KR102157233B1 - Nondestructive inspection system using neutron ray and x-ray - Google Patents
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Abstract
본 발명은, X-선과 중성자선을 생성한 후 검사대상체를 향해 조사하는 방사선 발생부; 상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이동부; 상기 검사대상체를 투과한 X-선 및 중성자선을 각각 검출하도록 구성되는 방사선 검출부; 및 상기 검사대상체를 투과한 X-선과 중성자선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득하기 위한 영상시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention, after generating X-rays and neutron rays, the radiation generating unit for irradiating toward the object to be examined; An inspection object moving unit that changes the position of the inspection object; A radiation detection unit configured to detect X-rays and neutron rays that have passed through the object to be examined, respectively; And an imaging system for acquiring image information of the object by using the radiation information detected from the X-rays and the neutron rays transmitted through the object to be inspected.
Description
본 발명은 중성자선과 엑스선을 사용하여 검사대상체의 성질을 외부에서 분석할 수 있는 비파괴 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive inspection system capable of externally analyzing the properties of an object to be inspected using neutron rays and X-rays.
비파괴 검사란 제품을 파괴하지 않고도 제품 내부의 성질을 외부에서 검사하는 것을 의미한다. 비파괴 검사 시스템이란 비파괴 검사를 구현하는 장비들의 집합을 가리킨다. 비파괴 검사와 비파괴 검사 시스템은 의료, 보안, 검역 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.Non-destructive testing means testing the properties of the product from the outside without destroying the product. The non-destructive inspection system refers to a set of equipment that implements non-destructive inspection. Non-destructive testing and non-destructive testing systems are used in various fields such as medical, security, and quarantine.
비파괴 검사 시스템의 예는 다양하다. 그 중 하나는 방사선을 이용한 컨테이너 검색기다. 컨테이너 검색기를 통해, 항만 또는 공항에서는 화물이나 우편물 등의 신속한 검사가 가능하게되며, 수출입 화물을 적재한 컨테이너에 방사선을 조사하고 그로부터 획득된 영상을 판독하여 컨테이너 내부의 미허가 품목이나 위험물 적재 여부 등을 검사할 수 있게 된다.Examples of non-destructive inspection systems are numerous. One of them is a container scanner using radiation. Through the container search machine, it is possible to quickly inspect cargo or mail at ports or airports, and by irradiating the container loaded with import/export cargo and reading the images obtained therefrom, whether unauthorized items or dangerous goods are loaded inside the container, etc. Can be tested.
대한민국 등록특허공보 제10-1304104(2013.08.29.)에는 컨테이너 검색기의 일 예인 화물검색장치가 개시되어 있다. 특허문헌에 개시된 화물검색장치는 X-선과 중성자선을 동시에 사용하며, 이종(異種) 방사선을 동시에 사용하는데, 이는 하나의 방사선만으로는 화물 검색의 한계가 존재하기 때문이다.Korean Patent Publication No. 10-1304104 (2013.08.29.) discloses a cargo search device that is an example of a container searcher. The cargo retrieval device disclosed in the patent document simultaneously uses X-rays and neutron rays, and uses heterogeneous radiation at the same time, because there is a limitation of cargo retrieval with only one radiation.
예를 들면, X-선만을 조사하는 경우에 검색대상물의 형태를 육안으로 볼 수 있으나, 검색대상물의 물질 정보에 대하여는 알 수 없고, 중성자선만을 조사하는 경우에 검색대상물의 물질 정보에 대하여 알 수 있으나, 검사 대상체의 형태에 관해서는 탐지가 어려운 한계가 있다.For example, when only X-rays are irradiated, the shape of the object to be searched can be seen with the naked eye, but the substance information of the object to be searched is not known, and when only neutron rays are irradiated, the information on the object to be searched However, it is difficult to detect the shape of the object to be examined.
한편, 종래의 X-선과 중성자선을 동시에 사용하는 비파괴 검사 시스템은, X-선 검출장치와 중성자선 검출장치가 서로 분리되어 있으며, X-선 발생장치에서 발생된 X-선과와 중성선 발생장치에서 발생된 중성선이 검사 대상체에 각각 조사되면, X-선 검출장치는 검색대상체를 통과한 X-선을 검출하여 검색대상체의 형태정보를 탐지하고, 중성자선 검출장치는 검색대상물을 통과한 중성자선을 검출하여 검색대상체의 물질정보를 탐지하도록 구성된다.On the other hand, in the conventional non-destructive inspection system using X-ray and neutron rays at the same time, the X-ray detection device and the neutron ray detection device are separated from each other, and in the X-rays generated by the X-ray generator and the neutral ray generator When the generated neutron rays are respectively irradiated to the object, the X-ray detection device detects the X-rays passing through the object to be searched to detect the shape information of the object to be searched, and the neutron ray detection device detects the neutron rays that have passed through the object to be searched. It is configured to detect and detect material information of a search target.
다만, 종래의 X-선 검출을 위한 X-선 영상모듈과 중성자선 검출을 위한 중성자선 영상모듈은 서로 별개로 제작되므로, 제작 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 두 가지 종류의 방사선을 각각 검사 대상체에 조사한 후 투과된 방사선으로부터 검사 대상체의 영상 정보를 각각 획득해야 하므로 시스템이 대형화되어야 하는 문제점이 있다.However, since the conventional X-ray image module for X-ray detection and the neutron ray image module for neutron ray detection are manufactured separately from each other, there is a problem in that manufacturing cost increases. In addition, since the two types of radiation are irradiated to the object and then image information of the object should be obtained from the transmitted radiation, the system has to be enlarged.
