KR102185940B1 - Two-way system for monitoring of radioactive material and driving method thereof - Google Patents

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연세대학교 원주산학협력단
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Abstract

시스템의 크기 증가를 최소화 하면서 적어도 2개의 방향에 위치한 방사성 물질에서 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 분석할 수 있는 양방향 방사성물질 감시시스템이 제공된다. 양방향 방사성물질 감시시스템은, 서로 대향되는 양방향에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 각 방향의 방사선을 분석할 수 있다. There is provided a two-way radioactive material monitoring system capable of simultaneously detecting and analyzing radiation emitted from radioactive materials located in at least two directions while minimizing the increase in the size of the system. The two-way radioactive material monitoring system can analyze radiation in each direction by simultaneously detecting radiation emitted from the radioactive material in both directions opposite to each other.

Description

양방향 방사성물질 감시시스템 및 이의 동작 방법{Two-way system for monitoring of radioactive material and driving method thereof} Two-way system for monitoring of radioactive material and driving method thereof

본 발명은 방사성물질 감시시스템에 관한 것으로, 특히 2개의 방향에 위치한 방사성물질에서 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 분석할 수 있는 양방향 방사성물질 감시시스템 및 이의 동작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a radioactive material monitoring system, and more particularly, to a two-way radioactive material monitoring system capable of simultaneously detecting and analyzing radiation emitted from radioactive materials located in two directions, and a method of operation thereof.

어떠한 물질에서 방사선이 나오는지를 측정하기 위해 방사선 검출기가 사용되고 있다. 방사선 검출기를 이용한 방사선 측정은 원자력 시설이나 의료 시설 등의 분야에서 뿐만 아니라, 공항이나 항만 등을 출입하는 사람 및 화물에서도 이루어지고 있다. Radiation detectors are being used to measure which material is emitting radiation. Radiation measurement using a radiation detector is being performed not only in the fields of nuclear power facilities and medical facilities, but also in people and cargo entering and exiting airports or ports.

종래의 방사선 검출기는 특정 파장의 광선을 받으면 섬광을 발생시키는 섬광체를 포함하여 구성된다. 그리고, 섬광체에서 발생되는 섬광 신호를 분석하여 방사선 유무를 측정하고 있다. Conventional radiation detectors include a scintillator that generates a scintillation when a ray of a specific wavelength is received. In addition, the presence or absence of radiation is measured by analyzing the scintillation signal generated from the scintillator.

종래의 방사선 검출기의 섬광체는 NaI(TL)과 같은 무기 섬광체와 PVT(Polyvinyltoluene)과 같은 플라스틱 유기 섬광체가 사용되고 있다. 무기 섬광체는 입사 방사선의 에너지와 세기를 바탕으로 하여 핵종 분석에 주로 사용되고 있다. 유기 섬광체는 대형으로 제작이 가능하기 때문에 화물내부의 방사선 유무를 측정하는 용도로 널리 사용되고 있다.As the scintillator of a conventional radiation detector, an inorganic scintillator such as NaI (TL) and a plastic organic scintillator such as PVT (Polyvinyltoluene) are used. Inorganic scintillators are mainly used for nuclide analysis based on the energy and intensity of incident radiation. Because organic scintillators can be manufactured in large sizes, they are widely used for measuring the presence or absence of radiation in cargo.

종래의 방사선 검출기는 단 방향성을 가지고 있어 일 방향의 방사선 측정 및 검출이 이루어지고 있다. 이에, 최근 들어 양방향에서 방사선을 측정 및 검출할 수 있는 양방향 방사선 검출기가 개발되고 있으나, 검출기의 복잡도가 증가되어 크기가 커지는 문제가 있다. 더욱이, 양방향에서 방사선을 측정 및 검출하고자 할 때, 검출 대상, 즉 방사성 물질의 위치 및 방향에 따라 정확도가 떨어져 검출 효율이 저하되는 문제가 있다. Conventional radiation detectors have unidirectionality, and thus, radiation measurement and detection in one direction are performed. Accordingly, in recent years, a two-way radiation detector capable of measuring and detecting radiation in both directions has been developed, but there is a problem in that the size of the detector increases due to an increase in the complexity of the detector. Moreover, when measuring and detecting radiation in both directions, there is a problem in that the detection efficiency is degraded due to a decrease in accuracy depending on the location and direction of a detection target, that is, a radioactive material.

본 발명은 시스템의 크기 증가를 최소화 하면서 적어도 2개의 방향에 위치한 방사성 물질에서 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 분석할 수 있는 양방향 방사성물질 감시시스템 및 이의 동작방법을 제공하고자 하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a two-way radioactive material monitoring system capable of simultaneously detecting and analyzing radiation emitted from radioactive materials located in at least two directions while minimizing an increase in the size of the system, and an operating method thereof.

본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템은, 서로 대향되는 양방향에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 하나 이상의 검출신호를 출력하는 검출유닛; 및 상기 검출신호에 기초하여 상기 방사선의 세기, 시간 및 위치 중 적어도 하나를 분석하여 양방향 각각에 대응되는 분석결과를 출력하는 분석유닛을 포함한다. A two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention includes: a detection unit that simultaneously detects radiation emitted from the radioactive material in both directions opposite to each other and outputs one or more detection signals; And an analysis unit that analyzes at least one of the intensity, time, and position of the radiation based on the detection signal and outputs an analysis result corresponding to each of the two directions.

