KR101311787B1 - Apparatus and method for detecting material using radio active rays - Google Patents
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Abstract
방사선을 이용한 물질 탐지 장치, 및 방법이 개시된다. 방사선을 이용한 물질 탐지 장치는 중성자 조사부, 제 1 및 2 방사선 검출부, 및 물질 위치 산출부를 포함한다. 중성자 조사부는 미리 설정된 방향으로 중성자를 조사하고 제 1 방사선 검출부는 중성자 조사에 의해 방출된 방사선을 검출하고, 제 2 방사선 검출부는 제 1 검출부에서 산란된 방사선을 검출하며, 물질 위치 산출부는 제 1 및 2 방사선 검출부에서 검출된 방사선의 에너지와 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치를 산출한다. 중성자를 조사한 후 중성자와 특정 물질과의 반응에서 발생하는 방사선을 검출하여 탐지 물질의 위치를 산출하기 때문에, 광범위한 영역에 매설되거나 은닉되어 위치를 파악할 수 없는 물품들에 대해서도 신속하고 용이하게 탐지할 수 있게 된다.Disclosed are a substance detection apparatus and method using radiation. The substance detection apparatus using radiation includes a neutron irradiator, first and second radiation detectors, and a substance position calculator. The neutron irradiation unit irradiates the neutrons in a predetermined direction, the first radiation detection unit detects the radiation emitted by the neutron irradiation, the second radiation detection unit detects the radiation scattered by the first detection unit, the material position calculating unit the first and the 2 The position of the detection substance is calculated by using the energy and the position of the radiation detected by the radiation detection unit. Since the neutrons are irradiated and the radiation generated from the reaction between the neutrons and the specific substance is detected to calculate the position of the detection substance, it is possible to quickly and easily detect the items which are buried or hidden in a wide area and cannot be located. Will be.
Description
본 발명은 탐지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위험물이나 금지물 등의 위치를 탐지하기 위한 물질 탐지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a detection device, and more particularly to a substance detection device for detecting the location of dangerous goods or prohibited goods.
전쟁을 치른 많은 나라들에서는 전쟁 중 지하에 매설된 폭발물로 인해 전쟁 이후 상당 기간 동안 어려움을 겪고 있다. 이와 같은 폭발물들로부터 발생할 수 있는 사고를 방지하기 위해서는 숨겨진 폭발물들을 제거하여야 하는데, 폭발물이 매설된 위치를 정확히 탐지하기도 어려울 뿐만 아니라, 일반적으로 매설된 위치가 워낙 광범위하기 때문에 탐지 비용이나 안전 사고 등의 이유로 거의 손을 대지 못하고 있는 실정이다.Many warfighted countries have suffered for a long time after the war because of the explosives buried underground. In order to prevent accidents from such explosives, hidden explosives should be removed. In addition, it is difficult to accurately detect the location where the explosives are buried. For a reason I can hardly touch.
또한, 범죄 등에 사용되는 마약이나 범죄 도구와 같은 물품들이 범죄자에 의해 은닉되었다고 추정되는 경우에도, 정확한 위치를 사전에 파악하지 못하는 경우에는 그와 같은 물품들의 위치 탐지가 어려워 증거 확보가 불가능한 경우가 대부분이다.In addition, even if items such as drugs or criminal tools used in crimes are presumed to be concealed by criminals, if the exact location is not known in advance, the location of such items is difficult to find and thus evidence is not available. to be.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 매설되거나 은닉되어 위치를 파악할 수 없는 물품들을 신속하고 용이하게 탐지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for quickly and easily detecting items which are buried or hidden and cannot be located.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방사선을 이용한 물질 탐지 장치는 중성자 조사부, 제 1 및 2 방사선 검출부, 및 물질 위치 산출부를 포함한다. In order to achieve the above object, the substance detection apparatus using radiation according to the present invention includes a neutron irradiation unit, the first and second radiation detection unit, and the substance position calculation unit.
중성자 조사부는 미리 설정된 방향으로 중성자를 조사하고 제 1 방사선 검출부는 중성자 조사에 의해 방출된 방사선을 검출하고, 제 2 방사선 검출부는 제 1 검출부에서 산란된 방사선을 검출하며, 물질 위치 산출부는 제 1 및 2 방사선 검출부에서 검출된 방사선의 에너지와 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치를 산출한다.The neutron irradiation unit irradiates the neutrons in a predetermined direction, the first radiation detection unit detects the radiation emitted by the neutron irradiation, the second radiation detection unit detects the radiation scattered by the first detection unit, the material position calculating unit the first and the 2 The position of the detection substance is calculated by using the energy and the position of the radiation detected by the radiation detection unit.
