KR102435152B1 - Remote movable radiation inspection equipment of electron accelerator system - Google Patents

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KR102435152B1
KR102435152B1 KR1020220044335A KR20220044335A KR102435152B1 KR 102435152 B1 KR102435152 B1 KR 102435152B1 KR 1020220044335 A KR1020220044335 A KR 1020220044335A KR 20220044335 A KR20220044335 A KR 20220044335A KR 102435152 B1 KR102435152 B1 KR 102435152B1
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강희영
김민수
오광일
정도진
한기수
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동양검사기술주식회사
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Abstract

The present invention relates to a remote-movable radiation inspection apparatus for an electronic beam accelerator system. In regard to an electronic beam accelerator system in which an electronic beam accelerator including an electronic beam generation device (3), an electronic beam acceleration device (4), a beam line (5), a beam withdrawer, a beam diagnosis device, a beam direction switch and a beam radiation device (6) is installed in a shielding wall (2) on a floor (1), the remote-movable radiation inspection apparatus comprises: an electric moving cart (100) moving forward and backward and left and right in a radiation generation area in the shielding wall (2); a collimator (200) focusing radiation (X-ray) leaking from the beam line (5) of the electronic beam accelerator onto a narrow incidence area; a radiation detector (300) including a NaI scintillator, thereby detecting the radiation focused by the collimator (200) to generate a fluorescence signal, and send a measurement signal corresponding thereto; a dose rate indication and signal processing module (400) processing the measurement signal measured by the radiation detector (300) to indicate a radiation dose rate; a CCTV (500) photographing the electric moving cart (100) moving in the radiation generation area in the shielding wall (2); and a computer (600) including a monitor displaying an image photographed by the CCTV (500). Therefore, the present invention is capable of enabling effective radiation safety management and maintenance.

Description

전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치{Remote movable radiation inspection equipment of electron accelerator system}Remote movable radiation inspection equipment of electron accelerator system

본 발명은 전자빔 가속기 시스템에서 발생하는 고준위 방사선 누출을 사전에 찾아내기 위한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자빔 가속기 관리자가 접근하기 불가능한 차폐벽 내부의 전자빔 가속기 시스템에서 방사선의 발생영역을 원격으로 이동하여 검사하면서 전자빔 라인의 방사선 누출지점을 추적할 수 있도록 하는 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a remote mobile radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system for detecting high-level radiation leakage occurring in an electron beam accelerator system in advance, and more particularly, in an electron beam accelerator system inside a shielding wall that an electron beam accelerator manager cannot access. The present invention relates to a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system that enables tracking of a radiation leakage point of an electron beam line while remotely moving and inspecting a radiation generating area.

일반적으로 전자빔 가속기 시스템은 전자빔 발생장치, RF에 의한 가속장치, 빔 라인, 빔 인출기, 빔 진단장치, 빔 방향 전환기 그리고 빔 조사 장치 등 다수의 장치나 부품들이 유기적으로 구성된 종합 장치이다. 특히, 전자빔 가속기에서 전자빔은 에너지는 수 MeV 이상으로 높은 에너지를 유지하면서 빔 라인 내부로 이동하기 때문에 시스템에서 극소량의 전자빔이 누출되어도 고에너지의 방사선(X-선)이 방출되고 있다. 따라서, 방출되는 방사선(X-선)으로 인하여 두꺼운 콘크리트 차폐벽으로 밀폐된 내부공간에 전자빔 가속기 시스템을 배치하여 설치하고 있다.In general, an electron beam accelerator system is a comprehensive device organically composed of a number of devices or components such as an electron beam generator, an RF accelerator, a beam line, a beam extractor, a beam diagnosis device, a beam direction changer, and a beam irradiation device. In particular, since the electron beam moves inside the beam line while maintaining high energy of several MeV or more in the electron beam accelerator, high energy radiation (X-rays) is emitted even if a very small amount of electron beam leaks from the system. Therefore, an electron beam accelerator system is installed and installed in an internal space sealed by a thick concrete shield wall due to emitted radiation (X-rays).

특히, 전자빔 가속기는 전자빔 발생기, RF 공급에 의한 가속장치, 빔 라인, 빔 인출기, 빔 진단장치, 빔 방향 전환기 그리고 빔 조사장치에서 전원공급, 가속장치와 부품들을 초기에 빔 라인을 설치하고 각 장치부품의 성능시험을 먼저 시행한다. 각 장치와 부품들의 성능시험 후, 차폐벽 내부공간에 빔 라인을 설치하면서 빔 배열(beam alignment)을 구성한 후, 빔 발생, 빔 인출, 빔 방향 전환, 빔 진단과 빔 조사 시험을 시행할 때 예측하지 못한 고준위 방사선이 누출될 가능성이 많이 있다.In particular, the electron beam accelerator is an electron beam generator, an accelerator by RF supply, a beam line, a beam extractor, a beam diagnosis device, a beam direction changer, and a beam irradiation device. The performance test of the part is performed first. After the performance test of each device and component, configure the beam alignment while installing the beam line in the inner space of the shielding wall There is a high possibility that high-level radiation that has not been done is leaked.