본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템의 동작방법은, 서로 대향되는 양방향에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 하나 이상의 검출신호를 출력하는 단계; 상기 검출신호를 적어도 한 번 신호 처리하여 상기 방사선의 하나 이상의 정보를 획득하는 단계; 및 획득된 정보에 기초하여 양방향에서 검출되는 방사선에 대한 분석결과를 출력하는 단계를 포함한다. A method of operating a two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention includes the steps of simultaneously detecting radiation emitted from the radioactive material in both directions facing each other and outputting one or more detection signals; Signal processing the detection signal at least once to obtain one or more information of the radiation; And outputting an analysis result of radiation detected in both directions based on the obtained information.

본 발명에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템은, 섬광체의 대향되는 양면에 서로 어긋나는 위치를 갖는 다수의 홀이 형성된 한 쌍의 검출부 각각을 배치하여 양방향에서 방사성물질로부터 방사되어 검출부로 입사되는 방사선을 동시에 검출하여 방사선의 세기, 시간 및 위치를 정확하게 분석할 수 있다. In the bidirectional radioactive material monitoring system according to the present invention, a pair of detection units in which a plurality of holes having positions deviating from each other are formed on opposite sides of the scintillator are disposed to simultaneously detect radiation emitted from the radioactive material in both directions and incident to the detection unit. Thus, the intensity, time and location of radiation can be accurately analyzed.

이에, 본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템은 시스템 규모의 증가를 최소화하면서 양방향에서의 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 정확하게 검출함으로써, 방사성물질의 검출 효율을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the two-way radioactive material monitoring system of the present invention can improve the detection efficiency of the radioactive material by accurately detecting radiation emitted from the radioactive material in both directions while minimizing the increase in the system scale.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 검출유닛을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 제1검출부와 제2검출부의 정면도를 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템의 동작방법을 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템의 실시예를 나타내는 도면들이다. 1 is a diagram showing the configuration of a two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the detection unit of FIG. 1.
3A and 3B are diagrams showing front views of a first detection unit and a second detection unit of FIG. 2.
4 is a view showing a method of operating a two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are views showing an embodiment of a two-way radioactive material monitoring system of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to an embodiment of the present invention will be described the configuration and operation.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.It should be noted that the same components among the drawings are denoted by the same reference numerals and reference numerals as much as possible even if they are indicated on different drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.In addition, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary meaning, and that the inventors can appropriately define the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of application There may be modifications and examples, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 검출유닛(110) 및 분석유닛(120)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the two-way radioactive material monitoring system 100 of the present embodiment may include a detection unit 110 and an analysis unit 120.

검출유닛(110)은 일 방향 및 타 방향 각각에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 검출할 수 있다. 여기서, 일 방향 및 타 방향은 서로 대향되는 방향일 수 있다. 검출유닛(110)은 제1검출부(111), 제2검출부(112), 섬광체(113) 및 센서부(114)를 포함할 수 있다. The detection unit 110 may detect radiation emitted from the radioactive material in each of one direction and another direction. Here, one direction and the other direction may be directions opposite to each other. The detection unit 110 may include a first detection unit 111, a second detection unit 112, a scintillator 113, and a sensor unit 114.

도 2는 도 1의 검출유닛을 나타내는 도면이다. 2 is a diagram showing the detection unit of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1검출부(111)는 섬광체(113)의 일면에 배치되고, 다수의 제1홀(111a)이 형성될 수 있다. 다수의 제1홀(111a)은 소정 간격으로 배열될 수 있다. 다수의 제1홀(111a) 각각은 제1검출부(111)의 일면에서 타면까지, 즉 제1검출부(111)의 전면에서 후면까지 천공되어 형성될 수 있다. 다수의 제1홀(111a) 각각은 직선으로 천공된 홀일 수 있다. 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a)을 통해 외부에서 일 방향으로 입사되는 소정 파장의 방사선이 섬광체(113)의 일면에 제공될 수 있다. 1 and 2, the first detection unit 111 is disposed on one surface of the scintillator 113, and a plurality of first holes 111a may be formed. The plurality of first holes 111a may be arranged at predetermined intervals. Each of the plurality of first holes 111a may be formed by drilling from one surface to the other surface of the first detection unit 111, that is, from the front surface to the rear surface of the first detection unit 111. Each of the plurality of first holes 111a may be a hole drilled in a straight line. Radiation of a predetermined wavelength incident in one direction from the outside through the plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 may be provided to one surface of the scintillator 113.

제2검출부(112)는 섬광체(113)의 타면에 배치될 수 있다. 다시 말해, 제2검출부(112)는 섬광체(113)의 일면에 대응되는 타면에 배치되어 전술한 제1검출부(111)와 대향될 수 있다. The second detection unit 112 may be disposed on the other surface of the scintillator 113. In other words, the second detection unit 112 may be disposed on the other surface corresponding to one surface of the scintillator 113 to face the above-described first detection unit 111.