중성자를 조사한 후 중성자와 특정 물질과의 반응에서 발생하는 방사선을 검출하여 탐지 물질의 위치를 산출하기 때문에, 광범위한 영역에 매설되거나 은닉되어 위치를 파악할 수 없는 물품들에 대해서도 신속하고 용이하게 탐지할 수 있게 된다.Since the neutrons are irradiated and the radiation generated from the reaction between the neutrons and the specific substance is detected to calculate the position of the detection substance, it is possible to quickly and easily detect the items which are buried or hidden in a wide area and cannot be located. Will be.
이때, 검출되는 방사선은 감마선일 수 있다. 감마선은 에너지가 크므로 물체 자체 차폐에 의한 감약이 적어 물질 탐지에 유리하다.In this case, the detected radiation may be gamma rays. Since gamma rays have a high energy, they are less susceptible to the shielding of objects themselves, which is advantageous for the detection of substances.
또한, 물질 탐지 장치는 물질 위치 산출부에서 산출된 물질의 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치 영상을 생성하는 위치 영상 생성부를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 단순한 위치의 산출 결과가 아니라 영상을 생성하여 제공하기 때문에, 사용자가 탐지 물체의 위치를 더욱 직관적이고 용이하게 파악할 수 있게 된다.The substance detecting apparatus may further include a position image generating unit generating a position image of the detecting substance using the position of the substance calculated by the substance position calculating unit. Since the image is generated and provided instead of a simple position calculation result, the user can more easily and intuitively identify the position of the detection object.
또한, 제 1 및 2 방사선 검출부를 이동시키는 장치 이동부를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성은 더욱더 광범위한 영역에서도 용이하게 물품 탐지를 가능하게 해 준다.The apparatus may further include an apparatus moving unit for moving the first and second radiation detection units. This configuration allows for easy product detection even in a wider area.
또한, 중성자 조사부로부터 방출된 중성자로부터 상기 제 1 및 2 방사선 검출부를 차단하는 중성자 차폐부를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성은 방사선 검출 과정에서 중성자로부터의 영향을 배제시킴으로써 더욱 신뢰성 있는 물질 탐지 결과를 얻을 수 있게 된다.The apparatus may further include a neutron shielding unit that blocks the first and second radiation detection units from the neutrons emitted from the neutron irradiation unit. Such a configuration can obtain more reliable substance detection results by excluding the influence from neutrons in the radiation detection process.
아울러, 상기 장치를 방법의 형태로 구현한 발명이 개시된다.In addition, an invention embodying the apparatus in the form of a method is disclosed.
본 발명에 의하면, 중성자를 조사한 후 중성자와 특정 물질과의 반응에서 발생하는 방사선을 검출하여 탐지 물질의 위치를 산출하기 때문에, 광범위한 영역에 매설되거나 은닉되어 위치를 파악할 수 없는 물품들에 대해서도 신속하고 용이하게 탐지할 수 있게 된다.According to the present invention, since the position of the detection substance is calculated by detecting radiation generated from the reaction between the neutron and the specific substance after irradiating the neutron, it is possible to quickly and quickly find even the articles which are buried or hidden in a wide area and cannot be located. It can be easily detected.
또한, 감마선은 에너지가 크므로 물체 자체 차폐에 의한 감약이 적어 물질 탐지에 유리하다.In addition, since gamma rays have a large energy, they are less susceptible to shielding the objects themselves, which is advantageous for the detection of substances.
또한, 단순한 위치의 산출이 아니라 영상을 생성하여 제공하기 때문에, 사용자가 탐지 물체의 위치를 더욱 직관적이고 용이하게 파악할 수 있게 된다.In addition, since the image is generated and provided instead of simply calculating the position, the user can more easily and intuitively grasp the position of the detection object.
또한, 장치를 이동시킬 수 있어 더욱더 광범위한 영역에서도 용이하게 물품탐지를 가능하게 해 준다.In addition, the device can be moved to facilitate the detection of goods in a wider range of areas.
