KR101482016B1

KR101482016B1 - 방사선 검출기용 콜리메이터

Info

Publication number: KR101482016B1
Application number: KR1020130088202A
Authority: KR
Inventors: 지영용; 정근호; 강문자; 이완로; 최근식; 최상도
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-21

Abstract

본 발명은 하나의 콜리메이터로 다양한 방사선 입사량에 대응할 수 있는 구조를 가지는 방사선 검출기용 콜리메이터에 관한 것으로, 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되어 입사량을 조절하는 개폐부; 및 상기 개폐부를 조작하도록 상기 개폐부와 연결되고 상기 하우징의 외측에 배치되는 구동노브를 포함하고, 상기 개폐부는, 상기 구동노브와 일체로 상기 하우징의 내부에서 회전하는 구동플레이트와, 상기 구동플레이트에 접하여 배치되고 상기 구동플레이트에 설치되는 고정조인트와 이동조인트에 의해 회전하는 복수의 조절날개로 이루어지는 조절부와, 상기 하우징의 내부에 고정되고 상기 조절부의 외측으로 배치되고 상기 이동조인트를 안내하는 가이드플레이트를 포함하여 이루어진다.

Description

방사선 검출기용 콜리메이터{Collimator for radiation detector}

본 발명은 방사선 검출기용 콜리메이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 콜리메이터로 다양한 방사선 입사량에 대응할 수 있는 구조를 가지는 방사선 검출기용 콜리메이터에 관한 것이다.

고방사성물질의 측정이나 방사선사고 등으로 주위의 선량률이 높은 지역에서 방사능 측정을 행하는 경우, 필연적으로 방사선 검출기 주변을 차폐하고 검출기 입사창 앞단에 콜리메이터를 장착여야 한다. 그리고 주변 선량률에 따라 효율적인 측정을 위해 검출기로 입사하는 방사선의 양을 적절히 조절할 필요가 있으며, 이를 위해서는 내경의 크기가 서로 다른 콜리메이터를 바꿔 장착하여 운영해야 하는 번거로움에 직면한다.

특히, 방사선사고 대응을 위하여 현장에 투입 상황에서는 오염과 비오염 지역을 구분하고 오염 지역에서 방사능 준위에 따른 지역 분류를 위해서는 필연적으로 크기별로 여러 종류의 콜리메이터들을 현장요원이 가지고 다녀야 하는 문제점에 봉착한다. 이는 무거운 콜리메이터의 특성상 현장요운의 신속한 대응 및 운영에 심각한 장애가 될 수 있다.

따라서, 측정을 위한 지역 및 대상의 선량률 준위에 따라 콜리메이터 내경의 크기가 적절히 조절되도록 할 필요가 있으며, 크기가 조절된 상황에서 방사선 세기의 감소량을 정확히 계산된다면, 사고 대응 등의 현장 측정에 큰 효율성을 부여할 수 있다.

등록특허 제10-0267167호

기존의 방사선 검출기용 콜리메이터는 대부분 고정된 크기 및 모양을 가지며 사용자의 주관에 따라 원하는 크기의 콜리메이터로 교체하는 방식이다. 가변형 콜리메이터로서 그 크기 및 모양을 바꿀 수 있는 콜리메이터가 의료방사선 분야에서 활용되고 있으나, 이는 기계적인 제어로 선원으로부터 조사되는 방사선의 양을 조절하는 것으로 현장 측정에서 사용자가 직접 운영하기에는 무리가 있다.

본 발명의 목적은 콜리메이터에 가변되는 셔터를 설치하여 구동노브를 돌려 콜리메이터의 내경을 조절하고 방사선 검출기에 쉽게 탈부착이 가능한 콜리메이터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 인디케이터를 설치하여 구동노브의 회전위치를 정하여 방사선의 입사량을 임의로 조절할 수 있는 콜리메이터를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되어 입사량을 조절하는 개폐부; 및 상기 개폐부를 조작하도록 상기 개폐부와 연결되고 상기 하우징의 외측에 배치되는 구동노브를 포함하고, 상기 개폐부는, 상기 구동노브와 일체로 상기 하우징의 내부에서 회전하는 구동플레이트와, 상기 구동플레이트에 접하여 배치되고 상기 구동플레이트에 설치되는 고정조인트와 이동조인트에 의해 회전하는 복수의 조절날개로 이루어지는 조절부와, 상기 하우징의 내부에 고정되고 상기 조절부의 외측으로 배치되고 상기 이동조인트를 안내하는 가이드플레이트를 포함하여 이루어지는 방사선 검출기용 콜리메이터이다.