본 발명의 일 목적은, 중성자와 X-선을 동시에 발생시키고 검사대상체에 조사한 후, 검사대상체에 투과된 영상 정보를 획득하도록 이루어지는 비파괴 검사 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a non-destructive inspection system configured to simultaneously generate neutrons and X-rays, irradiate an object to be inspected, and then acquire image information transmitted to the object to be inspected.
본 발명의 다른 일 목적은, 중성자와 X-선을 발생 및 검출하기 위해, 종래에 두 대로 분리 구성되는 것을 하나의 장치로 통합하여, 장치의 소형화 및 경량화를 도모하여 이동형 복합방사선 비파괴 검사 시스템의 개발에 적용하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to integrate two conventionally separated configurations into a single device to generate and detect neutrons and X-rays, thereby miniaturizing and reducing the weight of the device to provide a mobile composite radiation non-destructive inspection system. It is for application in development.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템은, X-선과 중성자선을 생성한 후 검사대상체를 향해 조사하는 방사선 발생부; 상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이동부; 상기 검사대상체를 투과한 X-선 및 중성자선을 각각 검출하도록 구성되는 방사선 검출부; 및 상기 검사대상체를 투과한 X-선과 중성자선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득을 위한 영상시스템을 포함하도록 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the non-destructive inspection system according to the present invention comprises: a radiation generating unit that generates X-rays and neutron rays and then irradiates them toward an object to be inspected; An inspection object moving unit that changes the position of the inspection object; A radiation detection unit configured to detect X-rays and neutron rays that have passed through the object to be examined, respectively; And an imaging system for acquiring image information of the inspection object by using radiation information detected from X-rays and neutron rays that have passed through the inspection object.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 방사선 발생부는, 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 타겟시스템을 포함하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the radiation generating unit includes: an electron gun configured to generate an electron beam; An electron accelerator connected to the electron gun and configured to accelerate an electron beam generated from the electron gun; And a target system connected to the electron accelerator and configured to generate radiation by receiving an electron beam accelerated by the electron accelerator.
이때, 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 포함하도록 구성될 수 있다.In this case, the target system, when irradiated with the electron beam, selectively generates at least one of several types of radiation according to at least one variable among a position, a rotation angle, and a number of targets overlapping on the path of the electron beam. Multiple radiation generating target mixtures formed; And a driving unit that provides a driving force to change at least one of a position of the multiple radiation-generating target mixture, a rotation angle, and the number of targets disposed to overlap on the path of the electron beam.
또한, 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 이루어질 수 있다.In addition, the multiple radiation generating target mixture is formed as a plate divided into a plurality of areas, targets generating different types of radiation are disposed at least one for each area of the plate, and the driving unit It is connected to the radiation-generating target mixture, and may be configured to determine a target to be irradiated with the electron beam by rotating the multiple radiation-generating target mixture.
이때, 상기 판은 원판으로 구성되고, 상기 표적들은 각각 부채꼴로 형성되며, 상기 구동부는 상기 회전축에 의해 상기 원판의 중심에 연결되도록 구성될 수 있다.In this case, the plate may be configured as a disc, the targets may be formed in a fan shape, and the driving unit may be configured to be connected to the center of the disc by the rotation shaft.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 방사선 발생부는, 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 발생시키도록 구성될 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the radiation generating unit further includes a trigger system configured to synchronize the electron gun, the electron accelerator, and the target system, wherein the trigger system includes: the electron beam generation rate of the electron gun It may be configured to generate a synchronization signal for changing at least one of the positions of the targets, the rotation angle of the targets, and the number of targets superimposed on the path of the electron beam.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 검사대상체 이동부는, 상기 검사대상체가 위치되는 원판플레이트; 상기 원판플레이트의 하부에 결합되어 상기 원판플레이트의 거동을 형성하는 지지기둥; 및 상기 지지기둥의 하단부에 설치되어 지면을 지지하도록 이루어지는 레그를 포함하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the inspection object moving unit includes: a disk plate on which the inspection object is located; A support column coupled to a lower portion of the disk plate to form a behavior of the disk plate; And a leg installed at the lower end of the support column to support the ground.
이때, 상기 지지기둥의 내측에는 상기 원판플레이트의 상하 병진 운동과 시계 또는 반시계 방향으로의 회전 운동이 가능하도록 모터가 설치될 수 있다.In this case, a motor may be installed inside the support column to enable vertical translation of the disk plate and rotational movement in a clockwise or counterclockwise direction.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 방사선 검출부는, 상기 방사선 발생부로부터 시간차를 두고 X-선과 중성자선의 조사시 동기화 신호를 발생시키는 동기화 유닛; 및 상기 동기화 신호에 따라 상기 X-선 또는 중성자선을 검출하는 방사선 검출 유닛을 포함하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the radiation detection unit includes: a synchronization unit that generates a synchronization signal when X-rays and neutron rays are irradiated with a time difference from the radiation generation unit; And a radiation detection unit that detects the X-ray or neutron ray according to the synchronization signal.
이때, 상기 동기화 유닛은, 상기 방사선 발생부의 X-선 또는 중성자선의 조사 시점과 상기 방사선 검출부의 검출 시점을 서로 동기화시키도록 구성될 수 있다.In this case, the synchronization unit may be configured to synchronize the timing of irradiation of the X-ray or neutron beam of the radiation generating unit and the detection timing of the radiation detection unit with each other.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 검사대상체 이동부에 인접하게 설치되어, 상기 검사대상체로부터 발생되는 방사선을 검출하도록 이루어지는 방사선 탐지부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, it may further include a radiation detection unit installed adjacent to the moving portion of the object to be examined, configured to detect radiation generated from the object to be examined.