또한, 방사선 검출 과정에서 중성자로부터의 영향을 배제시킴으로써 더욱 신뢰성 있는 물질 탐지 결과를 얻을 수 있게 된다.In addition, more reliable substance detection results can be obtained by excluding the influence from neutrons in the radiation detection process.
도 1은 본 발명에 따른 방사선을 이용한 물질 탐지 장치 일 실시예의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 방사선 검출부(120, 130), 및 물질 위치 산출부(140), 위치 영상 생성부(150)의 실제 구현예를 개략적으로 도시한 도면.
도3은 도 1의 물질 탐지 장치의 실제 사용 상태를 개략적인 도면.1 is a schematic block diagram of an embodiment of an apparatus for detecting a substance using radiation according to the present invention;
FIG. 2 is a view schematically illustrating an actual implementation of the
3 is a schematic view of the actual use state of the substance detection device of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 방사선을 이용한 물질 탐지 장치 일 실시예의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an embodiment of an apparatus for detecting a substance using radiation according to the present invention.
도 1에서, 방사선을 이용한 물질 탐지 장치(100)는 중성자 조사부(110), 제 1 및 2 방사선 검출부(120, 130), 물질 위치 산출부(140), 위치 영상 생성부(150), 장치 이동부(160), 및 중성자 차폐부(170)를 포함한다. In FIG. 1, the
중성자 조사부(110)는 미리 설정된 방향으로 중성자를 조사하고, 제 1 방사선 검출부(120)는 중성자 조사에 의해 방출된 방사선을 검출하며, 제 2 방사선 검출부(130)는 제 1 방사선 검출부(120)에서 산란된 방사선을 검출한다. The
이때, 검출되는 방사선은 감마선일 수 있다. 감마선은 에너지가 크므로 물체 자체 차폐에 의한 감약이 적어 물질 탐지에 유리하다. 그런데 감마선은 고에너지이기 때문에 영상화하기 힘들다. In this case, the detected radiation may be gamma rays. Since gamma rays have a high energy, they are less susceptible to the shielding of objects themselves, which is advantageous for the detection of substances. However, gamma rays are difficult to image because of their high energy.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 고에너지의 감마선을 복수의 방사선 검출부(120, 130)를 이용하여 측정하도록 한다. 감마선의 에너지가 고에너지이므로 종래의 기계적인 컬리메이터를 사용하는 방식으로는 효율과 정확도가 크게 떨어지는 반면 복수의 방사선 검출부(120, 130)를 채용하는 카메라는 고에너지에서 더욱 우수한 성능을 나타낸다. 따라서 중성자의 물질 조사후 나오는 감마선의 영상화에 크게 유리하다.In order to solve this problem, in the present invention, gamma rays having high energy are measured using the plurality of
물질 위치 산출부(140)는 제 1 및 2 방사선 검출부에서 검출된 방사선의 에너지와 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치를 산출한다.The
이와 같이, 중성자를 조사한 후 중성자와 특정 물질과의 반응에서 발생하는 방사선을 검출하여 탐지 물질의 위치를 산출하기 때문에, 광범위한 영역에 매설되거나 은닉되어 위치를 파악할 수 없는 물품들에 대해서도 신속하고 용이하게 탐지할 수 있게 된다.As such, since the neutron is irradiated and the radiation generated from the reaction between the neutron and the specific substance is detected to calculate the position of the detection substance, it is possible to quickly and easily the items which are buried or hidden in a wide area and cannot be located. It can be detected.
위치 영상 생성부(150)는 물질 위치 산출부(140)에서 산출된 물질의 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치 영상을 생성한다. 임의의 물체에 중성자를 조사하여 여기서 나오는 감마선을 방사선 검출부(120, 130)로 측정하여 3D공간상의 영상을 재구성하는 것이다.The
이와 같이, 위치 영상 생성부(150)는 단순한 위치의 산출 결과가 아니라 영상을 생성하여 제공하기 때문에, 사용자가 탐지 물체의 위치를 더욱 직관적이고 용이하게 파악할 수 있게 된다.As such, since the
원자로나 가속기에서 나오는 고에너지 중성자를 물체에 조사할 때 중성자와 물체내의 전자와의 반응에서 수MeV 이상의 고에너지 감마선이 나오는데 이를 영상화하여 찾아내야 하는 물체의 위치를 알아내는 것이다. When irradiating an object with high energy neutrons from a reactor or accelerator, high energy gamma rays of several MeV or more are generated from the reaction between the neutrons and the electrons in the object, and the object is imaged to find the location of the object.