상기 하우징의 일측에는 스프링이 설치되고, 상기 스프링에 의해 상기 구동노브방향으로 가압되도록 이동가능하고 위치고정홈이 형성되는 위치고정링이 배치되며, 상기 구동노브에는 상기 위치고정홈에 삽입되는 위치고정돌기가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하우징의 원주방향으로 길게 형성되는 노브연결홀을 통하여 상기 개폐부와 상기 구동노브가 연결되고, 상기 노브연결홀에 의해 상기 구동노브의 회전각범위가 제한되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 위치고정홈 또는 상기 구동노브의 이탈을 방지하는 고정링에 조절눈금이 형성되고, 상기 구동노브에 인디케이터가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 조절부는 상기 구동플레이트를 중심으로 양측에 한쌍이 배치하고, 상기 구동조인트와 상기 이동조인트는 상기 구동플레이트의 양측에 각각 배치되며, 상기 가이드플레이트는 한쌍이 상기 조절부의 외측으로 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 방사선 측정기용 콜리메이터로써 아주 손쉽게 방사선이 입사되는 내경의 크기를 변경할 수 있어, 콜리메이터의 교체 없이 주위 방사선의 세기에 따라 적절한 크기로 신속히 바꿀 수 있다.

또, 이론적인 몬테칼로 해석으로부터 콜리메이터 내경의 크기에 따른 방사선 세기 감소를 미리 눈금으로 표시하여 인디케이터에 의해 사용자가 쉽게 알아보게 함으로써 신속하고 정확한 판단 대처를 가능하게 한다.

그리고, 현장 측정용 방사선 검출기에 본 발명의 방사선 측정기용 콜리메이터를 장착하면, 저선량에서부터 고선량 준위까지 하나의 콜리메이터로 대처 가능하여 현장 측정의 효율성을 극대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기용 콜리메이터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 구동노브의 위치에 따른, 완전개방, 일부개방, 폐쇄의 모습을 나타내는 정면도이다.

이하, 본 발명을 도면과 실시예를 통해 설명한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기용 콜리메이터를 지시한다.

상기 방사선 검출기용 콜리메이터(100)는 도시되지 않은 방사선 검출기에 연결되는 하우징(174)과, 상기 하우징(174) 내부에 장착되는 개폐부와, 상기 개폐부를 조작하도록 상기 개폐부와 연결되고 상기 하우징(174)의 외측에 배치되는 구동노브(120)를 포함한다.

상기 하우징(174)은 원통형상이며, 외주면(182)은 상기 하우징(174)을 파지하는 영역이다. 그리고, 상기 외주면(182)에 대하여 축경되어 상기 구동노브(120)가 안착되는 노브자리(176)가 형성된다. 따라서, 상기 외주면(182)와 상기 노브바리(176) 사이에는 단턱(184)이 형성된다. 그리고, 상기 하우징(174)의 일측에는 고정부(178)가 설치되어 도시되지 않은 공기포집기 등의 별도 장치가 고정되며, 반대편의 고정부(179)에는 도시되지 않은 방사선 검출기에 고정된다. 상기 고정부(178)는 수나사를 사용하였고, 상기 고정부(179)는 암나사를 사용하였으며, 그 밖의 다양한 공지의 기술을 사용할 수 있다.

상기 단턱(184)에는 스프링(168)이 설치된다. 상기 스프링(168)의 다양한 공지의 스프링이 선택될 수 있으며, 여기서는 C자형의 링스프링을 사용했다. 상기 스프링(168)은 양측의 단부(170,172)가 상기 노브자리(176)에 고정된다.

