KR101477616B1

KR101477616B1 - 방사선 검출기

Info

Publication number: KR101477616B1
Application number: KR20140084343A
Authority: KR
Inventors: 채현식
Original assignee: (주)에스에프테크놀로지
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2014-12-30

Abstract

본 발명은 비례계수기형 방사선 검출기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기는 서로 분리 가능한 측벽을 형성하는 미들 케이스와 상기 미들 케이스의 전후방에 각각 결합된 탑 케이스 그리고 바텀 케이스를 포함하는 금속 상자와, 상기 금속 상자의 내부 일측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제1 버스바(bus bar)와, 상기 금속 상자의 상기 내부 일측과 대향하는 내부 타측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제2 버스바와, 상기 제1 버스바의 와이어 아이렛과 상기 제2 버스바의 와이어 아이렛에 번갈아 감기면서 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 영역에서 평행하게 배열된 하나의 텅스텐 와이어, 그리고 상기 금속 상자와 절연되도록 상기 금속 상자의 바텀 케이스를 관통하여 상기 텅스텐 와이어와 접촉하는 양극봉을 포함한다.

Description

방사선 검출기{RADIATION DETECTOR}

본 발명은 방사선 검출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비례계수기형 방사선 검출기에 관한 것이다.

다양한 종류의 방사선 검출기가 원자력 시설 또는 의료 시설 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이중에서, 기체 흐름을 이용한 비례계수기형 방사선 검출기는 방사선 감지를 위한 전자 상태를 형성하여 방사선을 검출한다.

구체적으로, 비례계수기형 방사선 검출기는 기체 속에 생긴 전자 이온쌍을 전장(電場)의 작용에 의하여 수집하여 전기적 신호를 얻는 방식의 방사선 검출기이다. 이는 양극으로 가는 금속성 와이어를 사용하면 가체 속에 생긴 전자가 와이어 부근에 생긴 강한 전장에서 가속되어 2차적으로 기체를 이온화하게 된다. 이것을 가스 증폭이라 한다. 와이어의 굵기를 균일하게 만들면 증폭도가 맞아 출력 펄스의 크기가 최초에 만들어진 전자 이온쌍의 수에 비례하게 된다.

이와 같은, 비례계수기형 방사선 검출기는 이온화함보다 큰 출력 펄스를 얻을 수 있어서 작은 에너지의 방사선 검출이 용이하다.

일반적인 비례계수기형 방사선 검출기는 음극으로 사용하는 금속 상자와 격리하여 양극으로 사용하는 금속 와이어를 고정하는 방법으로 비전도성 재료로 제작된 지지대를 여러 개 금속 상자 내부의 양쪽에 설치하고 복수의 금속 와이어를 양쪽 지지대에 각각 고정한 뒤 한쪽의 지지대들에 고정된 금속 와이어들을 금속판 혹은 금속 와이어로 서로 연결하여 모든 금속 와이어들이 양극으로 연결시켰다.

또한, 방사선 투과를 용이하게 하기 위하여 금속 상자에 윈도우를 마련하고, 금속 상자에 금속 증착 필름을 윈도우로 가스가 새지 않도록 부착시켰다.

하지만, 이러한 구조의 방사선 검출기는 양극을 형성할 수는 있어도 여러 개의 비전도성 지지대들을 설치해야 하고, 더불어 비전도성 지지대들을 금속 상자에 고정하기 위해 접착제를 사용해야 하기 때문에 구조가 복잡하여 전체적인 제조 시간이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 금속 상자에 금속 증착 필름이 부착시키고 금속 증착 필름을 도전성이 있도록 연결하기 위해 번거로운 작업을 거쳐야 했을 뿐만 아니라 매우 얇은 금속 증착 필름은 파손되기 쉬운데 이를 교체 보수하기 어려운 문제점도 있다.

본 발명의 실시예는 제작 및 보수가 용이하도록 간소한 구조를 갖는 방사선 검출기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비례계수기형 방사선 검출기는 서로 분리 가능한 측벽을 형성하는 미들 케이스와 상기 미들 케이스의 전후방에 각각 결합된 탑 케이스 그리고 바텀 케이스를 포함하는 금속 상자와, 상기 금속 상자의 내부 일측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제1 버스바(bus bar)와, 상기 금속 상자의 상기 내부 일측과 대향하는 내부 타측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제2 버스바와, 상기 제1 버스바의 와이어 아이렛과 상기 제2 버스바의 와이어 아이렛에 번갈아 감기면서 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 영역에서 평행하게 배열된 하나의 텅스텐 와이어, 그리고 상기 금속 상자와 절연되도록 상기 금속 상자의 바텀 케이스를 관통하여 상기 텅스텐 와이어와 접촉하는 양극봉을 포함한다.