또한, X-선 또는 중성자선의 외부 누설을 제한하도록, 상기 X-선 또는 중성자선의 진행 경로를 따라 주위에 형성되는 차폐부를 더 포함할 수 있다.In addition, to limit external leakage of X-rays or neutron rays, a shielding portion formed around the X-rays or neutron rays may be further included.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 X-선과 중성자선은, 상기 방사선 발생부로부터 서로 번갈아 가면서 기설정된 시간차를 두고 발생되어 상기 방사선 검출부를 향해 조사될 수 있다.According to an exemplary embodiment related to the present invention, the X-rays and neutron rays may be generated alternately from the radiation generating unit with a preset time difference and irradiated toward the radiation detection unit.
본 발명과 관련된 일 실시예에 따르면, 상기 방사선 검출부는, 방사선 발생장치의 X-선 또는 중성자선의 조사 시점과 동기화되도록 이루어져 상기 검사대상체를 투과한 X-선과 중성자선을 검출하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the radiation detection unit may be configured to be synchronized with an irradiation time of X-rays or neutron rays of the radiation generating device to detect X-rays and neutron rays that have passed through the object to be examined.
이때, 상기 방사선 검출부는, 수직방향으로 연장되고 직사각형의 기둥 형태로 형성되는 방사선 검출부 본체; 및 상기 방사선 검출부 본체의 내부에 적층되게 설치되어, 상기 방사선 발생부에서 조사된 X-선과 중성자선을 검출하도록 복수의 방사선 영상센서 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.In this case, the radiation detector may include a radiation detector body extending in a vertical direction and formed in a rectangular column shape; And a plurality of radiation image sensor modules installed to be stacked inside the body of the radiation detection unit to detect X-rays and neutron rays irradiated from the radiation generation unit.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.The non-destructive inspection system according to the present invention will be described as follows.
방사선 발생부에서 X-선과 중성자선을 동시에 발생시킬 수 있으며 이를 검사 대상체에 투과시킨 후, 투과된 영상 정보에 근거하여 검사대상체의 물질 분별이 가능하게 된다.The radiation generating unit may generate X-rays and neutron rays at the same time, and after transmitting them to the object, it is possible to classify a substance of the object to be examined based on the transmitted image information.
또한, 방사선 발생부로부터 X-선과 중성자선을 시간차를 두고 교대로 조사하고 방사선 발생부와 방사선 검출부를 동기화시켜, 동기화 신호에 따라X-선과 중성자선의 두 신호를 구분하여 처리함으로써 높은 해상도를 유지하면서 물질정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 된다.In addition, X-rays and neutron rays are alternately irradiated from the radiation generation unit with a time difference, and the radiation generation unit and the radiation detection unit are synchronized to separate and process two signals, X-rays and neutron rays, while maintaining high resolution. Images containing material information can be implemented.
또한, X-선에만 의존하던 기술과 차별화되어 중성자를 이용하여 물질정보까지 파악할 수 있으며 컴팩트한 구조를 가지는 비파괴 검사 시스템에 의해, 사회 안전망 구축을 위한 보안검색기 등에 활용할 수 있게 된다.In addition, since it is differentiated from the technology that only depended on X-rays, it is possible to grasp material information using neutrons, and by the non-destructive inspection system having a compact structure, it can be used for security screening for building a social safety net.
도 1은, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는, 방사선 발생부의 내부 모습을 나타내는 개념도이다.
도 3은, 타겟 시스템의 모습을 나타내는 개념도이다.
도 4는, 검사 대상체 이동부의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5, 도 1 비파괴 시스템을 측면에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 6은, 본 발명의 따른 비파괴 검사 시스템(100)의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 검사대상체를 투과한 X- 선과 중성자선을 통해 영상정보를 획득하는 과정을 나타내는 흐름도이다.1 is a conceptual diagram showing a non-destructive inspection system according to the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing the interior of a radiation generating unit.
3 is a conceptual diagram showing a state of a target system.
4 is a perspective view showing a state of an object moving part.
Fig. 5 and Fig. 1 are conceptual diagrams showing a non-destructive system viewed from the side.
6 is a diagram showing another embodiment of the
7 is a flowchart illustrating a process of acquiring image information through X-rays and neutron rays transmitted through an object to be examined.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
도 1은 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a
비파괴 검사 시스템(100)은 제품을 파괴하지 않고도 제품 내부의 성질을 외부에서 검사하는 것을 의미하는 것으로, 비파괴 검사를 구현하기 위한 장비들의 집합을 가리킨다. 비파괴 검사 시스템(100)은 의료, 보안, 검역 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 특히, 항공 수화물의 검색, 항만 또는 공항에서 화물이나 우편물 등의 검사, 수출입 화물을 적재한 컨테이너를 검색하기 위한 컨테이너 검색장치 등에 응용될 수 있다.The
