성자 조사 후 외부용기로부터 이리듐 디스크가 장전된 디스크 장전용기만을 분리시킴으로써 방사화된 이리듐 디스크를 안전하게 회수할 수 있어 고방사선 폐기물의 발생량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 중성자 조사용 외부용기를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 외부용기의 단면도이다.
도 2는 종래의 이리듐 디스크를 장전하는 장전판 및 장전판이 수납되는 카트리지를 포함하는 내부용기를 나타내는 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 이리듐 디스크가 장전되는 원통형 디스크 장전용기를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 장전용기를 수납하는 원통형 지지용기를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 Ir-192 방사선원용 표적용기를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 디스크 장전용기(200) 및 지지용기(210)를 수납할 수 있는 외부용기(11)는 종래의 순수 알루미늄(AL1050) 재질의 표적용기(10)를 사용할 수 있다. 도 1을 참조하면, 표적용기(10)는 외부용기(11)의 내부에는 수납홈(13)이 형성되어, 수납홈(13)에 수납된 이리듐 디스크가 장전된 내부용기의 이탈을 방지하기 위하여 마개부재(12)로 외부용기(11)의 하부에 체결된다. 또한, 외부용기(11)와 체결된 마개부재(12)를 용접 등의 방법으로 수납홈(13)을 밀폐할 수 있다.

마개부재(12)에는 외부용기(11)의 수납홈(13)에 헬륨 등의 냉매기체를 주입한 후 외부로 배출되지 않도록 지름이 작은 홀 구조를 가지는 주입홀(14)이 형성되어 있다. 또한, 외부용기(11)의 상부에는 상측으로 연장된 돌기부(15)가 형성되고, 마개부재(12)의 외측 하단에는 끼움홈(16)이 형성되어, 이 외부용기(11)의 돌기부(15)를 다른 표적용기에 형성된 끼움홈에 일렬로 배치시켜 연결할 수 있도록 한다.

도 3a는 원통형 디스크 장전용기(200)를 나타내는 정면도이고, 도 3b는 화살표 A 방향에서 본 단면도이며, 도 3c는 화살표 B 방향에서 본 측면도이다. 또한, 도 4a는 디스크 장전용기(200)를 수납하는 원통형 지지용기(210)를 나타내는 정면도이고 도 4b는 화살표 B 방향에서 본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 Ir-192 방사선원용 표적용기를 나타내는 도면이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 디스크 장전용기(200)에는 중공형 원통 구조로 형성되어 다수의 이리듐 디스크(300)가 장전될 수 있는 디스크 장전홈(201)이 디스크 장전용기(200)의 반경 방향, 즉, 디스크 장전용기(200)의 외주면에 수직 및 수평방향으로 일정간격 이격되어 복수개 형성된다. 예를 들면, 이 디스크 장전용기(200)는 순수 알루미늄(AL1050) 재질로 형성되어 내경이 φ19.97, 외경이 φ29, 길이가 94㎜로 형성될 수 있다.

디스크 장전용기(200)에 형성된 디스크 장전홈(201)은, 직경이 φ3.3, 깊이가 0.4㎜로 형성되어 디스크 장전용기(200)의 외부에 440개의 이리듐 디스크(300)가 장전될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도시하지는 않았지만, 디스크 장전홈(201)에 장전되는 이리듐 디스크(300)는 직경이 φ2.7 ~ φ3.0, 두께는 0.25㎜로 형성된다.

지지용기(210)는, 순수 알루미늄(AL1050) 재질의 중공형 원통 구조로 형성되고, 디스크 장전용기(200)의 외경보다 크도록 내경이 φ29.1, 외경이 φ33.7, 그리고 길이가 94㎜로 형성될 수 있다. 따라서 이리듐 디스크(300)가 장전된 디스크 장전용기(200)를 지지용기(210)에 수납시킴으로써, 디스크 장전홈(201)에 장전된 이리듐 디스크(300)의 이탈을 방지할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 이리듐 디스크(300)를 디스크 장전용기(200)에 형성된 디스크 장전홈(201)에 장전시킨다. 이후, 이 디스크 장전용기(200)를 지지용기(210)에 수납하고, 디스크 장전용기(200)가 수납된 지지용기(210)를 외부용기(11)의 수납홈(13)에 수납시킨 후 마개부재(13)로 수납홈(13)을 밀폐한다.

따라서, Ir-192 방사선원용 표적용기(10)에 대한 중성자 조사 후, 외부용기(11)로부터 디스크 장전용기(200)를 감싸는 지지용기(210)를 분리한 다음, 지지용기(210)로부터 디스크 장전용기(200)만을 분리함으로써, 방사화된 이리듐 디스크를 용이하게 회수할 수 있다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

11 : 외부용기 12 : 마개부재
200 : 디스크 장전용기 201 : 디스크 장전홈
210 : 지지용기 300 : 이리듐 디스크

Claims

외부용기, 상기 외부용기에 수용되는 내부용기 및 상기 외부용기를 밀폐하는 마개부재를 포함하는 Ir-192 방사선용 표적용기에 있어서,
상기 내부용기는,
중공형 원통 구조로 형성되어 외주면에 적어도 하나 이상의 이리듐 디스크가 장전되는 디스크 장전홈이 형성되는 디스크 장전용기; 및
상기 디스크 장전용기의 외경보다 큰 내경을 가지는 중공형 원통 구조로 형성되되, 내부에 상기 디스크 장전용기가 수납되어 상기 디스크 장전홈에 장전되는 상기 이리듐 디스크의 이탈을 방지하는 지지용기;를 포함하는 환형구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 Ir-192 중성자조사 표적용기.
제 1 항에 있어서,
상기 디스크 장전홈은 상기 디스크 장전용기의 외주면에 수직 및 수평방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 Ir-192 중성자조사 표적용기.
제 1 항에 있어서,
상기 디스크 장전용기 및 지지용기는 순수 알루미늄(AL1050) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 Ir-192 중성자조사 표적용기.