KR102075466B1 - 방사선원 시스템 및 이를 구비하는 비파괴 검사 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 방사선원 시스템은, 전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총; 상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기; 및 상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟 시스템을 포함하고, 상기 타겟 시스템은, 전자빔을 조사 받으면 위치, 회전각, 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나의 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 다중 방사선 발생 표적 혼합체; 및 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.

Description

방사선원 시스템 및 이를 구비하는 비파괴 검사 시스템{RADIATION SOURCE SYSTEM AND NONDESTRUCTIVE INSPECTION SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 검사 대상체를 파괴하지 않고도 검사 대상체의 성질을 외부에서 시각적으로 파악할 수 있는 비파괴 검사 시스템에 관한 것이다.
비파괴 검사란 제품을 파괴하지 않고도 제품 내부의 성질을 외부에서 검사하는 것을 가리킨다. 그리고, 비파괴 검사 시스템이란 비파괴 검사를 구현하는 장비들의 집합을 가리킨다. 비파괴 검사와 비파괴 검사 시스템은 의료, 보안, 검역 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
비파괴 검사 시스템의 예는 다양하다. 그 중 하나는 방사선을 이용한 컨테이너 검색기다. 예를 들어, 항만 또는 공항에는 화물이나 우편물 등의 검사를 위해 컨테이너 검색기가 설치된다. 컨테이너 검색기는 수출입 화물을 적재한 컨테이너에 방사선을 조사하고, 그로부터 획득된 영상을 판독하여 컨테이너 내부의 미허가 품목이나 위험물 적재 여부 등을 검사하는 장치를 가리킨다.
대한민국 등록특허공보 제10-1304104(2013.08.29.)에는 상기 컨테이너 검색기의 일 예인 화물검색장치가 개시되어 있다. 상기 특허문헌에 개시된 화물검색장치는 X-ray와 중성자를 동시에 사용하도록 형성된다. 이종(異種) 방사선을 동시에 사용하는 이유는 하나의 방사선만으로는 검색의 한계가 존재하기 때문이다.
그러나, 이종 방사선을 동시에 사용하기 위해서는 각 방사선을 발생시킬 수 있는 장비들이 각각 구비되어야 한다는 문제점이 있다. 상기 특허문헌에 개시된 화물검색장치도 X-ray를 발생시키기 위한 장비와 중성자를 발생시키기 위한 장비를 각각 가지고 있다. 이 경우 각각의 장비를 동시에 제어해야 하는 번거로움, 장비의 설치 공간과 비용의 손실 등 개선해야 할 과제가 존재한다.
본 발명의 일 목적은 하나의 장비에서 두 종류 이상의 방사선을 발생시킬 수 있는 방사선원 시스템과 상기 방사선원 시스템을 갖는 비파괴 검사 시스템을 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 전자총, 전자 가속기, 타겟 시스템의 동기화를 통해 방사선원 시스템으로부터 발생하는 방사선의 종류를 제어할 수 있는 구성을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 다양한 종류의 방사선을 발생시킬 수 있는 타겟 시스템의 다양한 실시예를 제시하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 방사선원 시스템은, 전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총; 상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기; 및 상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟 시스템을 포함하고, 상기 타겟 시스템은, 전자빔을 조사 받으면 위치, 회전각, 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나의 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 다중 방사선 발생 표적 혼합체; 및 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 다수의 영역으로 구획되는 판으로 형성되고, 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키는 표적들이 상기 판의 각 영역마다 적어도 하나씩 배치되며, 상기 구동부는 회전축에 의해 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체와 연결되고, 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체를 회전시켜 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성된다.
상기 판은 원판으로 구성되고, 상기 표적들은 각각 부채꼴로 형성되며, 상기 구동부는 상기 회전축에 의해 상기 원판의 중심에 연결될 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 다수의 영역으로 구획되는 판(plate)으로 형성되고, 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키는 표적들이 상기 판의 각 영역마다 적어도 하나씩 배치되며, 상기 구동부는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치를 변화시켜 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성된다.