비파괴 검사 시스템(100)은, 검사대상체(10)에 방사선을 조사하고 투과된 방사선 정보를 통해 검사대상체(10)의 내부 영상을 얻는 시스템을 의미한다. 여기서, 검사대상체(10)란, 항공 수화물, 컨테이너, 보안 검색 대상용 여행자 가방 등 다양한 것을 의미할 수 있다.The
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은 검사대상체(10)를 통과한 X-선(11)과 중성자선(12)을 검출하고, 검사대상체(10)에 관한 영상 정보를 획득하도록 구성된다. 비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110), 검사 대상체 이동부(120), 방사선 검출부(130) 및 영상 시스템(미도시)을 포함하도록 구성된다.The
방사선 발생부(110)는 X-선(11)과 중성자선(12)을 일체로 발생시키고 검사대상체(10)에 조사되도록 구성된다. 이때, X-선(11)은 검사대상체(10)의 형태 정보를 검색하기 위해 검사대상체(10)에 조사될 수 있으며, 중성자선(12)은 검사 대상체(10)의 물질 정보, 예를 들면 PVC, Graphite, Sugar, Wood, Glass, 방사성 물질, Al, Fe, Pb 등을 검색하기 위해 조사될 수 있다.The
방사선 발생부(110)는 방사선을 발생시키도록 구성되는 것으로, 예를 들면, 전자총(112, 도 2 참고)에서 발생된 전자빔을 전자 가속기(113)에서 가속시킨 후, 가속된 전자빔을 타겟(114)에 충돌시켜 타겟으로부터 방사선을 형성시킬 수 있다. 이에 관한 자세한 내용은 후술하기로 한다.The
검사 대상체 이동부(120)는 검사대상체(10)의 위치를 가변시키는 역할을 하는 것으로, 검사 대상체 이동부(120)에 위치되는 검사대상체(10)를 상하 병진운동시키거나, 시계 또는 반시계 방향으로 회전시켜 검사대상체(10)에 방사선이 조사하는 역할을 한다.The
방사선 검출부(130)는 방사선 발생부(110)로부터 발생된 X-선(11)과 중성자선(12)을 검사대상체(10)를 통과한 후, 이를 각각 검출하는 역할을 한다. 방사선 검출부(130)는, 방사선 검출부 본체(131)와 복수의 방사선 영상 센서 모듈(132)을 포함하도록 이루어진다.The
영상 시스템(미도시)은 방사선 검출부(130)에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하는 역할을 하는 것으로, 검사대상체(10)를 투과한 X-선(11)과 중성자선(12)에 근거하여, 검사대상체(10)에 관한 영상을 생성하는 역할을 하도록 이루어진다.The imaging system (not shown) plays a role of generating an image based on the result detected by the
도 2는, 방사선 발생부(110)의 내부 모습을 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the interior of the
방사선 발생부(110)는 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 형성된다. 방사선 발생부(110)는, 여러 종류의 방사선 중 X-선(11)과 중성자선(12)을 시간차를 두고 교대로 발생시키도록 이루어진다. 예를 들면, X-선(11)과 중성자선(12)은 300~400 Hz의 시간차를 두고 서로 번갈아 가면서 조사되도록 구성될 수 있다.The
방사선 발생부(110)는 여러 종류의 방사선을 발생시키기 위해 각 방사선 종류마다 장비들을 필요로 하는 것이 아니라, 하나의 전자총과 하나의 전자 가속기, 그리고 다중 방사선 발생 표적 혼합체만 요구된다.The
또한, 방사선 발생부(110)는 적어도 하나 이상의 콜리메이터(미도시)를 포함할 수 있다. 콜리메이터(미도시)는 타겟과 방사선 검출부(130)의 사이에 배치되는 것으로, 후술할 타겟시스템(114)으로부터 발생되는 방사선을 비파괴 검사에 적합하도록 가공하는 역할을 한다.In addition, the
방사선 발생부(110)은 전자총(112), 전자 가속기(113), 및 타겟 시스템(114)을 포함하도록 구성될 수 있다.The
전자총(112)은 전자빔(E)을 발생시키는 것으로, 전자총(112)은 전극을 구비하며 전극에 전류가 인가되면 전자빔(E)이 발생될 수 있게 된다.The
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.The
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.The
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.The
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 변수에 따라 여러 종류의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시킬 수 있다. 여기서 다중 방사선은 X-선과 중성자를 의미할 수 있다. 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 의미할 수 있다.The multiple radiation generating
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 위치인 경우, 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 이동시켜 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치를 변화시킨다. 변수가 회전각인 경우, 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 회전시켜 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전각을 변화시키게 된다. 변수가 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수인 경우, 구동부(114b)는 표적들 중 적어도 일부를 상기 전자빔(E)의 경로상에 배치되게 하거나 상기 전자빔(E)의 경로상으로부터 이탈되도록 한다. 따라서 구동부(114b)는 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수를 변화시키게 된다.The driving
타겟 시스템(114)은 트리거 시스템(115)을 더 포함한다. 예컨대 신호 발생기는 트리거 시스템(115)으로 이용될 수 있다. 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류는 전자빔(E)이 타겟 시스템(114)의 어느 표적에 충돌하느냐에 따라 결정된다. 이에, 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류나 발생 주기를 조절하기 위해서, 전자총(112), 전자 가속기(113), 그리고 타겟 시스템(114)이 동기화되어야 한다.The
도 3은, 타겟 시스템(114)의 모습을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing a state of the
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 다수의 영역으로 구획되는 원 형태의 판으로 이루어질 수 있다. 상기 판의 각 영역에는 표적들(114a1, 114a2, 114a3)이 적어도 하나씩 배치될 수 있다.The multiple radiation generating
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 부채꼴 형상으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the multiple radiation generating