이러한 고준위 방사선은 시스템 내부 공간에 설치된 고정식 방사선 감시 장치로 가속기 장치의 방사선 방출 가능성만 일부 확인할 수 있다. 그러므로 이러한 감시 장치만으로는 고준위 방사선이 발생하는 장치 및 부품을 특정할 수 없을 뿐만 아니라 빔 라인의 어느 영역인지도 명확하게 찾아낼 수 없다.This high-level radiation is a fixed radiation monitoring device installed in the internal space of the system, and only the possibility of radiation emission from the accelerator device can be partially confirmed. Therefore, it is not possible to specify the device and component generating high-level radiation with only such a monitoring device, and it is not possible to clearly find out which area of the beam line.

그리하여 종래에는 가속기 시스템의 가동을 중단하고 빔 배열의 연결 부위 장치와 빔 라인 연결지점 그리고 빔 방향 전환지점 등을 단순히 점검과 검사 등으로 일부 계통과 장치 등을 보완하고 다시 시스템을 가동하였다. 지금까지 차폐벽 내부에 있는 가속기 시스템의 방사선 누출사고는 고정식 감시 장치로 일부를 관찰하여 확인하는 극히 단편적인 방법만 사용하였지만, 이 방법은 시스템의 어느 부위에서 방사선이 누출하는지를 명확하게 확인할 수 없다는 제한적인 방법으로 취급되고 있다. Therefore, in the prior art, the operation of the accelerator system was stopped, and some systems and devices were supplemented by simple inspection and inspection of the beam arrangement connection part device, the beam line connection point, and the beam direction change point, and the system was operated again. Until now, only a very fragmentary method of observing and confirming a part of the radiation leakage accident of the accelerator system inside the shield wall was used, but this method is limited in that it is not possible to clearly determine where in the system the radiation is leaking. being treated in a hostile way.

따라서, 전자빔 가속기 시스템의 방사선 안전을 위하여 원격으로 가속기 장치와 빔 라인에 접근하여 방사선 누출지점을 정확하게 추적하는데 사용되는 원격 이동식 방사선 검사장치는 지금까지 개발된 사례가 없으며, 이에 기술적으로 이 문제를 해결하기 위하여 원격 이동식 검사장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, for the radiation safety of the electron beam accelerator system, a remote mobile radiation inspection device used to accurately track the radiation leakage point by remotely accessing the accelerator device and the beam line has not been developed so far, and this problem is solved technically In order to do this, there is an urgent need for a remote mobile inspection device.

또한, 국내에서 전자빔을 이용한 가속기 계통은 THz파 레이저광 이용, 대규모 살균조사용, 산업체의 빔 조사용, 컨테이너 검색기 그리고 의료용 암 치료기 등으로 다방면으로 활용되고 있다. 전자빔 계통은 전자빔의 발생장치, 빔 가속장치와 빔 조사장치 등의 빔 라인을 설계하여 각 장치와 부품을 제작하고 조립하여 설치하게 된다. 당초에 설계에서 방사선 방출량을 예측하여 가속기 장치 근방에 부분 차폐체(local shield)를 일부 설치하고 전체적으로 방출되는 방사선 예측량을 추정하여 시설의 외부 차폐벽을 설치하여 왔다. 그러나 가속기 장치와 빔 라인(beam line)을 설치하고 성능시험을 수행하는 과정에서 예측하지 못하는 빔 라인의 연결부위, 빔 가속장치 및 빔 조사장치 연결 부위 등에서 고준위 방사선 누출사고가 종종 발생하기도 한다.In addition, the accelerator system using the electron beam in Korea is being used in various fields such as the use of THz wave laser light, large-scale sterilization irradiation, industrial beam irradiation, container searcher, and medical cancer treatment device. In the electron beam system, beam lines such as an electron beam generator, a beam accelerator and a beam irradiation device are designed, and each device and parts are manufactured, assembled, and installed. Initially, the radiation emission amount was predicted in the design, a local shield was partially installed near the accelerator device, and the external shielding wall of the facility was installed by estimating the total radiation emission amount. However, in the process of installing the accelerator device and the beam line and performing the performance test, high-level radiation leakage accidents often occur in the unexpectedly connected part of the beam line, the connection of the beam accelerator and the beam irradiator, etc.