상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 어느 하나의 표적을 중심으로 상하좌우에 각각 하나씩의 표적들이 배치된 구조를 가지며, 상기 구동부는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체를 상하좌우로 선형 이동시키거나, 축에 의해 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체와 연결되어 상기 축을 피봇되게 하도록 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성되는 표적들로 형성되고, 상기 표적들은 상기 전자빔의 경로 상에 서로 중첩 가능하게 배치되며, 상기 구동부는 상기 표적들 중 적어도 하나를 상기 전자빔의 경로 상에 배치되게 하거나 상기 전자빔의 경로로부터 이탈되게 하여 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성된다.
상기 타겟 시스템은, 상기 전자빔의 경로로부터 이탈된 위치에 배치되는 축을 구비하고, 상기 표적들은 상기 전자빔의 경로를 따라 상기 축에 순차적으로 연결되며, 상기 구동부는 상기 축을 중심으로 상기 표적들을 피봇되게 하여 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 방사선원 시스템은 상기 전자총, 상기 전자 가속기 및 상기 타겟 시스템을 동기화시키도록 형성되는 트리거 시스템을 더 포함하고, 상기 트리거 시스템은 상기 전자총의 전자빔 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하기 위한 동기화 신호를 발생시킨다.
상기 구동부는 상기 트리거 시스템에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경시킬 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 전자총, 상기 전자 가속기, 및 상기 타겟 시스템은 진공 상태를 유지하면서 순차적으로 연결된다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 비파괴 검사 시스템을 개시한다. 비파괴 검사 시스템은, 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 방사선원 시스템; 상기 방사선원으로부터 발생되어 검색 대상체를 통과한 방사선을 검출하도록 형성되는 검출기 시스템; 상기 방사선원 시스템과 상기 검출기 시스템의 사이로 검색 대상체를 지나가게 하도록 작동하는 이송 시스템; 및 상기 검출기 시스템에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하도록 형성되는 영상 시스템을 포함하고, 상기 방사선원 시스템은, 전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총; 상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기; 및 상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟 시스템을 포함하고, 상기 타겟 시스템은, 전자빔을 조사 받으면 위치, 회전각, 및 표적의 수 중 적어도 하나의 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 다중 방사선 발생 표적 혼합체; 및 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치, 회전각 및 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 단일 장비에서 여러 종류의 방사선들 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시킬 수 있다. 따라서 여러 종류의 발사선을 발생시키기 위한 다수의 장비들이 불필요하여 장비의 설치 공간과 비용의 손실을 줄일 수 있다.
또한 본 발명은, 또한 트리거 시스템에서 발생하는 동기화 신호를 이용하여 방사선원 시스템에서 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있다.
또한 본 발명을 이용하면 여러 종류의 방사선을 발생시키기 위해 필요한 장비들을 개별적으로 운용해야 하는 번거로움이 해결될 수 있다.
도 1은 비파괴 검사 시스템의 일 예인 컨테이너 검색기를 보인 개념도다.
도 2는 방사선원 시스템의 개념도다.
도 3은 타겟 시스템의 제1 실시예를 보인 개념도다.
도 4는 타겟 시스템의 제2 실시예를 보인 개념도다.
도 5는 타겟 시스템의 제3 실시예를 보인 개념도다.
이하, 본 발명에 관련된 방사선원 시스템과 이를 구비하는 비파괴 검사 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 비파괴 검사 시스템의 일 예인 컨테이너 검색기(100)를 보인 개념도다.
컨테이너 검색기(100)는 화물차에 탑재된 컨테이너(10)에 방사선을 조사하여, 그로부터 컨테이너(10) 내부의 영상을 얻도록 형성된다. 이를 위해, 컨테이너 검색기(100)는 방사선원 시스템(110), 검출기 시스템(120), 이송 시스템(130) 및 영상 시스템(140)을 포함한다.