상기 텅스텐 와이어는 일단이 상기 제1 버스바의 복수의 와이어 아이렛 중 어느 하나와 고정 결합되고 타단이 상기 제2 버스바의 복수의 와이어 아이렛 중 어느 하나와 고정 결합될 수 있다.

상기한 방사선 검출기는 상기 금속 상자의 버텀 케이스에 설치되어 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바가 상기 금속 상자와 절연되도록 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바를 각각 지지하는 복수의 세라믹 애자와, 상기 금속 상자의 네 모서리에서 각각 상기 바텀 케이스의 배면을 관통하여 용접된 4개 이상의 지지 볼트를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 복수의 세라믹 애자는 상기 지지 볼트에 의해 지지될 수 있다.

상기한 방사선 검출기는 상기 금속 상자의 바텀 케이스 배면에 연통하도록 설치된 하나 이상의 가스 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기한 방사선 검출기에서 상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 그리고 상기 미들 케이스와 상기 바텀 케이스는 각각 볼트 결합될 수 있다. 그리고 상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 사이 및 상기 미들 케이스와 상기 바텀 케이스 사이에는 각각 밀폐를 위한 가스켓(gasket)이 설치될 수 있다.

또한, 상기 금속 상자의 탑 케이스는 개구부를 가지며, 상기한 방사선 검출기는 상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 사이에 배치되어 상기 탑 케이스의 개구부를 커버하는 방사선 감지 필름을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 방사선 검출기는 제작 및 보수가 용이하도록 간소한 구조를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 방사선 검출기의 단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 방사선 검출기의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(101)를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(101)는 비례계수기형이다. 비례계수기형 방사선 검출기는 널리 공지된 기술이므로, 비례계수기형 방사선 검출기의 방사선 검출 원리에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(101)는 금속 상자(200), 제1 버스바(bus bar, 501), 제2 버스바(502), 텅스텐 와이어(600), 및 양극봉(710)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(101)는 절연 부재(750), 세라믹 애자(450), 지지 볼트(480), 결합 볼트(280), 방사선 감지 필름(320), 회로 기판(800), 보호 커버(850), 가스 밸브(760), 및 가스켓(gasket, 340)을 더 포함할 수 있다.

금속 상자(200)는 방사선 검출기(101)에서 음극으로 사용된다. 본 발명의 일 실시예에서, 금속 상자(200)는 탑 케이스(210)와, 미들 케이스(230), 그리고 바텀 케이스(250)를 포함한다.

미들 케이스(250)는 금속 상자(200)의 측벽을 형성하고, 탑 케이스(210)와 바텀 케이스(250)는 미들 케이스(230)의 전후방에 각각 결합된다.

그리고 탑 케이스(210), 미들 케이스(230), 바텀 케이스(250)는 각각 분리 가능하게 결합된다. 일례로, 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230) 그리고 미들 케이스(230)와 바텀 케이스(250)는 각각 결합 볼트(280)를 사용하여 볼트 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 탑 케이스(210)는 개구부를 가진다. 이 개구부는 방사선 투과가 용이하도록 마련된 윈도우이다.

방사선 감지 필름(320)은 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230) 사이에 배치되어 탑 케이스(210)의 개구부를 커버한다. 방사선 감지 필름(320)은 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230)가 볼트 결합될 때 함께 맞물려 결합된다.

또한, 방사선 감지 필름(320)은 금속 증착 필름이거나, 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 필름일 수 있다.

가스켓(gasket, 340)은 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230) 사이 및 미들 케이스(230)와 바텀 케이스(250) 사이에 각각 배치된다. 즉, 가스켓(340)은 볼트 결합된 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230) 사이 및 미들 케이스(230)와 바텀 케이스(250) 사이를 밀폐시켜 금속 상자(200)에 충진된 가스의 유출을 방지한다.

일례로, 가스켓(340)은 환형 압출 발포 실리콘으로 만들어질 수 있다.