제2검출부(112)에는 다수의 제2홀(112a)이 형성될 수 있다. 다수의 제2홀(112a)은 소정 간격으로 배열될 수 있다. 다수의 제2홀(112a) 각각은 제2검출부(112)의 일면에서 타면까지, 즉 제2검출부(112)의 전면에서 후면까지 천공되어 형성될 수 있다. 다수의 제2홀(112a) 각각은 직선으로 천공된 홀일 수 있다. 제2검출부(112)의 다수의 제2홀(112a)을 통해 외부에서 타 방향으로 입사되는 소정 파장의 방사선이 섬광체(113)의 타면에 제공될 수 있다.A plurality of second holes 112a may be formed in the second detection unit 112. The plurality of second holes 112a may be arranged at predetermined intervals. Each of the plurality of second holes 112a may be formed by drilling from one surface to the other surface of the second detection unit 112, that is, from the front surface to the rear surface of the second detection unit 112. Each of the plurality of second holes 112a may be a hole drilled in a straight line. Radiation of a predetermined wavelength incident from the outside through the plurality of second holes 112a of the second detection unit 112 in other directions may be provided to the other surface of the scintillator 113.

여기서, 제1검출부(111)와 제2검출부(112)는 콜리메이터(collimator)일 수 있다. 그리고, 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a) 각각과 제2검출부(112)의 다수의 제2홀(112a) 각각에는 입사되는 방사선의 양을 조절하기 위한 조절부재, 예컨대 조리개(미도시)가 추가로 구비될 수 있다. Here, the first detection unit 111 and the second detection unit 112 may be collimators. In addition, an adjustment member for adjusting the amount of radiation incident on each of the plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 and each of the plurality of second holes 112a of the second detection unit 112, for example, a diaphragm (Not shown) may be additionally provided.

또한, 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a)과 제2검출부(112)의 다수의 제2홀(112a)은 서로 다른 위치에서 어긋나 배열될 수 있다. In addition, the plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 and the plurality of second holes 112a of the second detection unit 112 may be arranged to be shifted at different positions.

도 3a 및 도 3b는 도 2의 제1검출부와 제2검출부의 정면도를 나타내는 도면들이다. 3A and 3B are diagrams showing front views of a first detection unit and a second detection unit of FIG. 2.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a)은 소정의 간격을 가지며 제1검출부(111)에 행(column)과 열(row) 방향으로 배열될 수 있다. 제1검출부(111)에서 다수의 제1홀(111a)을 제외한 나머지 부분은 외부의 방사선을 차폐할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3A, a plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 have a predetermined spacing and may be arranged in the first detection unit 111 in the direction of a column and a column. have. It is preferable that the remaining portions of the first detection unit 111 except for the plurality of first holes 111a have a structure capable of shielding external radiation.

또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2검출부(112)의 다수의 제2홀(112a)은 소정의 간격을 가지며 제2검출부(112)에 행과 열을 방향으로 배열될 수 있다. 이때, 다수의 제2홀(112a)은 도 3a에 도시된 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a)과 평행하지 않은 위치, 즉 어긋나는 위치에 배치되도록 배열될 수 있다. 이는, 제2검출부(112)를 통해 섬광체(113)의 타면으로 제공되는 방사선의 위치가 제1검출부(111)를 통해 섬광체(113)의 일면에 제공되는 방사선의 위치와 중복되지 않도록 하기 위함이다. 본 실시예에서는 하나의 예로 다수의 제2홀(112a) 각각이 다수의 제1홀(111a) 각각의 사이에 배열되는 것을 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다. In addition, as shown in FIG. 3B, a plurality of second holes 112a of the second detection unit 112 may have a predetermined distance and may be arranged in rows and columns in the second detection unit 112. In this case, the plurality of second holes 112a may be arranged so as to be disposed at a position that is not parallel to the plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 shown in FIG. 3A, that is, at a position that is shifted. This is to prevent the position of the radiation provided to the other surface of the scintillator 113 through the second detection unit 112 from overlapping with the position of the radiation provided to one surface of the scintillator 113 through the first detection unit 111 . In this embodiment, as an example, it is described that each of the plurality of second holes 112a is arranged between each of the plurality of first holes 111a, but the present invention is not limited thereto.

또한, 제2검출부(112)에서 다수의 제2홀(112a)을 제외한 나머지 부분은 외부의 방사선을 차폐할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the remaining portions of the second detection unit 112 except for the plurality of second holes 112a have a structure capable of shielding external radiation.

이와 같이, 본 실시예의 제1검출부(111)와 제2검출부(112)는 섬광체(113)의 일면과 타면 각각에 외부로부터 양방향으로 입사되는 방사선을 제공하되, 그 위치가 서로 다르도록 각각의 홀 위치를 어긋나게 배열할 수 있다. 이에 따라, 양방향 방사성물질 감시시스템(100)에서는 검출유닛(110)의 양방향에서 검출되는 방사선의 정확한 위치를 분석할 수 있다. As described above, the first detection unit 111 and the second detection unit 112 of the present embodiment provide radiation incident in both directions from the outside to each side of the scintillator 113, but each hole The position can be misaligned. Accordingly, the two-way radioactive material monitoring system 100 can analyze the exact position of the radiation detected in both directions of the detection unit 110.

