KR101547324B1

KR101547324B1 - 방사능 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101547324B1
Application number: KR1020130144386A
Authority: KR
Inventors: 김도윤; 한상효
Original assignee: (주) 브이에스아이
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-08-25
Also published as: KR20150060214A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 방사능 측정기는 대기 중의 방사선을 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 방사선 센서부, 백그라운드 방사능 측정을 제어하는 전원 스위치, 측정 대상물의 방사능 측정을 제어하는 시작 스위치, 그리고 방사능 센서부, 시작 스위치에 연결되어 있고, 전원 스위치가 동작되면 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 대기중의 방사능을 측정하여 최종 백그라운드 방사능 값을 측정하고, 시작 스위치가 동작되면 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 측정 대상물질의 방사능을 측정하여 최종 측정 대상물 방사능 값을 측정하고, 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 최종 측정 대상물 방사능 값의 차를 측정 대상물의 순방사능 값으로 산출하는 제어부를 포함하고, 제어부는 전원 스위치 동작 되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 대기 중의 방사능을 측정하여 백그라운드 방사능 값을 측정하고, 산출된 백그라운드 방사능 값의 평균값을 최종 백그라운드 방사능 값으로 산출하고, 시작 스위치가 동작 되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 측정대상 물질의 방사능을 측정하여 측정 대상물 방사능 값을 측정하고, 산출된 상기 측정 대상물 방사능 값의 평균값을 최종 측정 대상물 방사능 값으로 산출하고 산출된 최종 측정 대상물질 방사능 값에서 최종 백그라운드 방사능 값을 뺀 값을 산출하여 측정 대상 물질의 순 방사능 값으로 산출한다.

Description

방사능 측정 장치 및 방법 {APPRATUS AND METHOD FOR DETECTING RADIATION}

본 발명은 방사능 측정장치 및 방법에 관한 것이다.

식료품 등과 같은 제품에 함유된 방사능을 측정하는 방사능 측정장치는 두꺼운 납으로 된 차폐 공간 내에 방사능 측정에 대표적으로 사용되는 가이거 뮬러 계수기(Geiger-Muller counter), 섬광 검출기(Scintillation Detector), 반도체 검출기 등의 방사선 센서와 시료대가 설치되어 있고, 방사능 센서를 냉각하는 장치와 에너지 분석장치 등이 부가적으로 설치되어 있는 것이 대부분이다.

이러한 종래의 방사능 측정 장치는 장치의 운영과정이 복잡하고 측정에 대한 전문적인 지식이 필요하기 때문에 일반인이 취급하기가 어려웠다.

또한, 종래의 방사능 측정장치는 정확한 방사능 분석이 가능하지만 고가의 장비로 일반인들이 구입하기가 힘들며 크기가 크고 와 중량이 무거워 이동과 휴대가 거의 불가능하였다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대가 가능하며 사용이 용이한 방사능 측정장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 방사능 측정기는 측정기 주변의 대기 중의 방사선을 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 방사선 센서부, 백그라운드 방사능 측정을 제어하는 전원 스위치, 측정 대상물의 방사능 측정을 제어하는 시작 스위치, 그리고 방사능 센서부, 시작 스위치에 연결되어 있고, 전원 스위치가 동작되면 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 대기중의 방사능을 측정하여 최종 백그라운드 방사능 값을 측정하고, 시작 스위치가 동작되면 상기 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 측정 대상물질의 방사능을 측정하여 최종 측정 대상물 방사능 값을 측정하고, 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 최종 측정 대상물 방사능 값의 차를 측정 대상물의 순방사능 값으로 산출하는 제어부를 포함하고, 제어부는 전원 스위치 동작 되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 대기 중의 방사능을 측정하여 백그라운드 방사능 값을 측정하고, 산출된 백그라운드 방사능 값의 평균값을 최종 백그라운드 방사능 값으로 산출하고, 시작 스위치가 동작 되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 측정대상 물질의 방사능을 측정하여 측정 대상물 방사능 값을 측정하고, 측정된 측정 대상물 방사능 값의 평균값을 최종 측정 대상물 방사능 값으로 산출하고 산출된 최종 측정 대상물질 방사능 값에서 최종 백그라운드 방사능 값을 뺀 값을 산출하여 측정 대상 물질의 순 방사능 값으로 산출하여 측정 대상물질의 방사능 값을 측정한다.