방사선원 시스템(110)은 방사선을 발생시킨다. 전자총에서 발생된 전자빔을 전자 가속기에서 가속시킨 후, 가속된 전자빔을 타겟에 충돌시키며, 타겟으로부터 방사선이 발생하게 된다.
방사선원 시스템(110)은 적어도 하나 이상의 콜리메이터(111)를 포함한다. 타겟과 검출기 시스템(120)의 사이에 배치되며, 타겟으로부터 발생되는 방사선을 비파괴 검사에 적합하도록 가공한다.
특히 본 발명의 방사선원 시스템(110)은 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성된다. 상기 방사선원 시스템(110)은 여러 종류의 방사선을 발생시키기 위해 각 방사선 종류마다 장비들을 필요로 하는 것이 아니라, 하나의 전자총과 하나의 전자 가속기, 그리고 다중 방사선 발생 표적 혼합체만을 필요로 한다. 이에 대하여는 후술한다.
검출기 시스템(120)은 방사선원 시스템(110)으로부터 발생되어 검색 대상체를 통과한 방사선을 검출하도록 형성된다. 여기서 검색 대상체란 컨테이너(10)를 가리킨다.
이송 시스템(130)은 방사선원 시스템(110)과 검출기 시스템(120)의 사이로 검색 대상체를 지나가게 하도록 작동한다. 예컨대 컨테이너(10)가 탑재된 화물차의 바퀴를 이송 시스템(130)에 거치시키면, 이송 시스템(130)이 화물차를 선형으로 이동시킨다. 이송 시스템(130)에 의해 컨테이너(10)가 방사선원 시스템(110)과 검출기 시스템(120)의 사이를 지나가는 동안, 방사선원 시스템(110)에서 발생된 방사선이 컨테이너(10)에 조사된다. 그리고 컨테이너(10)를 통과한 방사선은 검출기 시스템(120)에서 검출된다.
영상 시스템(140)은 검출기 시스템(120)에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하도록 형성된다. 더욱 선명하고, 정확한 영상을 생성하기 위해 듀얼 에너지의 방사선, 이종 방사선이 이용될 수 있다.
이하에서는 단일 장비의 방사선원 시스템(110)에서 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시킬 수 있는 구성에 대하여 설명한다.
도 2는 방사선원 시스템(110)의 개념도다.
방사선원 시스템(110)은 전자총(112), 전자 가속기(113), 및 타겟 시스템(114)을 포함한다.
전자총(112)은 전자빔(E)을 발생시키도록 형성된다. 전자총(112)은 전극을 구비하며, 전극에 전류가 인가되면 전자빔(E)이 발생될 수 있다.
전자 가속기(113)는 전자총(112)에서 발생되는 전자빔(E)을 가속하도록 형성된다. 전자 가속기(113)에 구비되는 번처 캐비티(buncher cavity)와 가속 캐비티(acceleration cavity)를 순차적으로 통과하면서 전자빔(E)이 가속된다.
타겟 시스템(114)은 전자 가속기(113)에서 가속된 전자빔(E)을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성된다. 전자총(112), 전자 가속기(113), 및 타겟 시스템(114)은 순차적으로 연결되며, 고진공 상태를 유지한다. 전자 가속기(113)와 타겟 시스템(114)은 고진공 플랜지(116)에 의해 연결된다.
본 발명의 타겟 시스템(114)은 하나의 전자총(112)에서 발생되어 하나의 전자 가속기(113)에서 가속된 전자빔(E)을 조사받아 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 발생시킬 수 있다. 타겟 시스템(114)은 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키기 위해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)와 구동부(114b)를 포함한다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성된다. 여기서 다중 방사선이란 여러 종류의 방사선을 의미한다. 표적 혼합체란 어느 한 방사선을 발생시키는 표적을 복수로 갖는다는 것을 의미한다. 또한 변수란 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치, 회전각, 표적의 수, 표적의 종류 중 적어도 하나를 가리킨다.