한편, 도 3a 및 도 3b에서는 각 검출부의 다수의 홀이 원통형으로 형성된 것을 예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 각 검출부에 형성되는 다수의 홀은 그 단면이 원형, 타원형 및 다각형 중 하나일 수 있다. Meanwhile, in FIGS. 3A and 3B, a plurality of holes of each detection unit are formed in a cylindrical shape, but the present invention is not limited thereto. For example, a plurality of holes formed in each detection unit may have one of a circular, elliptical, and polygonal cross section.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 섬광체(113)는 제1검출부(111)와 제2검출부(112) 각각을 통해 입사되는 방사선으로부터 광 신호, 예컨대 가시광선을 생성하여 출력할 수 있다. 섬광체(113)는 다수의 플라스틱 섬광결정(미도시)이 행과 열로 어레이를 구성하는 사각판의 형태로 구성될 수 있다. Referring back to FIGS. 1 and 2, the scintillator 113 may generate and output an optical signal, such as visible light, from radiation incident through each of the first detection unit 111 and the second detection unit 112. The scintillator 113 may be configured in the form of a square plate in which a plurality of plastic scintillation crystals (not shown) constitute an array in rows and columns.

여기서, 섬광체(113)는 입사되는 방사선의 50% 이상을 흡수할 수 있는 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 2~10cm의 두께를 가지도록 구성하는 것이 좋다. 이는, 섬광체를 에너지 스펙트럼의 콤프톤 에지 영역 부근에서 가능한 많은 반응이 일어나도록 하기 위함이다. Here, the scintillator 113 is preferably formed to have a thickness capable of absorbing 50% or more of the incident radiation, and is preferably configured to have a thickness of 2 to 10 cm. This is to cause the scintillator to react as much as possible in the vicinity of the Compton edge region of the energy spectrum.

센서부(114)는 섬광체(113)의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 본 실시에의 센서부(114)는 섬광체(113)의 적어도 일 측면, 즉 제1검출부(111)와 제2검출부(112) 각각이 대응 배치된 섬광체(113)의 일면 및 타면을 제외한 나머지 면에 하나 이상 배치될 수 있다.The sensor unit 114 may be disposed on at least one of the upper or lower portion of the scintillator 113. However, the present invention is not limited thereto, and the sensor unit 114 according to the present embodiment is a scintillator in which at least one side of the scintillator 113, that is, each of the first detection unit 111 and the second detection unit 112 is disposed correspondingly. One or more may be disposed on the other side except for one side and the other side of (113).

섬광체(113)의 상부에 배치된 센서부(114)는 제1검출부(111)와 섬광체(113)의 일면에 대응될 수 있다. 또한, 섬광체(113)의 하부에 배치된 센서부(114)는 제2검출부(112)와 섬광체(113)의 타면에 대응될 수 있다. The sensor unit 114 disposed on the scintillator 113 may correspond to the first detection unit 111 and one surface of the scintillator 113. In addition, the sensor unit 114 disposed under the scintillator 113 may correspond to the second detection unit 112 and the other surface of the scintillator 113.

센서부(114)는 섬광체(113)로부터 일면 및 타면에서 발생하는 광 신호를 감지하고, 이를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 센서부(114)는 광 신호의 크기에 비례되는 전기적 신호, 즉 아날로그 신호를 생성할 수 있다. The sensor unit 114 may detect an optical signal generated from one surface and the other surface from the scintillator 113 and convert it into an electrical signal. The sensor unit 114 may generate an electrical signal proportional to the size of the optical signal, that is, an analog signal.

센서부(114)는 다수의 채널 각각에 대하여 광 신호에 따른 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 센서부(114)는 제1검출부(111)의 다수의 채널, 즉 다수의 제1홀(111a) 각각에 대응되어 다수의 제1채널 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 또한, 센서부(114)는 제2검출부(112)의 다수의 채널, 즉 다수의 제2홀(112a) 각각에 대응되어 다수의 제2채널 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 센서부(114)에서 출력되는 다수의 채널 각각의 신호는 섬광체(113)에서 발생되는 광 신호의 시간, 강도 및 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. The sensor unit 114 may output an analog signal according to an optical signal for each of a plurality of channels. For example, the sensor unit 114 may correspond to a plurality of channels of the first detection unit 111, that is, each of the plurality of first holes 111a to output a plurality of first channel analog signals. In addition, the sensor unit 114 may correspond to a plurality of channels of the second detection unit 112, that is, each of the plurality of second holes 112a, and may output a plurality of second channel analog signals. The signals of each of the plurality of channels output from the sensor unit 114 may include information on time, intensity, and location of the optical signal generated from the scintillator 113.

센서부(114)는 광전자증배관(PMT), 애벌런치 광다이오드(APD) 또는 가이거 모드 APD(GAPD) 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 광센서들이 사용될 수 있다. 센서부(114)는 섬광체(113)의 상면 및 하면 각각에서 행과 열의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 또한, 센서부(114)는 섬광체(113)에서 발생된 광 신호를 전달하기 위한 광 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다. The sensor unit 114 may be a vacuum tube or semiconductor type optical sensor such as a photomultiplier tube (PMT), avalanche photodiode (APD), or Geiger mode APD (GAPD). The sensor unit 114 may be arranged in a matrix form of rows and columns on the top and bottom surfaces of the scintillator 113, respectively. In addition, the sensor unit 114 may further include a light guide (not shown) for transmitting an optical signal generated from the scintillator 113.

분석유닛(120)은 검출유닛(110)에서 제공되는 신호, 즉 다수의 채널별 아날로그신호에 기초하여 방사선의 검출시간, 검출위치, 검출강도 및 핵종 등을 분석하여 출력할 수 있다. 분석유닛(120)은 신호검출부(121), 아날로그 신호처리부(122), 디지털 신호처리부(123) 및 분석부(124)를 포함할 수 있다. The analysis unit 120 may analyze and output a detection time, a detection position, a detection intensity and a nuclide of radiation based on a signal provided from the detection unit 110, that is, analog signals for each channel. The analysis unit 120 may include a signal detection unit 121, an analog signal processing unit 122, a digital signal processing unit 123, and an analysis unit 124.