가스 밸브(760)는 하나 이상 마련되며 금속 상자(200)의 바텀 케이스(250) 배면에 연통하도록 설치된다. 일례로, 가스 밸브(760)는 가스 주입용 밸브와 가스 배출용 밸브를 포함할 수 있다.

가스 밸브(760)를 통해 방사선 검출에 사용될 가스를 금속 상자(200) 내부로 주입하거나 금속 상자(200)에서 배출시킬 수 있다.

일례로, 가스 밸브(760)를 통해 메탄과 아르곤이 1:9의 비율로 혼합된 가스를 분당 50cc의 유속으로 금속 상자(200) 안에 주입할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 방사선 검출기(101)로는 방사선 검출 중에 한 쌍의 가스 밸브(760)를 통해 금속 상자(200) 내부로 방사선 검출에 사용되는 가스의 공급과 배출이 지속적으로 이루어지는 개방형과, 방사선 검출 중에 금속 상자가 밀폐된 상태로 가스의 이동이 중단되는 폐쇄형 모두 사용될 수 있다.

지지 볼트(480)는 금속 상자(200)의 네 모서리에서 각각 바텀 케이스(250)의 배면을 관통하도록 설치되며, 지지 볼트(480)는 금속 상자(200)의 밀폐를 위하여 완전히 용접 처리될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 지지 볼트(480)는 4개 이상 사용될 수 있다.

세라믹 애자(450)는 복수개 마련되며, 금속 상자(200) 내부에서 각각의 지지 볼트(480)와 결합된다.

제1 버스바(bus bar, 501)는 금속 상자(200)의 내부 일측 가장자리를 따라 설치되고, 제2 버스바(52)는 금속 상자(200)의 내부 일측과 대향하는 내부 타측 가장자리를 따라 설치된다. 즉, 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502)는 서로 반대되는 금속 상자(200)의 양측에 각각 설치된다.

그리고 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502)는 각각 금속 상자(200)의 일측 및 타측 가장자리를 따라 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛(550)을 구비한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502)는 지지 볼트(480)에 결합된 세라믹 애자(450)에 의해 지지된다. 따라서, 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502)는 음극으로 사용되는 금속 상자(200)와 절연될 수 있다.

텅스텐 와이어(600)는 금속 상자(200) 내부에서 양극의 역할을 수행한다. 즉, 양극인 텅스텐 와이어(600)에 고전압이 인가되고 음극인 금속 상자(200)에 그라운드(ground)가 인가되면, 금속 상자(200) 내부에 주입된 가스가 방사선에 의해 이온화 되면서 분리된 전자가 텅스텐 와이어(600)에 의해 감지되어 방사선을 검출하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서, 텅스텐 와이어(600)는 제1 버스바(501)의 와이어 아이렛(550)과 제2 버스바(502)의 와이어 아이렛(550)에 번갈아 감기면서 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502) 사이의 영역에서 평행하게 배열된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는, 하나의 텅스텐 와이어(600)를 제1 버스바(501)의 와이어 아이렛(550)과 제2 버스바(502)의 와이어 아이렛(500)에 감아 돌아 사용한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 특히 하나의 텅스텐 와이어(600)를 사용하므로, 텅스턴 와이어(600)를 별도의 지지 부재에 고정하기 위한 작업을 크게 감소시킬 수 있다.

또한, 텅스텐 와이어(600)는 일단이 제1 버스바(501)의 복수의 와이어 아이렛(550) 중 어느 하나와 고정 결합되고 타단이 제2 버스바(502)의 복수의 와이어 아이렛(550) 중 어느 하나와 고정 결합된다. 그리고 텅스텐 와이어(600)의 양 단부와 각각 결합된 와이어 아이렛(550)은 각각 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502)의 끝단에 위치할 수 있다.

일례로, 텅스텐 와이어(600)의 양 단부와 와이어 아이렛(550)의 결합 방법으로는 납땜을 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단 2번의 납땜으로 텅스텐 와이어(600)를 제1 버스바(501)와 제2 버스바(502) 사이의 영역에서 평행하게 여러 줄로 배열시킬 수 있다.

양극봉(710)은 금속 상자(200)와 절연되도록 금속 상자(200)의 바텀 케이스(250)를 관통하여 텅스텐 와이어(600)와 접촉한다. 즉, 텅스텐 와이어(600)는 양극봉(710)과 접촉하여 외부로부터 전압을 공급받을 수 있다.