구동부(114b)는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치, 회전각 및 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공한다. 변수가 위치라면 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 이동시켜 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치를 변화시킨다. 변수가 회전각이라면 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 회전시켜 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전각을 변화시킨다. 변수가 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수라면, 구동부(114b)는 표적들 중 적어도 일부를 상기 전자빔(E)의 경로상에 배치되게 하거나 상기 전자빔(E)의 경로상으로부터 이탈되게 한다. 따라서 구동부(114b)는 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수를 변화시킨다.
타겟 시스템(114)은 트리거 시스템(115)을 더 포함한다. 예컨대 신호 발생기는 트리거 시스템(115)으로 이용될 수 있다. 방사선원 시스템(110)으로부터 발생되는 방사선의 종류는 전자빔(E)이 타겟 시스템(114)의 어느 표적에 충돌하느냐에 따라 결정된다. 따라서 방사선원 시스템(110)으로부터 발생되는 방사선의 종류나 발생 주기를 조절하기 위해서는 전자총(112), 전자 가속기(113), 그리고 타겟 시스템(114)이 동기화되어야 한다.
타겟 시스템(114)의 여러 실시예에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 타겟 시스템(114)의 제1 실시예를 보인 개념도다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 다수의 영역으로 구획되는 판으로 형성된다. 예컨대 판의 형태는 원판일 수 있다. 상기 판의 각 영역에는 표적들(114a1, 114a2, 114a3)이 적어도 하나씩 배치된다.
도 3에 도시된 바와 같이 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 3개의 영역으로 구획될 수 있다. 각 영역마다 표적(114a1, 114a2, 114a3)이 하나씩 배치되면, 각 표적들(114a1, 114a2, 114a3)은 부채꼴로 형성된다.
각 표적들(114a1, 114a2, 114a3)은 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성된다. 예컨대 제1 영역에는 엑스선 발생용 표적이 배치되고, 제2 영역에는 중성자 발생용 표적이 배치되고, 제3 영역에는 감마선 발생용 표적이 배치될 수 있다. 만약 어느 하나의 영역이 비어 있다면 전자빔(E)이 충돌하지 않고 지나가 버리므로, 이 비어 있는 영역은 전자빔(E) 발생용 표적이라고 볼 수 있다.
원판 형태의 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)가 몇 개의 영역으로 구획될 것인지, 각 영역의 크기는 얼마일지, 각 영역에 어떤 표적이 배치될지는 방사선원 시스템(110)의 설계에 따라 정해질 수 있다.
구동부(114b)는 회전력을 발생시키는 모터로 구성된다. 모터가 회전축(114c)에 의해 원판의 중심에 연결되면, 모터에서 발생된 회전력이 회전축(114c)을 통해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)에 전달될 수 있다. 이에 따라 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 회전축(114c)을 중심으로 회전될 수 있다.
전자빔(E)은 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 중심을 향해 조사되는 것이 아니라 상기 중심으로부터 편심된 위치에 조사된다. 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 중심으로부터 편심된 위치에 전자빔(E)을 조사받을 수 있는 위치에 설치된다.
이 실시예에서 어떤 표적(114a1, 114a2, 114a3)이 전자빔(E)을 조사받는지는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전각에 의해 결정된다. 이를테면 구동부(114b)가 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 회전시켜 전자빔(E)을 조사받는 표적(114a1, 114a2, 114a3)을 결정할 수 있다.
앞선 예에서 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)가 회전함에 따라 제1 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면, 엑스선이 발생하게 된다. 마찬가지로 제2 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면 중성자가 발생하게 된다. 제3 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면 감마선이 발생하게 된다.