신호검출부(121)는 센서부(114)에서 출력되는 다수의 아날로그신호를 검출하여 아날로그 신호처리부(122)로 제공할 수 있다. 이때, 신호검출부(121)는 각 채널별로 아날로그신호를 검출하여 제공할 수 있다. 실시예에 따라 신호검출부(121)가 생략되고, 센서부(114)의 출력이 아날로그 신호처리부(122)로 직접 입력될 수도 있다. The signal detection unit 121 may detect a plurality of analog signals output from the sensor unit 114 and provide them to the analog signal processing unit 122. In this case, the signal detection unit 121 may detect and provide an analog signal for each channel. Depending on the embodiment, the signal detection unit 121 may be omitted, and the output of the sensor unit 114 may be directly input to the analog signal processing unit 122.

아날로그 신호처리부(122)는 신호검출부(121)에서 제공된 채널별 신호의 신호처리의 용이성을 위하여 상기 신호를 증폭하여 이득을 조절할 수 있다. 또한, 아날로그 신호처리부(122)는 증폭된 신호로부터 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압, 노이즈 등을 조절하여 출력할 수 있다. The analog signal processing unit 122 may amplify the signal and adjust the gain in order to facilitate signal processing of the signal for each channel provided by the signal detection unit 121. In addition, the analog signal processing unit 122 may adjust and output a rise time, a fall time, a signal width, an offset voltage, and noise from the amplified signal.

디지털 신호처리부(123)는 아날로그 신호처리부(122)에서 출력된 신호, 즉 다수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이때, 아날로그 신호처리부(122)에서 다수의 채널별 신호, 즉 다수의 제1채널 아날로그신호와 다수의 제2채널 아날로그신호가 신호처리 되므로, 디지털 신호처리부(123)에서도 다수의 제1채널 아날로그신호가 다수의 제1채널 디지털신호로 신호처리 되고, 다수의 제2채널 아날로그신호가 다수의 제2채널 디지털신호로 신호처리 되어 출력될 수 있다. The digital signal processing unit 123 may convert signals output from the analog signal processing unit 122, that is, a plurality of analog signals, into digital signals and output them. At this time, since the analog signal processing unit 122 processes a plurality of signals for each channel, that is, a plurality of first channel analog signals and a plurality of second channel analog signals, the digital signal processing unit 123 also processes a plurality of first channel analog signals. May be signal-processed as a plurality of first channel digital signals, and a plurality of second channel analog signals may be signal-processed and output as a plurality of second channel digital signals.

분석부(124)는 디지털 신호처리부(123)의 신호처리 결과, 즉 다수의 디지털신호에 기초하여 검출유닛(110)에 의해 검출된 방사선의 강도, 시간 및 위치 등의 정보를 획득할 수 있다. 분석부(124)는 획득된 정보에 기초하여 다수의 채널별, 즉 다수의 제1채널과 다수의 제2채널별로 이를 표시할 수 있다. The analysis unit 124 may obtain a result of signal processing by the digital signal processing unit 123, that is, information such as intensity, time, and location of radiation detected by the detection unit 110 based on a plurality of digital signals. The analysis unit 124 may display this for each of a plurality of channels, that is, a plurality of first channels and a plurality of second channels based on the obtained information.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 섬광체(113)의 대향되는 양면에 제1검출부(111)와 제2검출부(112)를 각각 배치하고, 이들로부터 2개의 방향에서 동시에 입사되는 방사선을 검출하여 방사선의 세기, 시간 및 위치를 정확하게 분석할 수 있다. As described above, the two-way radioactive material monitoring system 100 of the present embodiment has the first detection unit 111 and the second detection unit 112 disposed on opposite sides of the scintillator 113, respectively, and in two directions from them. By detecting the incident radiation at the same time, the intensity, time and location of the radiation can be accurately analyzed.

이때, 섬광체(113)의 양면에 각각 배치된 제1검출부(111)와 제2검출부(112)에 서로 어긋나는 위치를 갖는 다수의 홀을 각각 형성함으로써, 섬광체(113)의 일 방향에서의 다수의 제1채널과 섬광체(113)의 타 방향에서의 다수의 제2채널 각각에서 서로 다른 위치의 방사선을 동시에 검출할 수 있다. 이에, 본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 양방향의 방사선 검출을 위한 시스템 규모의 증가를 최소화하면서 방사선 검출 및 분석 효율을 높일 수 있다. At this time, by forming a plurality of holes having positions that deviate from each other in the first detection unit 111 and the second detection unit 112, respectively disposed on both sides of the scintillator 113, a plurality of holes in one direction of the scintillator 113 The first channel and the plurality of second channels in different directions of the scintillator 113 may simultaneously detect radiation at different positions. Accordingly, the two-way radioactive material monitoring system 100 of the present invention can improve radiation detection and analysis efficiency while minimizing an increase in system scale for detecting radiation in both directions.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 방사성물질 감시시스템의 동작방법을 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a method of operating a two-way radioactive material monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 검출유닛(110)을 통해 일 방향과 타 방향의 2개의 방향에서 각각 방사선을 검출하고, 그에 따른 하나 이상의 검출신호를 출력할 수 있다(S10). Referring to FIG. 4, the two-way radioactive material monitoring system 100 of this embodiment detects radiation in two directions, one direction and the other direction through the detection unit 110, and outputs one or more detection signals accordingly. Can be (S10).