각 표적들(114a1, 114a2, 114a3)은 서로 다른 종류의 방사선을 발생시키도록 형성된다. 예컨대 제1 영역에서는 X-선 발생용 표적이 배치되고, 제2 영역에는 중성자 발생용 표적이 배치될 수 있으며, 제3 영역은 전자빔(E)이 충돌하지 않고 지나가도록 비어 있는 영역인 전자빔(E) 발생용 표적으로 형성할 수 있을 것이다.Each of the targets 114a1, 114a2, 114a3 is formed to generate different types of radiation. For example, a target for generating X-rays may be disposed in the first area, a target for generating neutrons may be disposed in the second area, and the third area is an electron beam (E) which is an empty area so that the electron beam E passes without colliding. ) Can be formed as a target for occurrence.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은 방사선 발생부(110)를 통해, X-선과 중성자선이 발생되도록 구성되므로, 제1 영역에는 X-선 발생용 표적이 배치되고, 제2 영역에는 중성자 발생용 표적이 배치될 수 있으며, 제3 영역에는 비어 있는 영역으로 전자빔(E) 발생용 표적으로 배치시키는 것이 바람직할 것이다.Since the
원판 형태의 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)가 몇 개의 영역으로 구획될 것인지, 각 영역의 크기는 얼마일지는, 각 영역에 어떤 표적이 배치될지는 방사선 발생부(110)의 설계에 따라 정해질 수 있을 것이다. How many areas the disc-shaped multiple radiation-generating
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.The driving
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.The electron beam E is not irradiated toward the center of the multiple radiation generating
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.Which targets 114a1, 114a2, 114a3 are irradiated with the electron beam E is determined by the rotation angle of the multiple radiation generating
앞선 예에서 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)이 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 전자빔(E)이 그냥 통과된다.In the previous example, when the electron beam E collides with the first region as the multiple radiation generating
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, 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있게 된다.The
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.For example, if the first region, the second region, and the third region all have the same size, the central angle of the sector is 120°. And assume that the repetition rate of the electron beam E is 300 Hz. If the rotation speed of the multi-radiation-generating
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 방사선 발생부(110)에 발생하는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기를 결정하는 변수가 될 수 있게 된다.As described above, the size of the target (center angle of the fan shape), the type of the target, the rotation angle of the multiple radiation
도 4는, 검사 대상체 이동부(120)의 모습을 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a state of the
비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110)로부터 생성된 X-선과 중성자선을 조사하며, 검사대상체(10)를 검사 대상체 이동부(120)를 통해, 상하 이동 또는 어느 일 방향(시계 또는 반시계 방향)으로 회전시켜, 검사 대상체(10)에 관한 영상 정보를 획득하도록 구성된다.The
검사대상체 이동부(120)는, 검사대상체(10)가 위치되는 원판플레이트(121)와, 원판플레이트(121)의 하부에 결합되어 원판플레이트(121)의 거동을 형성하는 지지기둥(123), 지지기둥(123)의 하단부에 설치되어 지면을 지지하도록 이루어지는 레그(124)를 포함하도록 이루어진다.The inspection
원판플레이트(121)는 원판프레임(122)으로부터 상부로 분리되어 돌출될 수 있다. 지지기둥(123)은 원판플레이트(121)의 거동을 형성하는 역할을 하는 것으로 길이가 인장되거나 수축되도록 이루어질 수 있다. 지지기둥(123)의 길이가 인장되면 원판플레이트(121)는 원판프레임(122)으로부터 분리되어 상부로 돌출될 수 있게 될 것이다. 이를 통해, 원판플레이트(121)에 위치되는 검사대상체(10)를 상하로 병진 운동시켜, 검사대상체(10)의 상하 높이 전부의 영역에 방사선이 조사될 수 있도록 한다.The
또한, 원판플레이트(121)는 지지기둥(123)의 내측에 위치되는 모터(미도시)를 통해, 원판플레이트(121)의 시계 또는 반시계 방향으로의 회전 운동이 구현되도록 한다. 이를 통해, 검사대상체(10)의 전영역에 해당하는 각도로 방사선이 조사될 수 있도록 한다.In addition, the
도 5, 도 1의 비파괴 시스템(100)을 측면에서 바라본 모습을 나타내는 개념도이다.It is a conceptual diagram showing a state viewed from the side of the
방사선 검출부(130)는, 방사선 발생부(110)와 마주보도록 검사대상체 이동부(120)의 맞은편에 배치될 수 있다.The
방사선 검출부(130)는, 방사선 검출부 본체(131), 방사선 영상센서 모듈(132) 및 동기화 유닛(미도시)를 포함하도록 구성된다.The
방사선 검출부 본체(131)는 수직방향으로 연장되는 직사각 기둥 형태로 구성될 수 있다. 방사선 검출부 본체(131)는 방사선이 조사되는 방향을 기준하여 전방면을 통해 방사선이 조사되도록 한다.The radiation detector
방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 검출부 본체(131)의 내부에 복수 개가 적층되게 설치될 수 있다. 이때, 각 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선의 검출시 왜곡되는 것을 방지하기 위해, 방사선 검출부 본체(131)의 저면에서 상방향으로 갈수록 전방면을 향해 가까워지도록 기설정된 곡률을 가지도록 적층 형성될 수 있다.A plurality of radiation
방사선 검출부 본체(131)의 하부에 위치되는 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 검출부 본체(131)의 후방면에 인접하게 배치되고, 방사선 검출부 본체(131)의 상부에 위치되는 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은, 방사선 검출부 본체(131)의 전방면에 인접하게 설치될 수 있다. 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 발생부(110)로부터 거의 유사한 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.A plurality of radiation
복수의 방사선 영상센서 모듈은 X-선 섬광체(미도시), 중성자 섬광체(미도시), 광 검출기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.The plurality of radiation image sensor modules may include an X-ray scintillator (not shown), a neutron scintillator (not shown), and a photo detector (not shown).