트리거 시스템(115)은 전자총(112)의 전자빔(E) 발생 속도에 맞춰 상기 표적들(114a1, 114a2, 114a3)의 회전각을 변경하기 위한 동기화 신호를 발생시킨다. 구동부(114b)는 트리거 시스템(115)에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 표적들(114a1, 114a2, 114a3)의 회전각을 변경시킨다. 트리거 시스템(115)에 의해 전자총(112), 전자 가속기(113), 그리고 타겟 시스템(114)이 동기화되면, 방사선원 시스템(110)으로부터 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있다.
예를 들어 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역이 모두 같은 크기를 갖는다면 부채꼴의 중심각은 120°다. 그리고 전자빔(E)의 발생 반복률이 300Hz라고 가정해 본다. 트리거 시스템(115)에 의해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전 속도가 전자빔(E) 발생 반복률과 마찬가지로 300Hz로 동기화 된다면, 100Hz당 한번씩 서로 다른 종류의 방사선이 발생될 수 있을 것이다.
이와 같이 표적의 크기(부채꼴의 중심각), 표적의 종류, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전각, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전 속도 등은 방사선원 시스템(110)에 발생하는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기를 결정하는 변수가 될 수 있다.
도 4는 타겟 시스템(214)의 제2 실시예를 보인 개념도다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)는 다수의 영역으로 구획되는 판으로 형성된다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)는 다수의 영역으로 구획되는 판으로 형성된다. 예컨대 판의 형태는 십자 형태의 판일 수 있다. 상기 판의 각 영역에는 표적들이 적어도 하나씩 배치된다.
도 4에 도시된 바와 같이 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)는 5개의 영역으로 구획될 수 있다. 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)는 어느 하나의 표적을 중심으로 상하좌우에 각각 하나씩의 표적들이 배치된 구조를 갖는다. 각 영역마다 표적이 하나씩 배치되면, 각 표적들은 사각형의 모양을 갖는다.
각 표적들은 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성된다. 만약 어느 하나의 영역이 비어 있다면 전자빔(E)이 충돌하지 않고 지나가 버리므로, 이 비어 있는 영역은 전자빔(E) 발생용 표적이라고 볼 수 있다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)가 몇 개의 영역으로 구획될 것인지, 각 영역의 크기는 얼마일지, 각 영역에 어떤 표적이 배치될지는 방사선원 시스템(210)의 설계에 따라 정해질 수 있다.
구동부(214b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)의 위치를 변화시키도록 형성된다. 예컨대 구동부(214b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)를 상하좌우로 선형 이동시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로 구동부(214b)는 축(214c)에 의해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)와 연결되어 상기 축(214c)을 피봇(pivot)되게 하도록 형성될 수 있다.
도 4에는 구동부(214b)가 축(214c)을 피봇되게 하는 예가 도시되어 있다. 구동부(214b)가 축(214c)을 피봇되게 하면, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)는 상하좌우로 선형 이동될 수 있다.
이 실시예에서 어떤 표적이 전자빔(E)을 조사받는지는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)의 위치에 의해 결정된다. 이를테면 구동부(214b)가 판의 위치를 변화시켜 전자빔(E)을 조사받는 표적을 결정할 수 있다.
트리거 시스템은 전자총(212)의 전자빔(E) 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 위치를 변경하기 위한 동기화 신호를 발생시킨다. 구동부(214b)는 트리거 시스템에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 표적들의 위치를 변경시킨다. 앞선 예와 마찬가지로 트리거 시스템에 의해 전자총(212), 전자 가속기(213), 그리고 타겟 시스템(214)이 동기화되면, 방사선원 시스템(210)으로부터 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있다.
이와 같이 표적의 크기(사각형의 크기), 표적의 종류, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)의 위치, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(214a)의 선형 이동 속도, 축(214c)의 피봇 속도 등은 방사선원 시스템(210)에 발생하는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기를 결정하는 변수가 될 수 있다.
