KR101754019B1 - 섬광체에의 광증배관 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선의 충돌에 의해 가시광을 발생하는 섬광체 패널(30)에 상기 가시광을 검출하기 위한 PMT(10)를 고정하기 위한 고정수단을 구비한 섬광체에의 광증배관(PMT) 장착구조에 관한 것으로, 상기 고정수단은 전면부(21)에 PMT(10)을 섬광체 패널에 접촉되게 유지하는 홀더(25)를 구비한 클램프(20)로 구성되고, 상기 클램프(20)를 섬광체 패널(30)의 상면과 저면에 대해 고정하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 섬광체 패널을 손상시키지 않고 PMT를 간편하게 장착할 수 있고, 이에 따라 종래 PMT 장착시 섬광체 패널의 크랙과 그 속에 삽입되는 스크류로 인한 광손실이 발생되지 않아 방사선 측정을 보다 정확히 할 수 있는 효과가 있다.

Description

섬광체에의 광증배관 장착구조{A STRUCTURE FOR MOUNTING PMT TO ORGANIC SCINTILLATOR}

본 발명은 섬광체에 광증배관(PMT: Photomultiplier tube)을 연결하는 광증배관 장착구조에 관한 것으로, 특히 섬광체 패널에 손상을 주지않고 광증배관을 연결하도록 개선된 구조의 광증배관 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 방사선 검출장치는 섬광체에 피검 대상물에서 방출된 방사선의 고에너지 입자가 충돌하여 발생되는 섬광을 증폭하는 광증배관을 구비하여 피검 대상물에서 방출된 방사선이 섬광체에 부딪힐 때 발생되는 섬광을 전기적 신호로 변환하여 방사선의 수와 세기를 측정한다.

넓은 의미의 방사선은 전리현상을 일으켜 인체에 해를 줄 수 있는 X선, 방사성동위원소, 우주선 등 전리방사선 뿐만 아니라, 빛이나 X선을 포함하는 전자파, 방사성동위원소에서 발생되는 알파, 베타, 감마선 등이 포함된다. 여기서 전리현상이란 물질을 구성하고 있는 일부의 원소에서 외곽 전자를 분리시켜 이온을 만드는 현상으로 이들 이온들이 조직을 변형시켜 생체에서 여러가지 변화를 초래한다.

근자에는 방사선 이용의 확대에 따르는 방사성 물질에 의한 환경오염 및 이로 인해 유발되는 방사선 장해 및 방사선의 피폭으로 인한 인체장해 등이 중요한 사회문제가 되고 있다.

특히, 최근에 한국과 인접한 일본 후쿠시마 원전 사고가 발생되었으나, 그로 인한 방사능 오염이 매우 심각한 수준임이 알려져 있으나, 일본과 한국의 매우 큰 수출입 물동량과, 일본 연안의 방사능 오염으로 인한 한국 연안 수산물의 오염의 영향에 대한 실태는 파악조차 하기 어려운 상황에서 일본 및 일본해류가 흐르는 태평양 연안에서 잡은 물고기를 포함하여 한국으로 수입되는 물품의 방사능 오염에 대한 불안이 증가되고 있다.

이러한 이유로 방사능에 피폭되었을 것으로 의심되는 사람의 입국이나 수입 물품의 통관 과정에서 방사선량에 대한 정밀한 검사의 필요성이 증가되고 있고, 이러한 방사선량을 정확히 측정할 수 있는 방사선 측정장치가 요구되고 있다.

섬광체와 PMT를 이용한 방사선 측정의 예로서, 2013.03.18. 등록 한국 특허 제10-1248760호에는 섬광체로부터 방출되는 가시광선 (visible ray) 영역의 빛을 전송시킬 수 있는 플라스틱 및 유리 광섬유로서 원통형 (cylinder)의 광섬유 또는 정방형 광섬유이며, 광 검출기는 상기 광섬유를 통해 전달되는 광신호를 측정할 수 있는 포토다이오드 (photodiode) 또는 아발란치 포토다이오드 (Avalanche photodiode) 또는 광증배관 (photo-multiplier tube, PMT) 또는 위치민감형 광증배관 (position sensitive photomultiplier tube, PS-PMT) 또는 전하결합소자 (charged couple device,CCD)를 포함한 광섬유 팬텀선량계 및 이를 이용한 측정방법이 개시되어 있다.