검출유닛(110)의 제1검출부(111)는 다수의 제1홀(111a)을 통해 일 방향에서 입사되는 방사선을 섬광체(113)의 일면에 제공할 수 있다. 또한, 제2검출부(112)는 다수의 제2홀(112a)을 통해 타 방향에서 입사되는 방사선을 섬광체(113)의 타면에 제공할 수 있다. The first detection unit 111 of the detection unit 110 may provide radiation incident in one direction through the plurality of first holes 111a to one surface of the scintillator 113. In addition, the second detection unit 112 may provide radiation incident from other directions through the plurality of second holes 112a to the other surface of the scintillator 113.

검출유닛(110)의 섬광체(113)는 일면 및 타면에 제공된 방사선에 따라 소정의 광 신호를 발생시킬 수 있다. 그리고, 검출유닛(110)의 센서부(114)는 섬광체(113)에서 발생되는 광 신호를 전기적인 신호, 예컨대 아날로그 신호로 변환하여 출력할 수 있다. The scintillator 113 of the detection unit 110 may generate a predetermined optical signal according to radiation provided on one side and the other side. In addition, the sensor unit 114 of the detection unit 110 may convert an optical signal generated from the scintillator 113 into an electrical signal, for example, an analog signal and output it.

이때, 센서부(114)는 제1검출부(111)의 다수의 제1홀(111a) 각각에 대응되는 다수의 제1채널 아날로그신호와 제2검출부(112)의 다수의 제2홀(112a) 각각에 대응되는 다수의 제2채널 아날로그신호를 각각 출력할 수 있다. At this time, the sensor unit 114 includes a plurality of first channel analog signals corresponding to each of the plurality of first holes 111a of the first detection unit 111 and a plurality of second holes 112a of the second detection unit 112 A plurality of second channel analog signals corresponding to each may be output.

다수의 제1채널 아날로그신호는 섬광체(113)의 일면에서 서로 다른 위치에 발생되는 다수의 광 신호에 대응되며, 다수의 제2채널 아날로그신호는 섬광체(113)의 타면에서 서로 다른 위치에 발생되는 다수의 광 신호에 대응되는 신호일 수 있다. 다수의 제1채널 아날로그신호와 다수의 제2채널 아날로그신호는 검출신호로 출력될 수 있다. The plurality of first channel analog signals correspond to a plurality of optical signals generated at different positions on one surface of the scintillator 113, and the plurality of second channel analog signals are generated at different positions on the other surface of the scintillator 113. It may be a signal corresponding to a plurality of optical signals. A plurality of first channel analog signals and a plurality of second channel analog signals may be output as detection signals.

분석유닛(120)은 검출유닛(110)에서 출력되는 하나 이상의 검출신호를 적어도 한 번의 신호처리, 예컨대 아날로그 신호처리 및 디지털 신호처리를 하여 출력할 수 있다(S20). The analysis unit 120 may output one or more detection signals output from the detection unit 110 by performing at least one signal processing, such as analog signal processing and digital signal processing (S20).

분석유닛(120)의 신호검출부(121)는 검출유닛(110)의 센서부(114)로부터 출력되는 다수의 제1채널 아날로그 신호를 검출하여 아날로그 신호처리부(122)로 제공할 수 있다. 또한, 신호검출부(121)는 검출유닛(110)의 센서부(114)로부터 출력되는 다수의 제2채널 아날로그신호를 검출하여 아날로그 신호처리부(122)로 제공할 수 있다. The signal detection unit 121 of the analysis unit 120 may detect a plurality of first channel analog signals output from the sensor unit 114 of the detection unit 110 and provide them to the analog signal processing unit 122. In addition, the signal detection unit 121 may detect a plurality of second channel analog signals output from the sensor unit 114 of the detection unit 110 and provide them to the analog signal processing unit 122.

아날로그 신호처리부(122)는 다수의 제1채널 아날로그신호를 증폭하여 이득을 조절하고, 증폭된 신호에서 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압, 노이즈 등을 조절할 수 있다. 또한, 아날로그 신호처리부(122)는 다수의 제2채널 아날로그신호를 증폭하여 이득을 조절하고, 증폭된 신호에서 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압, 노이즈 등을 조절할 수 있다.The analog signal processing unit 122 may amplify a plurality of first channel analog signals to adjust a gain, and adjust a rise time, a fall time, a signal width, an offset voltage, noise, and the like in the amplified signal. In addition, the analog signal processing unit 122 may amplify a plurality of second channel analog signals to adjust a gain, and may adjust a rise time, a fall time, a signal width, an offset voltage, noise, and the like in the amplified signal.

디지털 신호처리부(123)는 아날로그 신호처리부(122)에 의해 신호처리 된 다수의 제1채널 아날로그신호와 다수의 제2채널 아날로그신호 각각을 디지털 신호로 변환할 수 있다. 디지털 신호처리부(123)는 다수의 제1채널 아날로그신호에서 변환된 다수의 제1채널 디지털신호를 출력하고, 다수의 제2채널 아날로그신호에서 변환된 다수의 제2채널 디지털신호를 출력할 수 있다. The digital signal processing unit 123 may convert each of a plurality of first channel analog signals and a plurality of second channel analog signals signal-processed by the analog signal processing unit 122 into digital signals. The digital signal processing unit 123 may output a plurality of first channel digital signals converted from a plurality of first channel analog signals, and may output a plurality of second channel digital signals converted from a plurality of second channel analog signals. .