X-선 섬광체(미도시)는 X-선(11)과 상호 작용하여, X-선(11)에 의한 섬광을 방출하도록 이루어지는 것으로, 입사된 X-선(11)으로부터 에너지를 흡수하여 들뜬 전자상태로 되었다가 기저상태로 되돌아감에 따라 들뜬 상태와 기저상태의 에너지차에 해당하는 파장을 가진 전자파를 방출하여 빛을 발생시킨다.An X-ray scintillator (not shown) is made to emit a scintillation caused by the
중성자 섬광체(미도시)는 중성자선(12)과 상호 작용하여 중성자선(12)에 의한 섬광을 방출하도록 이루어진다. 중성자 섬광체(미도시)는 입사된 중성자선으로부터 에너지를 흡수하여 들뜬 상태로 되었다가 기저상태로 되돌아감에 따라 들뜬 상태와 기저사태의 에너지차에 해당하는 파장을 가진 전자파를 방출함으로 빛을 발생시킨다.The neutron scintillator (not shown) is configured to interact with the
광 검출기(미도시)는 반도체 공정을 통해 기판의 양면에 X-선 섬광체와 중성자 섬광체가 장착되어, X-선 섬광체 또는 중성자 섬광체로부터 발생된 섬광을 흡수하여, 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 전류를 발생시킨다. 이를 통해, 광 검출기는 검색대상체를 투과하며 물질 및 영상정보가 담긴 방사선을 각각 검출할 수 있게 된다.The photodetector (not shown) is equipped with an X-ray scintillator and a neutron scintillator on both sides of a substrate through a semiconductor process, absorbs the scintillation generated from the X-ray scintillator or neutron scintillator, and converts light energy into electrical energy to generate current. Occurs. Through this, the photodetector can detect radiation containing material and image information, respectively, passing through the object to be searched.
동기화 유닛(미도시)는, 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)를 동기화 시키는 역할을 한다. 동기화 유닛은, 방사선 발생부로부터 신호를 받아 X-선 또는 중성자 신호를 동기화 신호를 출력한다. 광 검출기(미도시)는 동기화 신호를 받아 X-선 또는 중성자에 해당하는 신호를 구분하여 검출할 수 있게 된다.The synchronization unit (not shown) serves to synchronize the
예를 들면, 방사선 발생부(110)로부터 X-선(11)이 조사되면, 동기화 유닛(미도시)은 X-선(11)에 해당하는 동기화 신호를 출력하여 광검출기에 보내고, 광 검출기는 X-선 섬광체에서 발생된 X-선 섬광을 검출하여, 광 검출기로부터 검출된 신호에 의해 형태 정보가 담긴 영상을 구현할 수 있다.For example, when the
방사선 발생부(110)로부터 중성자선(12)이 조사되면, 동기화 시스템(미도시)은 중성자선에 해당하는 동기화 신호를 출력하여 광검출기에 보내고, 광검출기는 중성자선에서 발생된 중성자선 섬광을 검출하여, 광검출기로부터 검출된 신호에 의해 물질 정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 된다.When the
X-선(11)과 중성자선(12)은 방사선 발생부에서 시간차를 두고 서로 번갈아 가면서 발생되어 조사되고, 방사선 검출부는 동기화 유닛(미도시)으로부터 동기화 신호를 받아, X-선 또는 중성자선의 검출시점이 방사선 발생부의 X-선 또는 중성자선의 조사시점과 동기화되어 X-선 검출신호와 중성자선 검출신호를 구분할 수 있게 된다.
X-선과 중성자선 각각의 입사신호와 X-선과 중성자선 각각의 검출신호는 서로 동기화되어 일대일 대응되게 배치될 수 있으며, X-선 영상센서 모듈과 중성자선 영상센서 모듈이 단일 센서로 복합 구성됨으로써 X-선과 중성자선의 동시 검출이 가능므로, 기존의 해상도를 유지하면서 물질정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 된다. Incident signals of X-rays and neutrons and detection signals of X-rays and neutrons are synchronized with each other and can be arranged in a one-to-one correspondence, and the X-ray image sensor module and the neutron ray image sensor module are composed of a single sensor. Since simultaneous detection of X-rays and neutron rays is possible, images containing material information can be implemented while maintaining the existing resolution.
이에, X-선 검출 유닛과 중성자선 검출 유닛 각각을 하나의 방사선 검출부(130)로 복합 구성하여 비파괴 검사 시스템(110)을 구현할 수 있으므로, 비파괴 검사 시스템의 소형화 및 경량화가 이루어질 수 있게 된다.Accordingly, since the
도 6은, 본 발명의 따른 비파괴 검사 시스템(100)의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing another embodiment of the
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은 검사대상체(10)를 통과한 X-선(11)과 중성자선(12)을 검출하고, 검사대상체(10)에 관한 영상 정보를 획득하도록 구성된다. 비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110), 검사 대상체 이동부(120), 방사선 검출부(130), 영상 시스템(미도시), 차폐부(미도시) 및 방사선 탐지부(140)을 포함하도록 이루어진다.The
방사선 발생부(110)는 X-선(11)과 중성자선(12)을 일체로 발생시키고 검사대상체(10)에 조사되도록 구성된다. 이때, X-선(11)은 검사대상체(10)의 형태 정보를 검색하기 위해 검사대상체(10)에 조사될 수 있으며, 중성자선(12)은 검사 대상체(10)의 물질 정보, 예를 들면 PVC, Graphite, Sugar, Wood, Glass, 방사성 물질, Al, Fe, Pb 등을 검색하기 위해 조사될 수 있다.The
방사선 발생부(110)는 방사선을 발생시키도록 구성되는 것으로, 예를 들면, 전자총(112, 도2 참고)에서 발생된 전자빔을 전자 가속기(113)에서 가속시킨 후, 가속된 전자빔을 타겟시스템(114)에 충돌시켜 타겟으로부터 방사선을 형성시킬 수 있다. The
검사 대상체 이동부(120)는 검사대상체(10)의 위치를 가변시키는 역할을 하는 것으로, 검사 대상체 이동부(120)에 위치되는 검사대상체(10)를 상하 병진운동시키거나, 시계 또는 반시계 방향으로 회전시켜 검사대상체(10)에 방사선이 조사하는 역할을 한다.The
방사선 검출부(130)는 방사선 발생부(110)로부터 발생된 X-선(11)과 중성자선(12)을 검사대상체(10)를 통과한 후, 이를 각각 검출하는 역할을 한다. 방사선 검출부(130)는, 방사선 검출부 본체(131)와 복수의 방사선 영상 센서 모듈(132)을 포함하도록 이루어진다.The
영상 시스템(미도시)은 방사선 검출부(130)에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하는 역할을 하는 것으로, 검사대상체(10)를 투과한 X-선(11)과 중성자선(12)에 근거하여, 검사대상체(10)에 관한 영상을 생성하는 역할을 하도록 이루어진다.The imaging system (not shown) plays a role of generating an image based on the result detected by the
방사선 탐지부(140)는 검사대상체 이동부(120)에 설치되어, 검사대상체(10)로부터 발생되는 방사선을 검출하는 역할을 하게 된다. 방사선 탐지부(140)는 감마카메라 또는 컴프턴카메라를 의미할 수 있다.The
또한, 본 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템은, X-선 또는 중성자선의 외부 누설을 제한하도록, X-선 또는 중성자선의 진행 경로를 따라 주위에 형성되는 차폐부(미도시)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 차폐부는 방사선이 주위로 방출되는 것을 막을 수 있도록, 사방이 두꺼운 금속 벽으로 폐쇄 공간을 형성하도록 이루어질 수 있을 것이다.In addition, the non-destructive inspection system according to the present embodiment is configured to further include a shield (not shown) formed around the X-rays or neutron rays to limit external leakage of X-rays or neutron rays. I can. The shield may be made to form a closed space with thick metal walls on all sides, so as to prevent radiation from being emitted to the surroundings.