전자빔 가속기 시스템에 차폐벽 내벽에 설치된 고정식 방사선 감시장치로는 가속기 시스템의 어느 부위에서 방사선이 누출되는지를 명확하게 확인할 수 없으며 일부 장치의 방사선 누출 가능성만을 단순히 추측하여 확인하는 정도이다. 이러한 고준위 방사선을 방출하는 곳이 어떠한 장치이고, 빔 라인의 어느 영역인지를 구체적으로 명확하게 구별할 수가 없다는 문제점이 있다.With the fixed radiation monitoring device installed on the inner wall of the shielding wall in the electron beam accelerator system, it is not possible to clearly confirm which part of the accelerator system is leaking radiation, and only the possibility of radiation leakage of some devices is confirmed only by guessing. There is a problem in that it is not possible to clearly distinguish which device is emitting such high-level radiation and which region of the beam line.

특허 제10-2286489호(2021. 07. 30. 등록공고)Patent No. 10-2286489 (Registration Announcement on Jul. 30, 2021) 특허 제10-2327216호(2021. 11. 10. 등록공고)Patent No. 10-2327216 (Registration Announcement on November 10, 2021)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자빔 발생장치, 전자빔 가속장치, 빔 라인, 빔 진단장치, 빔 방향 전환장치 및 빔 조사장치 등으로 구성되는 전자빔 가속기 시스템의 본체와 연결 부위, 빔 라인 등에서 예측하지 못한 고준위 방사선(X-선)이 누출되어 방출되는 지점과 위치를 효과적으로 찾아낼 수 있는 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and includes a main body and a connection part of an electron beam accelerator system comprising an electron beam generator, an electron beam accelerator, a beam line, a beam diagnosis device, a beam direction changer, and a beam irradiation device; An object of the present invention is to provide a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system that can effectively find a point and a location where unexpected high-level radiation (X-ray) leaks and is emitted from a beam line or the like.

상기한 바와 같은 목적은, 바닥 위의 차폐벽 내에 전자빔 발생장치, 전자빔 가속장치, 빔 라인, 빔 인출기, 빔 진단장치, 빔 방향 전환기 및 빔 조사장치를 포함하는 전자빔 가속기가 설치된 전자빔 가속기 시스템에 있어서, 상기 차폐벽 내의 방사선 발생영역을 전후, 좌우로 이동하는 전동식 이동대차; 상기 빔 라인에서 누출되는 방사선(X-선)을 좁은 입사영역에서 집속하는 콜리메터; NaI 신틸레이터(NaI scintillator)를 구비하여, 상기 콜리메터에서 집속된 방사선을 감지하여 형광신호를 발생하고, 이에 대응하는 측정신호를 보내는 방사선 검출기; 상기 방사선 검출기에 의해 측정된 측정신호를 처리하여 방사선 선량율을 지시하는 선량율 지시 및 신호처리모듈; 상기 차폐벽 내의 방사선 발생영역을 이동하는 상기 전동식 이동대차를 촬영하는 CCTV; 및 상기 CCTV에 의해 촬영을 영상을 표시하는 모니터를 포함하는 컴퓨터로 구성되는, 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사 장치에 의해 달성된다.The above object is an electron beam accelerator system in which an electron beam accelerator including an electron beam generator, an electron beam accelerator, a beam line, a beam extractor, a beam diagnosis device, a beam redirector, and a beam irradiator is installed in a shielding wall on the floor, , an electric moving cart for moving the radiation generating area in the shielding wall back and forth, left and right; a collimator for focusing radiation (X-rays) leaking from the beam line in a narrow incident area; a radiation detector having a NaI scintillator, detecting the radiation focused by the collimator, generating a fluorescence signal, and transmitting a corresponding measurement signal; a dose rate indication and signal processing module for instructing a radiation dose rate by processing the measurement signal measured by the radiation detector; CCTV for photographing the electric moving cart moving the radiation generating area within the shielding wall; and a computer including a monitor for displaying images captured by the CCTV, which is achieved by a remote mobile radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 이동식 전동대차는, 하판; 상기 하판의 저면에 설치되어 전후, 좌우로 이동하는 복수의 이동 바퀴; 상기 하판과 일정거리 이격되는 상부에 위치하는 상판; 상기 하판 위에 세워지고 높낮이가 조절되며 상기 상판을 지지하는 복수의 높이 조절봉; 상기 상판 위에 배치되어 상기 콜리메터를 지지하는 검출기 지지대; 상기 하판 위에 설치되고 충전 배터리로부터 전원을 공급받아 통상의 동력 연결수단을 매개로 상기 이동 바퀴에 이동 및 방향 전환을 위한 동력을 전달하는 구동 모터; 및 상기 구동 모터의 구동을 유무선으로 제어하는 이동대차 제어판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the movable transmission bogie, a lower plate; a plurality of moving wheels installed on the lower surface of the lower plate to move forward and backward, left and right; an upper plate positioned at an upper portion spaced apart from the lower plate by a predetermined distance; a plurality of height adjustment rods erected on the lower plate, the height of which is adjusted, and which supports the upper plate; a detector support disposed on the upper plate to support the collimator; a driving motor installed on the lower plate and receiving power from a rechargeable battery to transmit power for movement and direction change to the moving wheel through a normal power connection means; and a moving cart control panel for controlling the driving of the driving motor by wire or wireless.