이러한 특징에 따르면 측정하고자 하는 물품을 시료대에 올려놓고 간단한 조작(버튼, 키, 터치스크린 등)으로 방사능을 측정한 후 자연 백그라운드 방사능을 제거한 순 방사능 값 또는 시료의 방사능 값으로서 식료품의 방사능 오염 정도를 자동으로 계측할 수 있어 일반인이 장소에 구애 받지 않고 용이하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 방사능 측정 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 방사선 측정 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 방사선 측정 장치의 동작 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 한 실시예에 따른 방사능 측정 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 다른 방사능 측정 장치에 대해 설명한다.

도 1를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 방사능 측정 대상물의 방사선을 검출하여 해당 상태의 신호를 출력하는 방사선 센서부(100), 방사능 센서부(100)와 연결되어 있고, 방사능 센서부(100)에서 출력되는 신호를 이용하여 원하는 측정 대상물의 방사능의 상태를 측정하는 제어부(50), 제어부(50)뿐만 아니라 방사능 측정 장치의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(60), 제어부(50)와 연결되어 제어부(50)에서 측정 결과를 표시해주는 표시부(60), 제어부(50)와 연결되어 제어부(50)의 측정 결과를 휴대폰과 같은 휴대용 통신장치나 컴퓨터와 같은 외부 기기로 전송하는 외부 연결부(80) 및 제어부(50)와 연결되어 있고 전원부(60)의 동작을 제어하며 방사능 측정 장치의 동작에 필요한 동작 명령을 선택하여 해당 상태의 신호를 출력하는 스위치부(90)를 구비한다.

방사능 센서부(100)는 측정 대상물의 방사능을 감지하여 방사능 감지 신호를 출력하는 방사능 센서(10), 방사능 센서(10)와 연결되어 방사선 센서(10)에서 출력되는 신호를 증폭시키는 증폭부(20), 증폭부(20)와 연결되어 증폭부(20)에서 출력되는 신호의 파고를 분석하는 파고 분석부(30), 그리고 파고 분석부(30)와 연결되어 파고 분석부(30)에서 출력되는 신호의 펄스 수를 계수(counting)하여 제어부(50)로 출력하는 계수부(40)를 구비한다.

따라서, 제어부(50)는 계수부(40)에서 출력되는 신호를 이용하여 계수된 펄스 수를 판정하고, 판정된 펄스 수를 이용하여 측정된 결과를 표시부(70)를 통하여 나타내준다.

본 예에서, 방사능 센서(10)는 핵이 붕괴 할 때 방출되는 방사선의 입자수를 계수하는 가이거 뮬러 계수기와 같은 센서이지만, 이에 한정되지 않고, 빛 에너지로 전환된 방사선 에너지의 양을 검출하는 섬광 검출기 등과 같은 다른 방식으로 방사능을 측정하는 다양한 방사능 센서를 사용할 수 있다.

표시부(70)는 도 2에 도시한 액정 표시 장치로 이루어져 있지만, 이에 한정되지 않고 유기 발광 표시 장치와 같은 다양한 표시 장치로 이루어질 수 있다.

또한 스위치부(90)는 전원 스위치(91)와 시작 스위치(92)를 구비하고 있다.

전원 스위치(91)가 동작하여 온(on) 되면 전원부(60)가 동작하여 방사능 측정 장치의 동작에 필요한 전원의 공급이 이루어지고 제어부(50)의 동작 역시 시작한다. 또한, 전원 스위치(91)의 동작에 의해, 제어부(50)는 측정기 주변의 대기중의 방사능 값을 산출하여 메모리(미도시)에 저장하는 동작을 실시하게 된다.

시작 스위치(92)가 동작하여 온 되면, 제어부(50)의 제어에 의해 시료대(1)에 위치한 원하는 측정 대상물의 방사능 값인 측정 대상물 방사능 값이 측정되어 최종 측정 대상물 방사능 값을 산출하는 동작이 실시되도록 한다.