본 발명은 물질을 파괴하지 않고 물체 내의 성분 및 성분의 분포를 알아낼 수 있는 기술로서, 탐지 물질(C, N, O)의 위치를 비파괴방법으로 이동하며 알아낼 수 있다. 해당 물질의 양뿐 아니라 물질의 분포도 또한 알아낼 수 있어 수십미터 바깥에 있는 지표면에 묻혀있는 폭발물이나 밀수품 등의 위치 또한 파악해 낼 수 있다.The present invention is a technique that can determine the distribution of components and components in the object without destroying the material, it is possible to determine the location of the detection material (C, N, O) by moving in a non-destructive method. Not only the amount of the substance but also the distribution of the substance can be determined, allowing the location of explosives and smuggled goods buried on the surface of the earth several tens of meters away.
본 발명은 일반적인 엑스선이나 감마선의 투과 후 영상을 보는 감마선 이용 방법과는 달리 중성자를 물체에 조사하여 중성자와 특정 물질과의 반응에서 나오는 감마선을 영상화하는 기술로 보다 능동적인 방법이라 할 수 있다. 방출되는 감마선의 에너지가 크므로 물체 내 자체 차폐에 의한 감약이 적어 물질 탐지에 크게 유리하다.Unlike the general method of using gamma rays to view an image after transmission of X-rays or gamma rays, the present invention is a technique for imaging gamma rays resulting from the reaction between neutrons and specific substances by irradiating a neutron to an object. Since the energy of the gamma rays emitted is large, there is less attenuation by self-shielding in the object, which is very advantageous for the detection of materials.
도 2는 도 1의 방사선 검출부(120, 130), 및 물질 위치 산출부(140), 위치 영상 생성부(150)의 실제 구현예를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an actual implementation of the
도 2에서 탐지 물질(200)에서 방출된 고에너지 방사선인 감마선이 제 1 방사선 검출부(120), 및 제 2 방사선 검출부(130)에서 각각 검출되고, 검출된 데이터를 이용하여 물질 위치 산출부(140), 및 위치 영상 생성부(150)에서 각각 물질의 위치를 사용자에게 제공되는 구성이 개시되어 있다.In FIG. 2, gamma rays, which are high energy radiation emitted from the
장치 이동부(160)는 제 1 및 2 방사선 검출부(120, 130)를 이동시킨다. 이러한 구성은 더욱 광범위한 영역에서도 용이하게 물품탐지를 가능하게 해 준다. 이와 같은 구성으로, 이동 차량 등에 중성자 발생장치, 차폐물 그리고 전방위 특수 카메라를 싣고 이동하며 중성자를 조사하고, 지표면 아래, 항공기나 선박 내부의 폭발물이나 밀수품에서 방출되는 특정 감사선 신호를 탐지할 수 있게 된다.The
중성자 차폐부(170)는 중성자 조사부(110)로부터 방출된 중성자로부터 제 1 및 2 방사선 검출부(120, 130)를 차단한다. 이러한 구성은 방사선 검출 과정에서 중성자로부터의 영향을 배제시킴으로써 더욱 신뢰성 있는 물질 탐지 결과를 얻을 수 있게 된다.The
도3은 도 1의 물질 탐지 장치의 실제 사용 상태를 개략적인 도면이다.FIG. 3 is a schematic diagram of an actual use state of the substance detection apparatus of FIG. 1.
도 3에서, 중성자 조사부(110)에서 조사된 중성자에 의해 지중에 매설된 폭발물(200)이 방출한 감마선을 방사선 검출부(120, 130)가 검출하는 구성이 도시되어 있다.In FIG. 3, the
이때, 방사선 검출부(120, 130)는 특정하게 정해진 방향이 아니라 모든 방향에서 전송되는 감마선을 검출할 수 있도록 구현될 수 있으며, 중성자 차폐부(170)에 의해 중성자 조사부(110)와 차단되고, 장치 이동부(160)에 의해 이동이 가능하도록 구현될 수 있다.
In this case, the
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.
Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby but should be modified and improved in accordance with the above-described embodiments.