도 5는 타겟 시스템(314)의 제3 실시예를 보인 개념도다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(314a)는 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성되는 표적들(314a1, 314a2, 314a3)로 형성된다. 표적들(314a1, 314a2, 314a3)은 판의 형상을 가질 수 있다. 그리고 이 표적들(314a1, 314a2, 314a3)은 전자빔(E)의 경로 상에 서로 중첩 가능하게 배치된다.
구동부(314b)는 표적들(314a1, 314a2, 314a3) 중 적어도 하나를 전자빔(E)의 경로 상에 배치되게 하거나 전자빔(E)의 경로로부터 이탈되게 하여 전자빔(E)을 조사받는 표적들(314a1, 314a2, 314a3)을 결정한다. 예컨대 전자빔(E)의 경로로부터 이탈된 위치에 축(314c)이 구비되고, 표적들(314a1, 314a2, 314a3)은 전자빔(E)의 경로를 따라 축(314c)에 순차적으로 피봇 가능하게 연결될 수 있다.
이때 표적들(314a1, 314a2, 314a3)로부터 축(314c)으로 연결되는 구성을 로드(rod)(314d)라고 할 수 있다. 각각의 구동부(314b1, 314b2, 314b3)는 각 로드(314c)에 연결될 수 있다.
구동부(314b)가 축(314c)을 중심으로 표적들(314a1, 314a2, 314a3)을 피봇되게 하면 표적들(314a1, 314a2, 314a3)을 전자빔(E)의 경로상에 배치되게 하거나 상기 전자빔(E)의 경로로부터 이탈되게 할 수 있다. 따라서 구동부(314b)가 축(314c)을 중심으로 표적들(314a1, 314a2, 314a3)을 피봇되게 하면 전자빔(E)을 조사받는 표적을 결정할 수 있다.
방사선원 시스템(310)으로부터 발생되는 방사선의 종류는 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치되는 표적들(314a1, 314a2, 314a3)의 수와 종류에 따라 결정된다. 구동부(314b)가 축(314c)을 중심으로 표적들(314a1, 314a2, 314a3)을 피봇되게 하면 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치되는 표적들(314a1, 314a2, 314a3)의 수와 종류가 달라진다.
예컨대 도 5와 같이 표적들(314a1, 314a2, 314a3) 중 두 개가 전자빔(E)의 경로 상에 배치된다면, 전자빔(E)의 두 개의 표적들(314a1, 314a2, 314a3)과 충돌될 수 있고 이 경우에는 중성자가 발생될 수 있다. 만일 두 개의 표적들(314a1, 314a2, 314a3) 중 하나가 전자빔(E)의 경로 상으로부터 이탈된다면, 전자빔(E)은 하나의 표적만 충돌될 수 있고 이 경우에는 엑스선이 발생될 수 있다. 만일 모든 표적들(314a1, 314a2, 314a3)이 전자빔(E)의 경로상으로부터 이탈된다면 방사선원 시스템(310)으로부터 전자빔(E)이 발생할 것이다.
트리거 시스템은 전자총(312)의 전자빔(E) 발생 속도에 맞춰 상기 전자빔(E)의 경로 상에 중첩된 표적의 수를 변경하기 위한 동기화 신호를 발생시킨다. 구동부(314b)는 트리거 시스템에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 전자빔(E)의 경로 상에 중첩된 표적의 수를 변경시킨다. 앞선 예와 마찬가지로 트리거 시스템에 의해 전자총(312), 전자 가속기(313), 그리고 타겟 시스템(314)이 동기화되면, 방사선원 시스템(310)으로부터 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있다.
이상에서 설명된 다중 방사선 발생 표적 혼합체와 구동부가 타겟 시스템에 구비된다면, 복수의 전자총과 복수의 전자 가속기가 구비되지 않더라도 하나의 전자총과 하나의 전자 가속기로도 여러 종류의 방사선을 선택적으로 발생시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 방사선 종류별로 갖추어야 했던 장비들의 설치 공간, 비용 손실들을 줄일 수 있다.