시료대(1)는 도 2에 도시한 것처럼, 방사능 측정을 원하는 측정 대상물이 위치하는 장소로서, 평탄면을 갖고 있다.

이러한 방사능 측정 장치는 도시하지 않았지만 측정된 값을 저장하는 메모리, 시간을 측정하는 타이머와 주기를 계수하는 계수를 구비한다.

다음, 도 3을 참조하여, 이러한 방사능 측정장치의 동작에 대해 상세히 설명한다.

먼저 스위치부(90)의 전원 스위치(91)가 온(on)되어, 즉 동작되어 전원부(60)가 동작하면, 방사능 측정 장치의 동작에 필요한 전원이 공급되어 방사능 측정 장치의 동작이 시작되고 이로 인해 제어부(50)의 동작 역시 시작한다(S10).

제어부(50)의 동작이 시작된 후, 제어부(50)는 설정된 일정 시간이 경과한 후 방사능 측정 장치의 상태를 초기화 시킨다. (S11)

전원부(60)은 건전지와 휴대용 전원이나 전원 공급선과 방사능 측정 장치에 설치된 전원 공급 단자를 통해 외부로부터 전원을 공급받아 방사능 측정 장치의 동작에 필요한 전원을 생성하여 출력한다.

다음, 제어부(50)는 초기화 동작이 완료된 후 시료대(1)에 측정 대상물이 위치하지 않는 상태에서 측정기 주변의 대기중의 방사능을 정해진 설정 시간 동안 정해진 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 측정하여 방사능 센서부(100)에서 출력되는 신호를 판독하여 현재 대기중의 방사능을 측정함으로써 적어도 하나의 백그라운드 방사능 값을 산출한다(S12-S15).

이처럼, 전원 스위치(91)가 온 된 후 초기화 동작을 거친 다음, 시료대(1)에 측정 대상물이 존재하지 않은 상태에서 측정기 주변의 대기중의 방사능을 측정하는 것을 백그라운드(background) 방사능 측정이라 한다.

따라서 전원 스위치(91)는 전원부(60)의 동작을 제어하는 동시에 백그라운드 방사능 측정 여부를 제어하는 제어 스위치로서 기능한다.

백그라운드 측정을 하기 위한 설정 시간, 설정 주기는 임의로 정하며 필요에 따라 변경 가능하고, 한 예로서, 본 예의 설정 시간은 3분으로 정하고, 설정 주기는 5초로 하면 측정 횟수는 36회가 되므로, 설정 시간은 3분으로서, 5초의 설정주기로 총 36번에 걸쳐 대기 중의 방사능을 측정하여 36개의 백그라운드 방사능 값을 획득한다.

이처럼, 백그라운드 방사능 값 측정을 실시하는 동안, 제어부(50)는 경과 시간을 계수하여 표시부(70)로 경과된 시간을 표시하여 사용자의 편리성을 향상시킨다.

이처럼, 설정시간 내 설정 주기마다 백그라운드 방사능 값이 산출되면, 제어부(50)는 산출된 적어도 하나의 백그라운드 방사능 값의 평균값을 구하여 최종 백그라운드 방사능 값을 산출하고, 산출된 최종 백그라운드 방사능 값을 메모리(미도시)에 저장하고 표시부(70)로 출력한다(S16).

이때, 제어부(50)는 산출된 최종 백그라운드 방사능 값을 외부 연결부(80)로 출력하여 외부 연결부(80)를 통해 컴퓨터나 휴대폰과 같은 외부 기기로 산출된 최종 백그라운드 방사능 값을 전송할 수 있다.

이렇게 최종 백그라운드 방사능 값이 측정되면, 사용자는 원하는 측정 대상물의 방사능을 측정하기 위해 시료대(1)에 방사능 측정을 원하는 측정 대상물을 위치시킨 상태에서 시작 스위치(92)를 동작시킨다.

따라서, 제어부(50)는 시작 스위치(92)가 온 상태(즉, 동작 상태)이지를 판단한다(S17).

시작 스위치(92)가 온 상태로 판정되면, 제어부(50)는 원하는 측정 대상물의 방사능을 측정하기 위한 상태로 판정하여 정해진 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수로 방사능 센서부(100)에서 출력되는 신호를 판독하여 방사능 측정을 실시하여 측정 대상물의 측정 대상물의 방사능 값을 산출한다(S18-S21).