본 발명에 의하면, 가속기 시스템의 두꺼운 차폐벽 내부에 원격으로 이동식 방사선 검사 장치를 설치하여 방사선 누출을 사전에 인지하고 확인할 수 있도록 함으로써, 전자빔 가속기 시스템 내부의 고준위 방사선 영역에서 전자빔 가속기 시스템의 방사선 안전관리와 유지 및 보수를 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, radiation safety management of the electron beam accelerator system in the high-level radiation area inside the electron beam accelerator system by remotely installing a mobile radiation inspection device inside the thick shielding wall of the accelerator system to recognize and confirm radiation leakage in advance and effective maintenance and repair.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치의 전체 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1에 개시된 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치의 평면도이다.
도 3은 전자빔 가속기의 가동 후, 검사장치의 검사 수행 논리와 작업절차 흐름도를 나타내고 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에 개시된 콜리메터와 방사선 검출기의 구성을 보인 도면이다.
도 5는 도 1에 개시된 전동식 이동대차를 보인 개략 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 전자빔 가속기 시스템의 빔 라인에서 전자선이 누출되어 빔 튜브와 충돌하여 2차로 방사선(X-선)이 발생하는 X, Y, XY 방향에 대한 전자계산 시뮬레이션 모델이다.
도 9는 내지 도 11은 시뮬레이션 모델에서 검출되는 선량율 분포로부터 예측한 측정분포도이다.1 is an overall system configuration diagram of a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system according to an embodiment of the present invention disclosed in FIG. 1. Referring to FIG.
3 is a flowchart illustrating the inspection execution logic and operation procedure of the inspection apparatus after the operation of the electron beam accelerator.
4 is a view showing the configuration of the collimator and the radiation detector shown in FIGS. 1 and 2 .
5 is a schematic perspective view showing the electric moving bogie disclosed in FIG. 1 .
6 to 8 are electron calculation simulation models for X, Y, and XY directions in which an electron beam leaks from a beam line of an electron beam accelerator system and collides with a beam tube to generate secondary radiation (X-rays).
9 to 11 are measurement distribution diagrams predicted from the dose rate distribution detected in the simulation model.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치의 전체 시스템 구성도이고, 1 is an overall system configuration diagram of a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 개시된 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view of a remote-moving radiation inspection apparatus of an electron beam accelerator system according to an embodiment of the present invention disclosed in FIG. 1. Referring to FIG.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사 장치는, 바닥(1) 위의 차폐벽(2) 내에 전자빔 발생장치(3), 전자빔 가속장치(4), 빔 라인(5), 빔 인출기, 빔 진단장치, 빔 방향 전환기 및 빔 조사장치(6)를 포함하는 전자빔 가속기가 설치된 전자빔 가속기 시스템에 있어서, 차폐벽(2) 내의 방사선 발생영역을 전후, 좌우로 이동하는 전동식 이동대차(100), 빔 라인(5)에서 누출되는 방사선(X-선)을 좁은 입사영역에서 집속하는 콜리메터(200), NaI 신틸레이터(NaI scintillator)를 구비하여, 콜리메터(200)에서 집속된 방사선을 감지하여 형광신호를 발생하고, 이에 대응하는 측정신호를 보내는 방사선 검출기(300), 방사선 검출기(300)에 의해 측정된 측정신호를 처리하여 방사선 선량율을 지시하는 선량율 지시 및 신호처리모듈(400), 차폐벽(2) 내의 방사선 발생영역을 이동하는 전동식 이동대차(100)와 이를 촬영하는 CCTV(500) 및 CCTV(500)에 의해 촬영을 영상을 표시하는 모니터를 포함하는 컴퓨터(600)로 구성된다.1 and 2, the remote-moving radiation inspection apparatus of the electron beam accelerator system according to the embodiment of the present invention is an electron beam generator 3 and an electron beam accelerator 4 in the shielding wall 2 on the floor 1 ), a beam line (5), a beam extractor, a beam diagnosis device, a beam redirector, and an electron beam accelerator system including a beam irradiation device (6) installed in an electron beam accelerator system, the radiation generating area in the shielding wall (2) back and forth; Equipped with a collimator 200 that focuses radiation (X-rays) leaking from the beam line 5 in a narrow incident area, and a NaI scintillator, the collimator 100 that moves left and right is provided. The meter 200 detects the focused radiation to generate a fluorescence signal, and the radiation detector 300 that sends a corresponding measurement signal, processes the measurement signal measured by the radiation detector 300 and indicates the radiation dose rate. The instruction and signal processing module 400, the electric moving cart 100 moving the radiation generating area within the shielding wall 2, and the CCTV 500 and CCTV 500 photographing it, and a monitor that displays the image It consists of a computer (600) including.