도 7은, 검사대상체(10)를 투과한 X-선과 중성자선을 통해 영상정보를 획득하는 과정을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a process of acquiring image information through X-rays and neutron rays that have passed through the
앞서 살펴본 바와 같이, 영상 시스템(미도시)은 방사선 검출부(130)에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하는 역할을 하는 것으로, 검사대상체(10)를 투과한 X-선(11)과 중성자선(12)에 근거하여 검사대상체(10)에 관한 영상을 생성하는 역할을 하게 된다.As described above, the imaging system (not shown) serves to generate an image based on the result detected by the
방사선 발생부(110)에 의해 생성된 X-선(11)과 중성자선(12)은 검사대상체에 투과되면, 방사선 검출부(130)에서는 X-선 영상정보와 중성자선 영상정보를 획득하게 된다.When the
X-선(11)은 물질 내 전자와 주로 반응하므로 물질의 원자번호에 의해 감쇄계수가 결정된다. 중성자선은 물질 내 수소와 주로 반응하므로 수소의 분포에 따라 감쇠계수가 결정되게 된다. 이러한 복합방사선에 의한 검사대상체에 관한 영상 정보를 통해 물질분별계수(R-value)를 획득한 후, 대략 20가지 이상의 물질을 분별할 수 있는 영상을 획득하게 된다.Since the
이와는 별개로, 방사선 탐지부(140)는 검사대상체 이동부(120)에 인접하게 설치되고, 검사대상체(10)로부터 발생되는 방사선을 검출하는 역할을 하며, 방사선 물질을 탐지한 후 이로부터 영상정보를 획득하게 된다.Separately, the
그 후, 복합방사선에 의한 물질 분별 영상과 방사선 탐지부에 의해 획득된 영상정보를 조합한 후 검사대상체(10)에 대한 최종 영상 정보를 획득하여, 검사 대상체(10)에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다.After that, after combining the material classification image by the complex radiation and the image information acquired by the radiation detector, the final image information on the
이상에서 설명된 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.The non-destructive inspection system described above is not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of each of the embodiments so that various modifications can be made.
10 : 검사대상체 11 : X-선
12 : 중성자선 100: 비파괴 검사 시스템
110: 방사선 발생부 112: 전자총
113: 전자가속기 114: 타겟시스템
115: 트리거시스템 120: 검사 대상체 이동부
121: 원판플레이트 122: 원판프레임
130: 방사선 검출부 131: 방사선 검출부 본체
132: 방사선 영상센서 모듈 140: 방사선 탐지부10: test object 11: X-ray
12: neutron beam 100: non-destructive inspection system
110: radiation generating unit 112: electron gun
113: electronic accelerator 114: target system
115: trigger system 120: object moving unit
121: disk plate 122: disk frame
130: radiation detection unit 131: radiation detection unit main body
132: radiation image sensor module 140: radiation detection unit
Claims (15)
상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이동부;
상기 검사대상체를 투과한 X-선 및 중성자선을 각각 검출하도록 구성되는 방사선 검출부; 및
상기 검사대상체를 투과한 X-선과 중성자선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득하기 위한 영상시스템을 포함하고,
상기 방사선 검출부는, 상기 방사선 발생부의 X-선 또는 중성자선의 조사 시점과 동기화되도록 이루어져 상기 검사대상체를 투과한 X-선과 중성자선을 검출하도록 이루어지며,
상기 방사선 검출부는, 수직방향으로 연장되고 직사각형의 기둥 형태로 형성되는 방사선 검출부 본체; 및
상기 방사선 검출부 본체의 내부에 적층되게 설치되어, 상기 방사선 발생부에서 조사된 X-선과 중성자선을 검출하는 복수의 방사선 영상센서 모듈을 포함하고,
상기 방사선 영상센서 모듈은,
X-선과 상호 작용하여 섬광을 방출하는 X-선 섬광체;
중성자선과 상호작용하여 섬광을 방출하는 중성자 섬광체; 및
기판의 양면에 각각 상기 X-선 섬광체와 상기 중성자 섬광체가 장착되고, 상기 각 섬광체로부터 발생된 섬광을 흡수하여 전류를 발생시키는 광 검출기를 포함하는 비파괴 검사 시스템.A radiation generating unit that generates X-rays and neutron rays and then irradiates them toward the object to be examined;
An inspection object moving unit that changes the position of the inspection object;
A radiation detection unit configured to detect X-rays and neutron rays that have passed through the object to be examined, respectively; And
An imaging system for acquiring image information of the inspection object by using radiation information detected from X-rays and neutron rays transmitted through the inspection object,
The radiation detection unit is configured to be synchronized with an irradiation point of X-rays or neutron rays of the radiation generating unit to detect X-rays and neutron rays that have passed through the inspection object,
The radiation detector may include a radiation detector body extending in a vertical direction and formed in a rectangular column shape; And
A plurality of radiation image sensor modules installed to be stacked in the body of the radiation detection unit to detect X-rays and neutron rays irradiated from the radiation generation unit,
The radiation image sensor module,
X-ray scintillators that interact with X-rays to emit scintillation;
A neutron scintillator that interacts with a neutron beam and emits a flash; And
The X-ray scintillator and the neutron scintillator are mounted on both sides of the substrate, respectively, and a non-destructive inspection system comprising a photodetector configured to generate a current by absorbing the scintillation generated from each scintillator.