본 예에서, 측정 대상물 방사능을 측정하는 설정 시간과 설정 주기 역시 백그라운드 방사능 값 측정을 위한 설정 시간 및 설정 주기와 동일하여, 설정 시간은 3분이고 설정주기가 5초이므로 측정 횟수는 36회가 된다.

그런 다음, 최종 백그라운드 방사능 측정값의 산출 방식과 동일하게, 제어부(50)는 설정 시간(예, 3분)으로 정하고, 설정 주기(예, 5초 주기)에 의해 정해진 횟수(예, 36회)동안 측정된 방사능 값의 평균값을 구하여 산출된 평균값을 최종 측정 대상물 방사능 값으로 하여 최종 측정 대상물 방사능 값을 산출하여, 메모리에 저장하고 표시부(70)로 출력한다(S22).

이처럼, 시작 스위치(92)의 동작에 의해 측정 대상물의 방사능 측정을 위한 측정 대상물 방사능 값 측정 동작이 행해지므로, 시작 스위치(92)는 측정 대상물의 방사능 측정 여부를 제어하는 제어 스위치로서 기능한다.

역시 제어부(50)는 측정 대상물 방사능 값을 측정하는 동안 경과 시간을 계수하여 표시부(70)로 경과된 시간을 표시한다. 이로 인해, 측정이 완료될 때까지를 눈으로 확인할 수 있으므로 사용자의 편리성을 향상시킨다.

다음, 제어부(50)는 측정 대상물에 대한 최종 측정 대상물 방사능 값에서 최종 백그라운드 방사능 값을 빼고 난 나머지 값을 측정 대상물의 순방사능 값으로 산출한다(S23).

이러한 방식으로 측정 대상물의 순 방사능 값이 산출되면, 제어부(50)는 산출된 순방사능 값을 표시부(70)로 표시한다(S24).

이때, 제어부(50)는 산출된 순방사능 값을 외부 연결부(80)를 출력하여 외부 연결부(80)를 통해 컴퓨터나 휴대폰과 같은 외부 기기로 산출된 순 방사능 값을 전송할 수 있다.

필요에 따라, 제어부(50)는 표시부(70)에 최종 백그라운드 방사능 값과 순방사능 값을 동시에 표시할 수 있다.

이렇게 측정된 순방사능 값은 제어부(50)에 의해 메모리에 저장될 수 있다.

다음, 제어부(50)는 전원 스위치(91)가 오프 상태인지를 판단하고(S25), 판정된 전원 스위치(91)가 온 상태를 유지할 때, 단계(S17)로 넘어가 시작 스위치(92)가 온 되었는지를 판단하여, 다시 새로운 측정 대상물에 대한 방사능 상태를 측정하게 된다.

이와 같은, 시작 스위치(92)의 동작 만으로 백그라운드 방사능 값을 측정하는 과정을 거치지 않고 새로운 측정 대상물에 대한 순방사능 값을 산출하므로, 방사능 측정 장치의 처리 시간이 단축되어, 사용자의 편리성이 증가한다.

측정된 방사능 값을 나타내는 단위로는 cpm(count per minute), cps(count per second), Bq/kg, Bq/cm², Bq 등으로 나타낼 수 있다.

이때, 제어부(50)는 표시부(70)에 표시되는 방사능 값은 숫자로도 표시할 수 있으나, 필요에 따라 측정된 값에 비례하는 눈금이나 게이지 레벨로 나타낼 수 있으며, 측정 결과에 따라 제어부(40)는 측정 대상물의 방사능 상태를 안전, 주의 및 위험 등의 문자나 문양으로 표시 할 수 있다.

즉, 제어부(50)는 측정된 순방사능 값이 제1 설정값 이하일 경우, 측정 대상물의 방사능 상태를 안정 상태로 표시하고, 제1 설정값을 초과하고 제2 설정값 이하일 경우엔 주의 상태로 표시하며, 제2 설정값을 초과할 경우엔 위험 상태로 표시할 수 있다.