뿐만 아니라 방사선원 시스템에서 발생되는 방사선의 종류와 발생 주기 등이 트리거 시스템에 의해 제어될 수 있다.
이상에서 설명된 방사선원 시스템 및 이를 구비하는 비파괴 검사 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총;
    상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기;
    상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟 시스템; 및
    상기 전자총, 상기 전자 가속기 및 상기 타겟 시스템을 동기화하는 트리거 시스템을 포함하고,
    상기 타겟 시스템은,
    전자빔을 조사 받으면 위치, 회전각, 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나의 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 다중 방사선 발생 표적 혼합체; 및
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
    상기 여러 종류의 방사선은 전자빔, 엑스선, 중성자, 감마선을 포함하며,
    상기 트리거 시스템은, 상기 전자총의 전자빔 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하기 위한 동기화 신호를 발생하여, 상기 여러 종류의 방사선의 발생 주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 다수의 영역으로 구획되는 판으로 형성되고,
    서로 다른 종류의 방사선을 발생시키는 표적들이 상기 판의 각 영역마다 적어도 하나씩 배치되며,
    상기 구동부는 회전축에 의해 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체와 연결되고, 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체를 회전시켜 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판은 원판으로 구성되고,
    상기 표적들은 각각 부채꼴로 형성되며,
    상기 구동부는 상기 회전축에 의해 상기 원판의 중심에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 다수의 영역으로 구획되는 판(plate)으로 형성되고,
    서로 다른 종류의 방사선을 발생시키는 표적들이 상기 판의 각 영역마다 적어도 하나씩 배치되며,
    상기 구동부는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치를 변화시켜 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 어느 하나의 표적을 중심으로 상하좌우에 각각 하나씩의 표적들이 배치된 구조를 가지며,
    상기 구동부는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체를 상하좌우로 선형 이동시키거나, 축에 의해 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체와 연결되어 상기 축을 피봇되게 하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체는 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성되는 표적들로 형성되고,
    상기 표적들은 상기 전자빔의 경로 상에 서로 중첩 가능하게 배치되며,
    상기 구동부는 상기 표적들 중 적어도 하나를 상기 전자빔의 경로 상에 배치되게 하거나 상기 전자빔의 경로로부터 이탈되게 하여 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 타겟 시스템은,
    상기 전자빔의 경로로부터 이탈된 위치에 배치되는 축을 구비하고,
    상기 표적들은 상기 전자빔의 경로를 따라 상기 축에 순차적으로 연결되며,
    상기 구동부는 상기 축을 중심으로 상기 표적들을 피봇되게 하여 전자빔을 조사받는 표적을 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 트리거 시스템에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경시키는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자총, 상기 전자 가속기, 및 상기 타겟 시스템은 진공 상태를 유지하면서 순차적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선원 시스템.
  11. 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 방사선원 시스템;
    상기 방사선원으로부터 발생되어 검색 대상체를 통과한 방사선을 검출하도록 형성되는 검출기 시스템;
    상기 방사선원 시스템과 상기 검출기 시스템의 사이로 검색 대상체를 지나가게 하도록 작동하는 이송 시스템; 및
    상기 검출기 시스템에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하도록 형성되는 영상 시스템을 포함하고,
    상기 방사선원 시스템은,
    전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총;
    상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기;
    상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟 시스템; 및
    상기 전자총, 상기 전자 가속기 및 상기 타겟 시스템을 동기화하는 트리거 시스템을 포함하고,
    상기 타겟 시스템은,
    전자빔을 조사 받으면 위치, 회전각, 및 표적의 수 중 적어도 하나의 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성되는 다중 방사선 발생 표적 혼합체; 및
    상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체의 위치, 회전각 및 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
    상기 여러 종류의 방사선은 전자빔, 엑스선, 중성자, 감마선을 포함하며,
    상기 트리거 시스템은, 상기 전자총의 전자빔 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하기 위한 동기화 신호를 발생하여, 상기 여러 종류의 방사선의 발생 주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.
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