도 3은 전자빔 가속기의 가동 후, 검사장치의 검사 수행 논리와 작업절차 흐름도를 나타내고 있다.3 is a flowchart illustrating the inspection execution logic and operation procedure of the inspection apparatus after the electron beam accelerator is operated.

도 3에 의하면, 먼저, 관리자는 전자빔 가속기를 가동하기 전에 전동식 이동대차((100)에 콜리메터(200) 및 방사선 검출기(300)를 포함하는 방사선 검사 장치를 설치한 후(S1), 높이 조절봉(140)을 이용하여 방사선 검출기(300)의 높이를 조절하여 차폐벽 내부로 이동시키게 된다.According to FIG. 3 , first, the manager installs the radiation inspection device including the collimator 200 and the radiation detector 300 on the electric moving bogie 100 before operating the electron beam accelerator (S1), and then adjusts the height The height of the radiation detector 300 is adjusted using the rod 140 to move it inside the shielding wall.

이어서, 관리자는 전동식 이동대차(100)를 이동시켜 가면서 콜리메터(200) 및 방사선 검출기(300)를 이용하여 CCTV(500)에 의해 촬영된 영상을 보면서(S2), 가속기 장치, 빔 라인 및 이동 근접 방사선 검사를 실시하게 된다(S3).Then, while the manager moves the electric moving bogie 100, while using the collimator 200 and the radiation detector 300, while watching the image captured by the CCTV 500 (S2), the accelerator device, the beam line and movement Proximity radiographic examination is performed (S3).

이렇게 방사선 검출기(300)에 의해 검출되는 방사선 측정신호가 선량율 지시 및 신호처리모듈(400)에 전송되어, 선량율 지시 신호처리모듈(400)에 의해 방사선 선량율을 구하고, 이를 표시하게 된다(S4).In this way, the radiation measurement signal detected by the radiation detector 300 is transmitted to the dose rate indication and signal processing module 400, and the radiation dose rate is obtained by the dose rate indication signal processing module 400, and this is displayed (S4).

이어서, 해당 방사선 선량율에 대한 정보를 전달받은 컴퓨터(600)는 방사선 준위 분석을 수행하고(S5), 특정 위치에서의 방사선 고준위 검출 여부를 화면을 통해 확인하게 된다(S6).Then, the computer 600 receiving the information on the corresponding radiation dose rate analyzes the radiation level (S5), and checks whether a high radiation level is detected at a specific location through the screen (S6).

이렇게 특정 위치에서의 고준위 방사선 위치를 확인한 후(S7) 컴퓨터(600)는 해당 선량율 준위 분석 및 위치자료를 저장한 후(S8), 가속기 운전중지 및 시스템을 점검 분석하게 된다(S9).After confirming the location of the high-level radiation at the specific location (S7), the computer 600 stores the corresponding dose rate level analysis and location data (S8), then stops the accelerator operation and checks and analyzes the system (S9).

도 4는 도 1 및 도 2에 개시된 콜리메터와 방사선 검출기의 구성을 보인 도면이다.4 is a view showing the configuration of the collimator and the radiation detector disclosed in FIGS. 1 and 2 .