다음으로, 분석유닛(120)의 분석부(124)는 아날로그 신호처리 및 디지털 신호처리 된 각 채널별 신호에 기초하여 검출되는 방사선의 세부 정보, 예컨대 방사선의 세기, 시간 및 위치정보 등과 같은 세부 정보를 획득할 수 있다(S30). Next, the analysis unit 124 of the analysis unit 120 includes detailed information of radiation detected based on the signal for each channel processed by analog signal processing and digital signal processing, for example, detailed information such as radiation intensity, time, and location information. Can be obtained (S30).

이어, 분석부(124)는 획득한 검출 방사선에 대한 세부 정보에 기초하여 채널별, 즉 다수의 제1채널과 다수의 제2채널 각각에 대응되는 방사선 정보를 출력할 수 있다(S40). Subsequently, the analysis unit 124 may output radiation information corresponding to each channel, that is, each of the plurality of first channels and the plurality of second channels, based on the obtained detailed information about the detected radiation (S40).

본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 공항이나 항만 등의 유동인구 또는 유동물류가 많은 곳에서 사용될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 양방향 무빙워크(200)의 중앙부에 설치되어 일 방향과 타 방향 각각으로 이동하고 있는 사람 또는 물류에 대한 방사성물질 소지 여부를 감시할 수 있다. The two-way radioactive material monitoring system 100 of the present invention can be used in places where there are many floating populations or fluid logistics such as airports or ports. For example, as shown in Figure 5, the two-way radioactive material monitoring system 100 of the present invention is installed in the center of the two-way moving walk 200 to move in one direction and the other direction, respectively, radioactive material for people or logistics Possession can be monitored.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 검출유닛(110)이 양방향에서 제1검출부(111) 및 제2검출부(112)를 통해 방사성물질에서 방사되는 방사선을 입사하여 검출하고, 분석유닛(120)에서 검출된 방사선에 대한 세기, 시간 및 위치를 분석할 수 있다. At this time, as shown in FIG. 6, the detection unit 110 incidentally detects and detects radiation emitted from the radioactive material through the first detection unit 111 and the second detection unit 112 in both directions, and the analysis unit 120 It is possible to analyze the intensity, time, and location of the radiation detected in.

이에, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 양방향에서의 방사성물질에 의한 방사선 검출결과를 표시할 수 있고, 도 7의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 각 방향에서의 방사성물질에 의한 방사선 검출결과를 표시할 수 있다. Accordingly, as shown in (a) of FIG. 7, the result of detection of radiation by the radioactive material in both directions can be displayed, and as shown in (b) and (c) of FIG. 7, The result of detection of radiation by radioactive materials can be displayed.

이와 같이, 본 발명의 양방향 방사성물질 감시시스템(100)은 방사선의 검출 및 분석을 위한 시스템의 규모 증가를 최소화하면서, 방사성물질에서 방사되는 방사선을 양방향에서 검출하여 그 세기, 시간 및 위치를 정확하게 분석할 수 있다.As described above, the two-way radioactive material monitoring system 100 of the present invention accurately analyzes the intensity, time, and position by detecting radiation emitted from the radioactive material in both directions while minimizing the increase in the scale of the system for detecting and analyzing radiation. can do.

100: 방사성물질 감시시스템 110: 검출유닛
111: 제1검출부 111a: 제1홀
112: 제2검출부 112a: 제2홀
113: 섬광체 114: 센서부
120: 분석유닛 121: 신호검출부
122: 아날로그 신호처리부 123: 디지털 신호처리부
124: 분석부100: radioactive material monitoring system 110: detection unit
111: first detection unit 111a: first hole
112: second detection unit 112a: second hole
113: scintillator 114: sensor unit
120: analysis unit 121: signal detection unit
122: analog signal processing unit 123: digital signal processing unit
124: analysis unit

Claims (10)