또한, 판정된 결과에 따라 제어부(50)는 부저음이나 경고등과 같은 경고신호를 출력할 수 있고, 판정된 방사능 상태에 따라 부저음이나 경고등의 출력 상태가 상이할 수 있다. 이를 위해, 방사능 측정 장치는 제어부(50)에 연결된 부저나 경고등과 같은 경고 장치를 더 구비한다.

다시 단계(S17)로 너머가, 최종 백그라운드 반사능 값을 측정한 후 설정된 일정 시간 동안 시작 스위치(92)가 동작되지 않으면(S26), 제어부(50)는 측정 대상물의 방사능 측정 동작을 종료하고자 하는 상태로 판정하여 전원부(60)의 동작을 중지시키고(S27) 동작을 종료한다(S100).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 방사능 센서부 10: 방사선 센서
20: 증폭부 30: 파고 분석부
40: 계수부 50: 제어부
60: 전원부 70: 표시부
80: 외부 연결부 90: 스위치부
91: 전원 스위치 92: 시작 스위치

Claims

대기 중의 방사선을 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 방사선 센서부,
백그라운드 방사능 측정을 제어하는 전원 스위치,
측정 대상물의 방사능 측정을 제어하는 시작 스위치, 그리고
상기 방사능 센서부, 전원 스위치 및 시작 스위치에 연결되어 있고, 상기 전원 스위치가 동작되면 상기 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 대기 중의 방사능을 측정하여 백그라운드 방사능 값을 측정하고 산출된 백그라운드 방사능 값의 평균값을 최종 백그라운드 방사능 값으로 산출하고, 상기 시작 스위치가 동작되면 상기 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 측정 대상물질의 방사능을 측정하여 측정 대상물 방사능 값을 측정하고 산출된 상기 측정 대상물 방사능 값의 평균값을 상기 최종 측정 대상물 방사능 값으로 산출하여, 상기 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 최종 측정 대상물 방사능 값의 차를 상기 측정 대상물의 순방사능 값으로 산출하는 제어부
를 포함하는 방사능 측정 장치.
삭제
제1항에서,
상기 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 측정대상물의 최종 방사능 값을 산출할 때의 설정 시간과 설정 주기는 서로 동일한 방사능 측정 장치.
제3항에서,
상기 설정 시간은 3분이고 상기 설정 주기는 5초인 방사능 측정 장치.
제1항에서,
상기 제어부와 연결되어 있고, 상기 제어부에서 산출된 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 최종 측정 대상물 방사능 값 중 적어도 하나를 출력하는 표시부를 더 포함하는 방사능 측정 장치.
제1항에서,
상기 제어부와 연결되어 있고, 상기 제어부에서 산출된 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 순 방사능 값 중 적어도 하나를 외부 기기로 출력하는 외부 연결부를 더 포함하는 방사능 측정 장치.
전원 스위치가 동작되면 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 대기중의 방사능을 측정하여 최종 백그라운드 방사능 값을 측정하는 단계,
시작 스위치가 동작되면 상기 방사능 센서부에서 출력되는 신호를 이용하여 측정 대상물의 방사능을 측정하여 최종 측정 대상물 방사능 값을 측정하는 단계, 그리고,
상기 최종 백그라운드 방사능 값과 상기 최종 측정 대상물 방사능 값의 차를 상기 측정 대상물의 순 방사능 값으로 산출하는 단계
를 포함하고,
상기 최종 백그라운드 방사능 값 측정 단계는 상기 전원 스위치가 동작되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 대기 중의 방사능을 측정하여 백그라운드 방사능 값을 측정하는 단계와 산출된 상기 백그라운드 방사능 값의 평균값을 상기 최종 백그라운드 방사능 값으로 산출하는 단계를 포함하는
방사능 측정 방법.
삭제
제7항에서,
상기 최종 측정 대상물 방사능 값 측정 단계는 상기 시작 스위치가 동작 되면 설정 시간 동안 설정 주기에 의해 정해진 횟수만큼 측정 대상물질의 방사능을 측정하여 측정 대상물 방사능 값을 측정하는 단계, 그리고 산출된 상기 측정 대상물 방사능 값의 평균값을 상기 최종 측정 대상물 방사능 값으로 산출하는 단계를 포함하는 방사능 측정 방법.