이러한 PMT를 이용한 종래 방사선 검출장치는 도 1과 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 반사막(2)이 외측에 둘러싸인 섬광체 패널(1)의 양측에 PMT(6)를 장착하여 방사선이 섬광체에 충돌하여 발생하는 가시광선을 PMT에서 측정하도록 구성되어 있다. 상기 PMT에는 측정한 광을 전기적 신호로 변환하는 베이스(7)가 장착되어 있다.

상기 PMT(6)는 고정판(3)에 형성된 원통형의 홀더(5)에 삽입되고, 고정판(3)은 섬광체(1)에 스크류(4)로 체결되어 고정됨으로써 PMT가 섬광체에 장착된다.

이와 같이 PMT를 섬광체에 연결하기 위해 고정판을 스크류(4)로 섬광체에 고정함으로써, 스크류가 섬광체 내부로 침입하는 과정에서 도 3A, 3B에 도시된 바와 같이 섬광체에 크랙이 발생되고 섬광체내부로 침입되는 스크류로 홀이 형성되어 섬광체내에서 방사선에 의해 발생된 광이 크랙과 스크류 홀의 경계면에 의해 PMT로 전달되지 못하는 광손실이 발생되어 방사선에 의해 발생된 광을 정확하게 측정하지 못하게 되어 PMT를 장착한 고정판을 스크류로 섬광체에 고정하는 장착구조에 따라 방사선 측정오차가 확대되는 문제가 있었다.

한국 등록특허 제10-1248760호(2013.03.18. 등록)

본 발명의 목적은 상기한 종래 PMT 장착구조에 대한 문제점을 개선하여 PMT를 섬광체에 장착하기 위한 고정수단으로 섬광체가 손상되지 않게 하여 섬광체내에서 발생되는 광이 손실없이 PMT에 의해 측정될 수 있도록 PMT를 섬광체에 연결할 수 있게 개선된 섬광체에의 광증배관 장착구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 섬광체에의 광증배관 장착구조는, 방사선의 충돌에 의해 가시광을 발생하는 섬광체 패널에 상기 가시광을 검출하기 위한 PMT를 고정하기 위한 고정수단을 구비한 섬광체에의 광증배관(PMT) 장착구조에 있어서,

상기 고정수단은 전면부에 PMT를 섬광체 패널에 접촉되게 유지하는 홀더를 구비한 클램프로 구성되고,

상기 클램프를 섬광체 패널의 상면과 저면에 대해 고정하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 클램프는 "ㄷ" 형태로 섬광체 패널의 상면과 저면에 각각 배치되는 상부와 하부 고정부를 포함한다.

상기 고정수단은 클램프의 상부와 하부 고정부를 섬광체 패널의 상면과 저면에 대하여 고정시키는 테이프로 될 수 있다.

상기 홀더는 PMT가 삽입되는 원통형부재로 형성될 수 있다.

상기 섬광체 패널과 클램프의 홀더에 삽입된 PMT 사이의 경계면에 광학 그리스가 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 섬광체 패널의 상면과 저면에 각각 끼워지고 테이핑에 의해 고정되는 클램프에 의해 광증배관(PMT)을 섬광체 패널에 장착함으로써, 섬광체 패널을 손상시키지 않고 PMT를 간편하게 장착할 수 있고, 이에 따라 종래 PMT 장착시 섬광체 패널의 크랙과 그 속에 삽입되는 스크류로 인한 광손실이 발생되지 않아 방사선 측정을 보다 정확히 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 섬광체에 PMT를 장착하는 구조를 보여주는 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 개략적인 단면도.
도 3A는 도 1의 PMT 장착구조에 의한 섬광체 패널의 손상을 보여주는 사진.
도 3B는 도 1의 PMT 장착구조에서 섬광체 패널속으로 삽입되는 스크류에 의한 홀이 형성된 형상을 보여주는 측면도.
도 4는 본 발명에 의해 섬광체 패널에 장착되는 PMT 장착구조의 분해사시도.
도 5는 도 4의 PMT 장착구조가 조립된 상태의 사시도.
도 6은 도 5의 개략적인 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4에 있어서, 본 발명에 의한 섬광체에의 광증배관(PMT)의 장착구조는 PMT(10)와, 상기 PMT를 섬광체에 대해 접촉 상태로 유지하도록 원통형부재의 홀더(25)가 전면부(21)에 일체로 형성되고 홀더가 형성된 전면부(21)에는 홀이 형성되고 "ㄷ" 형태로 상부와 하부 고정부(22)가 이격되게 형성된 고정수단으로서의 클램프(20), 상기 클램프(20)의 상부와 하부 고정부(22)들이 상면과 저면 사이에 끼워지는 섬광체 패널(30)을 포함한다. 상기 홀더(25)는 도시된 실시예에서 원통형부재로 되어 있으나, 사각형상으로 이루어질 수도 있다. 변형적으로, 상면과 저면 뿐만 아니라 양측면에도 고정부가 형성될 수도 있다.