상기 스프링(168)에 접하여 위치고정링(164)이 고정된다. 상기 위치고정링(164)은 상기 노브자리(176)에 형성된 고정링슬릿(177)에 삽입되는 가이드에 의해 상기 하우징(174)의 길이방향으로 이동가능하게 고정된다. 그리고, 상기 위치고정링(164)에는 위치고정홈(166)이 형성된다. 상기 위치고정홈(166)은 개폐부의 개방정도를 미리 정해진 비율로 나누어 형성한다.

그리고, 상기 위치고정링(164)에 접하여 구동노브(120)가 배치된다. 상기 구동노브(120)는 상기 노브자리(176)에 형성된 노브연결홀(175)을 통해 상기 개폐부와 연결된다. 상기 노브연결홀(175)은 상기 하우징(174)의 원주방향으로 형성되어 상기 구동노브(120)의 회전각범위를 제한하는 역할을 할 수 있다. 상기 구동노브(120)에는 상기 위치고정홈(166)에 삽입되는 위치고정돌기(122)가 돌출되어 형성된다. 상기 위치고정돌기(122)는 위치고정홈(166)에 슬라이딩하면서 임의의 위치에서 삽입되며, 이 때 상기 위치고정돌기(122)와 상기 위치고정홈(166)이 서로 결합되는 힘은 상기 스프링(168)의 탄성에 의해 제공된다.

그리고, 상기 구동노브(120)에 접하여 고정링(106)이 설치된다. 상기 고정링(106)은 상기 구동노브(120)가 상기 노브자리(176)에 이탈하지 않도록 구속하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 고정링(106)에는 고정홀(107)이 형성되며, 상기 고정홀(107)에 볼트 등이 관통하여 상기 노브자리(176)에 고정된다. 그리고, 상기 고정링(106)에 조절눈금(108)이 형성되고, 상기 구동노브(120)에 인디케이터(121)을 형성하는 것에 의해 개폐부의 개방정도를 육안으로 확인할 수 있다. 조절눈금(108)은 상기 위치고정링(164)에 형성되는 것도 가능하다. 이 경우에는 위치고정돌기(122)가 인디케이터의 역할을 할 수 있다.

상기 개폐부는 상기 구동노브(120)와 일체로 상기 하우징(174)의 내부에서 회전하는 구동플레이트(141)와, 상기 구동플레이트(141)의 양측에 배치되고 복수의 조절날개(128,154)로 이루어지는 조절부(129,153)와, 상기 하우징(174)의 내부에 형성되는 가이드고정돌기(180)에 회전하지 않도록 고정되고 상기 조절부(129,153)의 외측으로 배치되는 한쌍의 가이드플레이트(124,160)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동플레이트(141)는 양측으로 고정조인트(142,148)가 돌출되도록 고정되고, 상기 구동플레이트(141)에 형성되는 조인트슬릿(146,152)을 따라 움직이는 이동조인트(144,150)가 돌출되도록 설치된다. 상기 고정조인트(142,148)와 상기 이동조인트(144,150)는 대략 부채꼴 형상을 가지는 조절날개(128,154)의 고정홀(130,156) 및 이동홀(132,158)에 각각 고정된다. 따라서, 상기 조절날개(128,154)는 상기 고정홀(130,156)을 회전중심으로 하여 회전이 가능하다. 이 때, 상기 조절날개(128,154)는 전체적으로 다각형을 이루도록 서로 일면이 맞닿게 배치된다. 따라서, 상기 조절날개(128,154)가 회전하여 양면이 맞닿게 되면 8개의 부채꼴이 서로 접하여 전체적으로 원형을 이루며 폐쇄상태가 된다.

상기 조인트슬릿(146,162)은 상기 구동플레이트(141)의 원주방향 및 반지름방향에 모두 경사진 방향으로 형성된다.

상기 가이드플레이트(124,160)는 상기 이동조인트(144,150)를 안내하도록 안내슬릿(126)이 형성되며, 상기 하우징(174)에 대해 회전하지 않도록 요홈(125,161)이 형성된다.

상기 한쌍의 조절부(129,153)는 서로 위상을 달리하여(각도를 달리하여) 배치되는 것에 의해 앞선 조절부(129)의 조절날개(128) 틈으로 투과한 방사선이 방사선 검출기(미도시)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에서는 22.5°를 이룬다.