서로 대향되는 양방향에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 하나 이상의 검출신호를 출력하는 검출유닛; 및
상기 검출신호에 기초하여 상기 방사선의 세기, 시간 및 위치 중 적어도 하나를 분석하여 양방향 각각에 대응되는 분석결과를 출력하는 분석유닛;
을 포함하고,
상기 검출유닛은,
상기 방사선에 의해 광 신호를 발생하는 섬광체;
상기 섬광체의 일면에 배치되고, 전면에 형성된 다수의 제1홀을 통해 상기 방사선을 상기 섬광체의 일면에 제공하는 제1검출부; 및
상기 섬광체의 타면에 배치되고, 전면에 형성된 다수의 제2홀을 통해 상기 방사선을 상기 섬광체의 타면에 제공하는 제2검출부를 포함하고,
상기 다수의 제1홀과 상기 다수의 제2홀은 서로 다른 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.A detection unit that simultaneously detects radiation emitted from the radioactive material in both directions opposite to each other and outputs one or more detection signals; And
An analysis unit that analyzes at least one of the intensity, time, and position of the radiation based on the detection signal and outputs an analysis result corresponding to each of the two directions;
Including,
The detection unit,
A scintillator generating an optical signal by the radiation;
A first detection unit disposed on one surface of the scintillator and providing the radiation to one surface of the scintillator through a plurality of first holes formed on the entire surface; And
A second detection unit disposed on the other surface of the scintillator and providing the radiation to the other surface of the scintillator through a plurality of second holes formed on the front surface thereof,
The two-way radioactive material monitoring system, characterized in that the plurality of first holes and the plurality of second holes have different positions. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 검출유닛은,
상기 섬광체의 상부 및 하부 중 어느 하나에 대응되어 배치되고, 상기 섬광체에서 발생되는 상기 광 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 검출신호로 출력하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.The method of claim 1,
The detection unit,
A two-way radioactive material monitoring system comprising: a sensor unit disposed to correspond to one of the upper and lower portions of the scintillator, and converting the optical signal generated from the scintillator into an analog signal and outputting the detection signal. 제3항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 다수의 제1홀 각각에 대응되는 상기 광 신호로부터 다수의 제1채널 아날로그 신호를 상기 검출신호로 출력하고, 상기 다수의 제2홀 각각에 대응되는 상기 광 신호로부터 다수의 제2채널 아날로그 신호를 상기 검출신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.The method of claim 3,
The sensor unit,
A plurality of first channel analog signals are output as the detection signals from the optical signals corresponding to each of the plurality of first holes, and a plurality of second channel analog signals are output from the optical signals corresponding to each of the plurality of second holes Bidirectional radioactive material monitoring system, characterized in that outputting as the detection signal. 제1항에 있어서,
상기 섬광체는 다수의 플라스틱 섬광결정이 행과 열로 어레이를 구성하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.The method of claim 1,
The scintillator is a two-way radioactive material monitoring system, characterized in that a plurality of plastic scintillation crystals constitute an array in rows and columns. 제1항에 있어서,
상기 다수의 제1홀 및 다수의 제2홀의 단면은 원형, 타원형 및 다각형 중 하나인 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.The method of claim 1,
The cross-section of the plurality of first holes and the plurality of second holes is a two-way radioactive material monitoring system, characterized in that one of a circle, an ellipse and a polygon. 제1항에 있어서,
상기 분석유닛은,
상기 검출신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 노이즈를 제거하여 출력하는 아날로그 신호처리부;
상기 아날로그 신호처리부에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호처리부; 및
변환된 디지털 신호를 분석하여 상기 방사선의 세기, 시간 및 위치 중 적어도 하나의 정보를 획득하고, 획득한 정보에 기초하여 상기 검출유닛의 양방향 각각에 대한 방사선 분석 결과를 출력하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템.The method of claim 1,
The analysis unit,
An analog signal processing unit amplifying the detection signal and removing noise from the amplified signal and outputting the amplified signal;
A digital signal processor for converting a signal output from the analog signal processor into a digital signal; And
And an analysis unit for analyzing the converted digital signal to obtain at least one of the intensity, time, and position of the radiation, and outputting a radiation analysis result for each of the two directions of the detection unit based on the obtained information. Two-way radioactive material monitoring system. 서로 대향되는 양방향에서 방사성물질로부터 방사되는 방사선을 동시에 검출하여 하나 이상의 검출신호를 출력하는 단계;
상기 검출신호를 적어도 한 번 신호 처리하여 상기 방사선의 하나 이상의 정보를 획득하는 단계; 및
획득된 정보에 기초하여 양방향에서 검출되는 방사선에 대한 분석결과를 출력하는 단계;
를 포함하고,
상기 하나 이상의 검출신호를 출력하는 단계는,
섬광체의 일면에서 상기 방사선에 의해 서로 다른 위치에 발생되는 하나 이상의 광 신호를 아날로그신호로 변환하여 다수의 제1채널 아날로그신호를 출력하는 단계;
상기 섬광체의 타면에서 상기 방사선에 의해 서로 다른 위치에 발생되는 하나 이상의 광 신호를 아날로그신호로 변환하여 다수의 제2채널 아날로그신호를 출력하는 단계; 및
상기 다수의 제1채널 아날로그신호와 상기 다수의 제2채널 아날로그신호를 상기 검출신호로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템의 동작방법.Simultaneously detecting radiation emitted from the radioactive material in both directions facing each other and outputting one or more detection signals;
Signal processing the detection signal at least once to obtain one or more information of the radiation; And
Outputting an analysis result of radiation detected in both directions based on the obtained information;
Including,
The step of outputting the one or more detection signals,
Converting one or more optical signals generated at different positions by the radiation on one surface of the scintillator into analog signals and outputting a plurality of first channel analog signals;
Converting one or more optical signals generated at different locations by the radiation on the other surface of the scintillator into analog signals and outputting a plurality of second channel analog signals; And
And outputting the plurality of first channel analog signals and the plurality of second channel analog signals as the detection signal. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 방사선의 하나 이상의 정보를 획득하는 단계는,
상기 검출신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 단계;
노이즈가 제거된 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
변환된 신호로부터 상기 방사선의 세기, 시간 및 위치 중 적어도 하나를 포함하는 상기 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사성물질 감시시스템의 동작방법.
The method of claim 8,
Obtaining one or more information of the radiation,
Amplifying the detection signal and removing noise from the amplified signal;
Converting the noise-removed signal into a digital signal; And
And obtaining the information including at least one of the intensity, time, and location of the radiation from the converted signal.
KR1020190000380A 2018-11-23 2019-01-02 Two-way system for monitoring of radioactive material and driving method thereof KR102185940B1 (en)

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