도 4에 의하면, 콜리메터(200)와 방사선 검출기(300)는 주로 감마선이나 X-선을 감지하여 형광신호를 발생시키는 NaI 신틸레이터(NaI scintillator)를 구비하고, 이때 NaI는 전리 방사선에 의해 여기될 때 발광특성인 섬광을 나타내는 물질이다. 방사선 검출기(300)의 NaI 신틸레이터에서 발생된 형광신호는 케이블을 통하여 선량율 지시 및 신호처리모듈(400)에 전달된다. 이 선량율 지시 및 신호처리모듈(400)에서 형광신호의 크기와 세기를 분석 처리하여 LED 채널에 선량율을 최소 μSv/hr, 최대 Sv/hr 단위로 표시한다. NaI 신틸레이터의 측정범위는 최소 100 μSv/hr, 최대 1 Sv/hr 까지 가능하다. 선량율 지시 및 신호처리모듈(400)의 하단에 RS-232 port가 부착되어 있어, LED 채널에 표시되는 선량율 값이 그대로 컴퓨터(예를 들어, PC 컴퓨터)로 전달되어 이것을 모니터에 시간에 따른 분포도로 표시될 수 있다. 이 시간에 따른 선량율 분포값으로 방사선의 위치에 따른 시간별 선량율 값을 확인하여 전동식 이동대차(100)에서 측정한 방사선 선량율 자료를 분석하여 평가할 수 있다.According to FIG. 4 , the collimator 200 and the radiation detector 300 mainly include a NaI scintillator that detects gamma rays or X-rays to generate a fluorescence signal, wherein NaI is excited by ionizing radiation. It is a material that exhibits glare, which is a luminescent property when it becomes The fluorescence signal generated by the NaI scintillator of the radiation detector 300 is transmitted to the dose rate indication and signal processing module 400 through a cable. The dose rate indication and signal processing module 400 analyzes and processes the size and intensity of the fluorescent signal to display the dose rate in the LED channel in units of minimum μSv/hr and maximum Sv/hr. The measuring range of the NaI scintillator is at least 100 μSv/hr and up to 1 Sv/hr. Since an RS-232 port is attached to the lower end of the dose rate indication and signal processing module 400, the dose rate value displayed on the LED channel is transmitted to a computer (eg, a PC computer) as it is, and this is displayed on the monitor as a distribution diagram over time. can be displayed. With this time-dependent dose rate distribution value, it is possible to analyze and evaluate the radiation dose rate data measured by the electric mobile bogie 100 by checking the hourly dose rate value according to the location of the radiation.

도 5는 도 1에 개시된 전동식 이동대차를 보인 개략 사시도이다.5 is a schematic perspective view showing the electric moving bogie disclosed in FIG. 1 .

도 5에 의하면, 전동식 이동대차(100)는, 하판(110), 하판(110)의 저면에 설치되어 전후, 좌우로 이동하는 복수의 이동 바퀴(120), 하판(110)과 일정거리 이격되는 상부에 위치하는 상판(130), 하판(110) 위에 세워지고 높낮이가 조절되며 상판(130)을 지지하는 복수의 높이 조절봉(140), 상판(130) 위에 배치되어 콜리메터(200)를 지지하는 검출기 지지대(150), 하판(110) 위에 설치되고 충전 배터리(160)로부터 전원을 공급받아 통상의 동력 연결수단을 매개로 이동 바퀴(120)에 이동 및 방향전환을 위한 동력을 전달하는 구동 모터(170) 및 구동 모터(170)의 구동을 유무선으로 제어하는 이동대차 제어판(180)으로 구성된다.According to FIG. 5 , the electric moving bogie 100 is installed on the lower surface of the lower plate 110 and the lower plate 110 and is spaced apart from the plurality of moving wheels 120 , the lower plate 110 to move back and forth, left and right by a predetermined distance. A plurality of height adjustment rods 140 positioned on the upper plate 130 , the lower plate 110 , the height is adjusted, and the plurality of height adjustment rods 140 for supporting the upper plate 130 , the upper plate 130 is disposed on the upper plate 130 to support the collimator 200 . A driving motor that is installed on the detector support 150, the lower plate 110 and receives power from the rechargeable battery 160 and transmits power for movement and direction change to the moving wheel 120 via a conventional power connection means. 170 and a moving cart control panel 180 for controlling the driving of the driving motor 170 by wire or wireless.