상기 조절날개(128,154)의 재질은 텅스텐, 납, 스테인리스 스틸, 동텅스텐(CuW) 등 밀도가 높은 재질을 사용해야 한다.

상기 구동플레이트(141)는 플레이트연결홀(147)이 형성돼서, 상기 구동노브(120)에 형성되는 노브설치홀(123)과 결합된다. 따라서, 상기 구동플레이트(141)는 상기 구동노브(120)와 함께 회전이 가능하다.

그리고, 중심에 입사홀(104)이 형성된 커버(102)가 상기 개폐부의 상측을 덮도록 배치되고, 상기 하우징(174)에 고정된다. 이 때, 상기 커버(102)는 커버고정홀(103)이 형성돼서, 상기 가이드고정돌기(180)에 볼트 등으로 조립될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 도 3에 도시된 바와 같이, 구동노브(120)의 회전에 의하여 완전개방, 일부개방, 폐쇄를 선택할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 방사선 검출기용 콜리메이터 102: 커버
103: 커버고정홀 104: 입사홀
106: 고정링 108: 조절눈금
107: 고정홀 120: 구동노브
121: 인디케이터 122: 위치고정돌기
123: 노브설치홀 124,160: 가이드플레이트
125,161: 요홈 126,162: 안내슬릿
128,154: 조절날개 129,153: 조절부
130,156: 고정홀 132,158: 이동홀
141: 구동플레이트 142,148: 고정조인트
144,150: 이동조인트 146,152: 조인트슬릿
164: 위치고정링 166: 위치고정홈
168: 스프링 170,172: 단부
174: 하우징 175: 노브연결홀
176: 노브자리 177: 고정링슬릿
178,179: 고정부 180: 가이드고정돌기
182: 외주면

Claims

몸체를 이루는 하우징;
상기 하우징 내부에 장착되어 입사량을 조절하는 개폐부; 및
상기 개폐부를 조작하도록 상기 개폐부와 연결되고 상기 하우징의 외측에 배치되는 구동노브를 포함하고,
상기 개폐부는, 상기 구동노브와 일체로 상기 하우징의 내부에서 회전하는 구동플레이트와, 상기 구동플레이트에 접하여 배치되고 상기 구동플레이트에 설치되는 고정조인트와 이동조인트에 의해 회전하는 복수의 조절날개로 이루어지는 조절부와, 상기 하우징의 내부에 고정되고 상기 조절부의 외측으로 배치되고 상기 이동조인트를 안내하는 가이드플레이트를 포함하고,
상기 조절날개는 텅스텐, 납, 스테인레스 스틸, 동텅스텐 중 어느 하나 이상으로 이루어지고,
조절부는 상기 구동플레이트를 중심으로 양측에 한쌍이 배치하고, 상기 고정조인트와 상기 이동조인트는 상기 구동플레이트의 양측에 각각 배치되며, 상기 가이드플레이트는 한쌍이 상기 조절부의 외측으로 각각 위치하며,
상기 한쌍의 조절부는 서로 위상을 달리하여 배치되는 것에 의해 상기 한 쌍의 조절부를 통해 방사선이 투과되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기용 콜리메이터.
제1항에 있어서, 상기 하우징의 일측에는 스프링이 설치되고, 상기 스프링에 의해 상기 구동노브방향으로 가압되도록 이동가능하고 위치고정홈이 형성되는 위치고정링이 배치되며, 상기 구동노브에는 상기 위치고정홈에 삽입되는 위치고정돌기가 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기용 콜리메이터.
제1항에 있어서, 상기 하우징의 원주방향으로 길게 형성되는 노브연결홀을 통하여 상기 개폐부와 상기 구동노브가 연결되고, 상기 노브연결홀에 의해 상기 구동노브의 회전각범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기용 콜리메이터.
제2항에 있어서, 상기 위치고정홈 또는 상기 구동노브의 이탈을 방지하는 고정링에 조절눈금이 형성되고, 상기 구동노브에 인디케이터가 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기용 콜리메이터.
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