100: 방사선을 이용한 물질 탐지 장치
110: 중성자 조사부
120: 제 1 방사선 검출부
130: 제 2 방사선 검출부
140: 물질 위치 산출부
150: 위치 영상 생성부
160: 장치 이동부
170: 중성자 차폐부
200: 탐지 물질100: substance detection device using radiation
110: neutron irradiation unit
120: first radiation detection unit
130: second radiation detection unit
140: material position calculation unit
150: location image generation unit
160: device moving unit
170: neutron shield
200: detection substance
Claims (10)
상기 중성자 조사에 의해 방출된 방사선을 검출하는 제 1 방사선 검출부;
상기 제 1 방사선 검출부에서 산란된 방사선을 검출하는 제 2 방사선 검출부; 및
상기 제 1 및 2 방사선 검출부에서 검출된 방사선의 에너지와 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치를 산출하는 물질 위치 산출부를 포함하는 방사선을 이용한 물질 탐지 장치로서,
상기 물질 위치 산출부에서 산출된 물질의 위치를 이용하여 상기 탐지 물질의 위치 영상을 생성하는 위치 영상 생성부; 및
상기 중성자 조사부, 제 1 및 2 방사선 검출부를 탑재하여 이동시키는 차량인 장치 이동부를 더 포함하며,
상기 중성자 조사부는 상기 장치 이동부의 이동 중에 상기 중성자를 조사하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 장치.A neutron irradiation unit for irradiating neutrons in a preset direction;
A first radiation detector for detecting radiation emitted by the neutron irradiation;
A second radiation detector for detecting radiation scattered by the first radiation detector; And
An apparatus for detecting a substance using radiation comprising a substance position calculator for calculating a position of a detection substance using energy and positions of radiation detected by the first and second radiation detectors,
A location image generation unit generating a location image of the detection material using the location of the material calculated by the location calculation unit; And
Further comprising a device moving unit which is a vehicle for mounting and moving the neutron irradiation unit, the first and second radiation detection unit,
And the neutron irradiation unit irradiates the neutrons during the movement of the device moving unit.
상기 방사선은 감마선인 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 장치.The method of claim 1,
The radiation detecting device using a radiation, characterized in that the gamma rays.
상기 중성자 조사부로부터 방출된 중성자로부터 상기 제 1 및 2 방사선 검출부를 차단하는 중성자 차폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 장치.The method of claim 2,
And a neutron shielding unit for blocking the first and second radiation detection units from the neutrons emitted from the neutron irradiation unit.
상기 중성자 조사에 의해 방출된 방사선을 검출하는 제 1 방사선 검출 단계;
상기 제 1 검출 단계에서 산란된 방사선을 검출하는 제 2 방사선 검출 단계; 및
상기 제 1 및 2 방사선 검출 단계에서 검출된 방사선의 에너지와 위치를 이용하여 탐지 물질의 위치를 산출하는 물질 위치 산출 단계를 포함하는 방사선을 이용한 물질 탐지 방법으로서,
상기 물질 탐지 단계에서 산출된 물질의 위치를 이용하여 상기 탐지 물질의 위치 영상을 생성하는 위치 영상 생성 단계; 및
상기 중성자를 조사하는 중성자 조사 장치, 및 상기 제 1 및 2 검출 단계에서 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치를 차량에 탑재하여 이동시키는 장치 이동 단계를 더 포함하며,
상기 중성자를 조사하는 단계는 상기 차량의 이동 중에 상기 중성자를 조사하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 방법.Irradiating a neutron in a preset direction;
A first radiation detecting step of detecting radiation emitted by the neutron irradiation;
A second radiation detection step of detecting radiation scattered in the first detection step; And
A method for detecting a substance using radiation, comprising: calculating a position of a detection substance by using a position and energy of radiation detected in the first and second radiation detection steps;
A location image generation step of generating a location image of the detection material using the location of the material calculated in the detection of the material; And
A neutron irradiation device for irradiating the neutrons, and a device moving step of mounting and moving the radiation detection devices for detecting radiation in the first and second detection steps in a vehicle,
And irradiating the neutrons with the neutrons while moving the vehicle.
상기 방사선은 감마선인 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 방법.The method according to claim 6,
The method of detecting a substance using radiation, characterized in that the radiation is gamma rays.
상기 중성자 조사 단계에서 방출된 중성자로부터 상기 방사선 검출 장치를 차단하는 중성자 차폐 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 물질 탐지 방법.8. The method of claim 7,
And a neutron shielding step of blocking the radiation detection device from the neutrons emitted in the neutron irradiation step.
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| KR20120132770A (en) | 2012-12-10 |
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