이러한 전동식 이동대차(100)는 전자빔 가속기 시스템이 설치되어 있고 두꺼운 콘크리트 차폐벽(2)으로 둘러쌓인 내부공간에 전자빔 가속기 시스템의 빔 라인(5)을 따라 고준위 방사선을 측정하기 위한 원격 이동장치이다. 본 발명은 방사선 검사장치의 모양에 맞도록 전동식 이동대차(100)를 설계하여 콜리메터(200)와 방사선 검출기(300)의 안전한 운반을 확보한다. 전동식 이동대차(100)는 원격조정이 가능한 구동 모터(170)를 이용하여 관리자가 원거리에서의 조정이 가능하며, 아울러 관리자의 방사선에 대한 안전성 또한 확보할 수 있는 전동식 이동대차이다. 이러한 전동식 이동대차(100)는 좁은 공간에서도 원활하게 이동할 수 있기 위하여 비교적 작은 크기로 형성된다. 전동식 이동대차(100) 높이는 일반적으로 전자빔 가속기 빔라인(5)의 높이가 110cm 내지 130cm 정도로 설치되고 있어서, 이를 참조하여 전동식 이동대차(100)의 높이를 미리 설정할 수 있다.This electric moving bogie 100 is a remote moving device for measuring high-level radiation along the beam line 5 of the electron beam accelerator system in the inner space where the electron beam accelerator system is installed and surrounded by the thick concrete shield wall 2 . The present invention secures the safe transportation of the collimator 200 and the radiation detector 300 by designing the electric moving cart 100 to match the shape of the radiation inspection apparatus. The electric moving bogie 100 is an electric moving bogie that can be adjusted remotely by an administrator using a remote controllable driving motor 170, and can also secure the safety of the manager against radiation. This electric moving bogie 100 is formed in a relatively small size in order to be able to move smoothly even in a narrow space. The height of the electric moving bogie 100 is generally installed so that the height of the electron beam accelerator beamline 5 is about 110 cm to 130 cm, and the height of the electric moving bogie 100 can be preset with reference to this.

여기서, 높이 조절봉(140)은 나사식 스크류(screw)방식으로 움직이면서 높이를 조절되는 것이며, 전자빔 가속기 빔 라인(5)의 높이를 정확하게 측정하여 검출기 지지대(150)에 방사선 검출기(300), 즉 콜리메터(200)를 올려놓고 고정시키면서 모두 4개 위치에서 높이를 조절하여 고정할 수 있다.Here, the height adjustment rod 140 is to be adjusted in height while moving in a screw-type screw method, and the height of the electron beam accelerator beam line 5 is accurately measured to attach the radiation detector 300, that is, to the detector support 150 . It can be fixed by adjusting the height at all four positions while putting the collimator 200 on and fixing it.

이러한 전동식 이동대차(100)는 이동을 위한 동력을 제공하기 위한 구동 모터(170)가 구비되어 있는데, 이는 유무선 조절이 가능한 원격 동력 제어장치를 포함할 수 있다. 예를 들면 구동 모터(170)로 이루어진 동력장치는 앞바퀴 축에 연결되어 전동식 이동대차(100)의 전후이동과 좌우방향으로의 방향전환이 가능하도록 설계될 수 있다. 전동식 이동대차(100)에는 이동장치가 운반 바퀴로 형성될 수 있다. 이동 바퀴(120)는 앞축에 두 개, 뒷축에 두 개씩 총 4개가 형성될 수 있으며, 이것은 전동식 이동대차(100)의 전후좌우 이동에 필요한 일반적인 수량이다. 이동 바퀴(120)는 어느 정도의 충격 흡수를 위하여 고무 또는 실리콘 등의 재질로 구성될 수 있다.This electric moving bogie 100 is provided with a driving motor 170 for providing power for movement, which may include a remote power control device capable of wire/wireless control. For example, the power unit including the driving motor 170 may be designed to be connected to the front wheel shaft to enable the front and rear movement of the electric moving bogie 100 and the direction change in the left and right directions. In the electric moving bogie 100, the moving device may be formed as a transport wheel. A total of four moving wheels 120 may be formed, two on the front axle and two on the rear axle, which is a general quantity required for forward, backward, left, and right movement of the electric transfer cart 100 . The moving wheel 120 may be made of a material such as rubber or silicone in order to absorb a certain amount of shock.

도 6 내지 도 8은 전자빔 시스템의 빔 라인에서 전자선이 누출되어 빔 튜브와 충돌하여 2차로 방사선(X-선)이 발생하는 X, Y, XY 방향에 대한 전자계산 시뮬레이션 모델이다.6 to 8 are electron calculation simulation models for X, Y, and XY directions in which an electron beam leaks from a beam line of an electron beam system and collides with a beam tube to generate secondary radiation (X-rays).