일례로, 양극봉(710)은 구리로 만들어질 수 있다.

절연 부재(780)는 양극봉(710)과 금속 상자(200)의 바텀 케이스(250) 사이에 배치되어 이들을 서로 절연시킬 뿐만 아니라 금속 상자(200)를 밀폐시킨다.

여기서, 절연 부재(780)는 세라믹 지지대와, 고무 패킹, 그리고 오링 등을 포함할 수 있다.

회로 기판(800)은 금속 상자(200)의 바텀 케이스(250) 배면에 설치되며, 양극봉(710)에 전압을 공급하고 텅스텐 와이어(600)가 감지한 전자를 통해 방사선을 검출할 수 있다.

보호 커버(850)는 금속 상자(200)의 바텀 케이스(250)의 배면에 결합되어 회로 기판(800)을 보호한다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(101)는 제작 및 보수가 용이하도록 간소한 구조를 가질 수 있다.

구체적으로, 하나의 텅스텐 와이어(600)를 사용하여 간단하게 설치할 수 있으며, 방사선 감지 필름(320)이 손상된 경우 금속 상자(200)의 탑 케이스(210)와 미들 케이스(230)를 분리하여 간단하게 보수 교체할 수 있다.

또한, 서로 분리 가능한 탑 케이스(210), 미들 케이스(230), 및 바텀 케이스(250)를 가스켓을 사용하여 효과적으로 밀폐시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101: 방사선 검출기
200: 금속 상자 210: 탑 케이스
230: 미들 케이스 250: 바텀 케이스
280: 결합 볼트 320: 방사선 감지 필름
340: 가스켓 450: 세라믹 애자
480: 지지 볼트 501: 제1 버스바
502: 제2 버스바 550: 와이어 아이렛
600: 텅스텐 와이어 710: 양극봉
750: 절연 부재 760: 가스 밸브
800: 회로 기판 850: 보호 커버

Claims

비례계수기형 방사선 검출기에 있어서,
서로 분리 가능한 측벽을 형성하는 미들 케이스와 상기 미들 케이스의 전후방에 각각 결합된 탑 케이스 그리고 바텀 케이스를 포함하는 금속 상자;
상기 금속 상자의 내부 일측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제1 버스바(bus bar);
상기 금속 상자의 상기 내부 일측과 대향하는 내부 타측 가장자리를 따라 설치되며 등간격으로 배열된 복수의 와이어 아이렛을 구비한 제2 버스바;
상기 제1 버스바의 와이어 아이렛과 상기 제2 버스바의 와이어 아이렛에 번갈아 감기면서 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 영역에서 평행하게 배열된 하나의 텅스텐 와이어; 및
상기 금속 상자와 절연되도록 상기 금속 상자의 바텀 케이스를 관통하여 상기 텅스텐 와이어와 접촉하는 양극봉
을 포함하고, 상기 텅스텐 와이어는 일단이 상기 제1 버스바의 복수의 와이어 아이렛 중 어느 하나와 고정 결합되고 타단이 상기 제2 버스바의 복수의 와이어 아이렛 중 어느 하나와 고정 결합된 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
삭제
제1항에서,
상기 금속 상자의 버텀 케이스에 설치되어 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바가 상기 금속 상자와 절연되도록 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바를 각각 지지하는 복수의 세라믹 애자와;
상기 금속 상자의 네 모서리에서 각각 상기 바텀 케이스의 배면을 관통하여 용접된 4개 이상의 지지 볼트
를 더 포함하며,
상기 복수의 세라믹 애자는 상기 지지 볼트에 의해 지지된 방사선 검출기.
제1항에서,
상기 금속 상자의 바텀 케이스 배면에 연통하도록 설치된 하나 이상의 가스 밸브를 더 포함하는 방사선 검출기.
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에서,
상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 그리고 상기 미들 케이스와 상기 바텀 케이스는 각각 볼트 결합되며,
상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 사이 및 상기 미들 케이스와 상기 바텀 케이스 사이에는 각각 밀폐를 위한 가스켓(gasket)이 설치되고,
상기 금속 상자의 탑 케이스는 개구부를 가지며,
상기 탑 케이스와 상기 미들 케이스 사이에 배치되어 상기 탑 케이스의 개구부를 커버하는 방사선 감지 필름을 더 포함하는 방사선 검출기.