상기 방사선 발생부는,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 1,
The radiation generating unit,
An electron gun configured to generate an electron beam;
An electron accelerator connected to the electron gun and configured to accelerate an electron beam generated from the electron gun; And
And a target system connected to the electron accelerator and configured to generate radiation by receiving an electron beam accelerated by the electron accelerator.
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 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 2,
The target system,
Multiple radiation-generating target mixture formed to selectively generate at least one of several types of radiation according to at least one variable of a position, a rotation angle, and the number of targets overlapping on the path of the electron beam when irradiated with an electron beam ; And
And a driving unit that provides a driving force to change at least one of a position of the multiple radiation generating target mixture, a rotation angle, and a number of targets overlapping on the path of the electron beam.
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 비파괴 검사 시스템.The method of claim 3,
The multiple radiation generating target mixture is formed as a plate partitioned into a plurality of regions,
At least one target that generates different types of radiation is arranged in each area of the plate,
The driving unit is connected to the multi-radiation-generating target mixture by a rotating shaft, and is formed to determine a target to be irradiated with the electron beam by rotating the multi-radiation-generating target mixture.
상기 판은 원판으로 구성되고,
상기 표적들은 각각 부채꼴로 형성되며,
상기 구동부는 상기 회전축에 의해 상기 원판의 중심에 연결되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 4,
The plate is composed of a disk,
Each of the targets is formed in a fan shape,
The driving unit is a non-destructive inspection system, characterized in that connected to the center of the disk by the rotation shaft.
상기 방사선 발생부는,
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 발생시키는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 3,
The radiation generating unit,
Further comprising a trigger system configured to synchronize the electron gun, the electron accelerator and the target system,
The trigger system generates a synchronization signal for changing at least one of a position, a rotation angle of the targets, and the number of targets overlapped on the path of the electron beam according to the electron beam generation speed of the electron gun. system.
상기 검사대상체 이동부는,
상기 검사대상체가 위치되는 원판플레이트;
상기 원판플레이트의 하부에 결합되어 상기 원판플레이트의 거동을 형성하는 지지기둥; 및
상기 지지기둥의 하단부에 설치되어 지면을 지지하도록 이루어지는 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 1,
The inspection object moving part,
A disk plate on which the object to be inspected is located;
A support column coupled to a lower portion of the disk plate to form a behavior of the disk plate; And
Non-destructive inspection system, characterized in that it comprises a leg installed at the lower end of the support column to support the ground.
상기 지지기둥의 내측에는 상기 원판플레이트의 상하 병진 운동과 시계 또는 반시계 방향으로의 회전 운동이 가능하도록 모터가 설치되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 7,
A non-destructive inspection system, characterized in that a motor is installed on the inside of the support column to enable vertical translation of the disk plate and rotational movement in a clockwise or counterclockwise direction.
상기 방사선 검출부는,
상기 방사선 발생부로부터 시간차를 두고 X-선과 중성자선의 조사시 동기화 신호를 발생시키는 동기화 유닛; 및
상기 동기화 신호에 따라 상기 X-선 또는 중성자선을 검출하는 방사선 검출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 1,
The radiation detection unit,
A synchronization unit generating a synchronization signal upon irradiation of X-rays and neutron rays with a time difference from the radiation generator; And
And a radiation detection unit that detects the X-ray or neutron ray according to the synchronization signal.
상기 동기화 유닛은, 상기 방사선 발생부의 X-선 또는 중성자선의 조사 시점과 상기 방사선 검출부의 검출 시점을 서로 동기화시키는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 9,
The synchronization unit is a non-destructive inspection system, characterized in that the timing of irradiation of the X-rays or neutron rays of the radiation generating unit and the detection timing of the radiation detection unit to each other.
상기 검사대상체 이동부에 인접하게 설치되어, 상기 검사대상체로부터 발생되는 방사선을 검출하도록 이루어지는 방사선 탐지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 1,
And a radiation detector installed adjacent to the moving part of the test object and configured to detect radiation generated from the test target.
상기 X-선 또는 중성자선의 외부 누설을 제한하도록, 상기 X-선 또는 중성자선의 진행 경로를 따라 주위에 형성되는 차폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 11,
Non-destructive inspection system, characterized in that it further comprises a shield formed around the X-ray or neutron ray traveling path to limit external leakage of the X-ray or neutron ray.
상기 X-선과 중성자선은, 상기 방사선 발생부로부터 서로 번갈아 가면서 기설정된 시간차를 두고 발생되어 상기 방사선 검출부를 향해 조사되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.The method of claim 1,
The X-ray and the neutron ray are generated alternately from the radiation generating unit at a predetermined time difference and irradiated toward the radiation detection unit.
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