상기 PMT(10)의 뒷쪽에는 경우에 따라 베이스(11)가 일체로 결합되어 PMT(10)에서 감지된 광에 대해 전기적 신호로 변환시킨다. 상기 PMT와 베이스가 결합된 구조 자체는 공지 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5와 6에 있어서, 도 4에 도시된 클램프(20)의 홀더(25)에 PMT(10)를 압입한 상태로, 상기 클램프(20)를 섬광체 패널(30)에 장착한다. 상기 클램프(20)는 그 상부와 하부 고정부(22)를 각각 섬광체 패널(30)의 상면과 저면에 배치되게 섬광체 패널의 측부에 끼워서 장착한다.

상기 섬광체 패널(30)은 섬광체(32)의 전체 외표면에 반사막(31)이 형성되어서 섬광체에 방사선이 부딪힐 때 발생되는 가시광이 외부로 누출되지 않고 섬광체 패널내에서 반사되어 섬광체 패널 양측에 클램프에 의해 장착되는 PMT에서 탐지되도록 한다.

상기 클램프(20)를 섬광체 패널(30)에 대하여 안정되게 고정하기 위하여 고정수단으로서 테이프(40)로 상기 섬광체 패널에 끼워진 클램프(20)의 상부와 하부 고정부(22) 위로 감아서 섬광체 패널에 대하여 클램프의 상부와 하부 고정부(22)를 고정시킨다.

상기 상부와 하부 고정부(22)들 사이의 간격과 그 너비는 PMT가 장착되는 섬광체 패널(30)의 폭과 두께에 따라 PMT를 안정되게 장착하도록 변경될 수 있음은 당업자들에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기 클램프(20)의 전면부(21)에 형성된 원통형부재로 된 홀더(25) 속에 압입되는 PMT(10)의 단부는 클램프 전면부의 홀더 내부와 연통되는 홀을 통해 섬광체 패널의 측면과 대향되게 배치되며, PMT와 섬광체 패널은 그 사이에 광학 그리스(27)가 도포되어 접촉되어 있다. 상기 PMT(10)의 단부면이 섬광체 측면과 직접 접촉되게 배치되는 경우에는 섬광체와의 경계면에서 광이 반사되어 광손실이 발생된다. 이와 같이 섬광체 패널과 PMT 사이의 경계면에 광학 그리스(27)가 제공되어 경계면이 없는 것과 같은 효과를 얻게 되어 광손실이 방지된다.

상기 섬광체 패널에 대해 클램프를 고정시키는 수단으로서 도시된 실시예에서는 테이프를 예로들었으나, 접착제를 이용할 수도 있다.

본 발명은 섬광체 패널에 대해 방사선이 충돌할 때 발생되는 가시광을 측정하여 방사선량과 세기를 측정하기 위한 PMT를 광손실없이 장착하도록 이용될 수 있다.

10 : PMT 11 : 베이스
20 : 클램프 21 : 전면부
22 : 고정부 25 : 홀더
30 : 섬광체 패널 40 : 테이프

Claims (5)

1. 방사선의 충돌에 의해 가시광을 발생하는 섬광체 패널(30)에 상기 가시광을 검출하기 위한 PMT(10)를 고정하기 위한 고정수단을 구비한 섬광체에의 광증배관(PMT) 장착구조에 있어서,
   상기 고정수단은 PMT를 섬광체에 대해 접촉 상태로 유지하도록 전면부(21)에 일체로 형성되고 PMT(10)가 압입되는 원통형부재의 홀더(25)와, "ㄷ" 형태로 섬광체 패널(30)의 상면과 저면에 각각 배치되는 상부와 하부 고정부(22)를 구비한 클램프(20)로 구성되고,
   상기 클램프(20)를 섬광체 패널(30)의 상면과 저면에 대해 고정하는 고정수단으로서 클램프(20)의 상부와 하부 고정부(22)를 섬광체 패널(30)의 상면과 저면에 대하여 고정시키는 테이프(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬광체에의 광증배관(PMT) 장착구조.
   
   
   
   
   
   
   
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