도 6 내지 도 8에서는 전자빔 시스템의 빔 라인에서 전자선이 누출되어 빔 튜브와 충돌하여 2차로 방사선(X-선)이 발생하는 X, Y, XY 방향에 대한 전자계산 시뮬레이션 모델을 제시하고, 이러한 시뮬레이션 모델에서 검출되는 선량율 분포를 도 9 내지 도 11에 측정분포도를 예측하여 제시한 것이다.6 to 8, electron beam leaks from the beam line of the electron beam system and collides with the beam tube to present electron calculation simulation models for X, Y, and XY directions in which radiation (X-rays) are secondarily generated. The dose rate distribution detected in the model is predicted and presented in FIGS. 9 to 11 .

도 6은 전자빔 라인의 방향전환 코너(corner)에서 빔의 누설이 발생할 때 X방향 거리에 따라 X-ray가 발생하는 시뮬레이션 모델이며, 이 X방향 모델의 방사선 검출기에서 측정되는 선량율 분포는 도 9에 나타내었으며, 여기서 중심방향에 선량율값이 8 ㅧ 104 μSv/hr 정도로 높게 검출되고 좌ㅇ우로 15cm 떨어진 위치에서 1/800 정도로 급격히 감소하는 분포를 보여주고 있다. 6 is a simulation model in which X-rays are generated according to the X-direction distance when a beam leak occurs at the turning corner of the electron beam line, and the dose rate distribution measured by the radiation detector of this X-direction model is shown in FIG. Here, the dose rate value in the central direction is detected as high as 8 ㅧ 10 4 μSv/hr, and it shows a distribution that rapidly decreases to about 1/800 at a distance of 15 cm to the left and right.

도 7은 전자빔 라인의 방향 전환 코너(corner)에서 각도(angle) 방향 거리에 따라 X-ray가 발생하는 시뮬레이션 모델의 방사선 검출기에서 측정되는 선량율 분포는 도 10에 나타내었으며, 여기서도 각도 45도에서 선량율값이 105( μSv/hr) 정도로 매우 높게 검출되고 좌ㅇ우로 20도 떨어진 위치에서 1/1,000 정도로 급격히 감소하는 분포를 보여주고 있다.7 is a dose rate distribution measured by a radiation detector of a simulation model in which X-rays are generated according to an angle direction distance from a direction change corner of an electron beam line is shown in FIG. The value is detected as very high as 10 5 ( μSv/hr), and it shows a distribution that rapidly decreases to about 1/1,000 at a position 20 degrees left and right.

도 8은 전자빔 라인의 Y방향 모델의 방사선 검출기에서 거리에 따라 X-ray가 발생하는 시뮬레이션 모델이며, 방사선 검출기에서 측정되는 선량율 분포는 도 11에 나타내었으며, Y방향의 검출기 모델에서 최대 선량율값은 103( μSv/hr) 정도로 약간 높게 검출되고 상ㅇ하로 15cm 떨어진 위치에서 1/10 정도로 낮게 감소하는 분포를 보여주고 있다. 이와 같이 전자빔 이동의 Y방향에 대한 누출 측정 효율이 X 방향과 XY 방향 모델과 비교하여 검출 효율이 크게 떨어짐을 나타내고 있다.8 is a simulation model in which X-rays are generated according to the distance from the radiation detector of the Y-direction model of the electron beam line, the dose rate distribution measured by the radiation detector is shown in FIG. 11, and the maximum dose rate value in the Y-direction detector model is 10 3 ( μSv/hr) is detected slightly higher, and it shows a distribution that decreases as low as 1/10 at a position 15cm up and down. As described above, the leakage measurement efficiency in the Y direction of the electron beam movement indicates that the detection efficiency is significantly lowered compared to the X and XY direction models.

이상에서 설명한 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있으므로 본 발명의 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the present invention described above is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described herein. That is, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims described below, and the configuration of the present invention is variously changed within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. And since it can be modified, the embodiment of the present invention can be variously changed and can have various forms. Accordingly, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea.

1 : 바닥 2 : 차폐벽
3 : 전자빔 발생장치 4 : 전자빔 가속장치
5 : 빔 라인 6 : 전자빔 조사장치
100 : 전동식 이동대차 110 : 하판
120 : 이동 바퀴 130 : 상판
140 : 높이 조절봉 150 : 검출기 지지대
160 : 충전 빳테리 170 : 구동 모터
180 : 이동대차 제어판 200 : 콜리 메터
300 : 방사선 검출기 400 : 선량율 지시 및 신호처리모듈
500 : CCTV 600 : 컴퓨터(모니터)1: floor 2: barrier wall
3: electron beam generator 4: electron beam accelerator
5: beam line 6: electron beam irradiation device
100: electric moving cart 110: lower plate
120: moving wheel 130: top plate
140: height adjustment rod 150: detector support
160: charging battery 170: drive motor
180: mobile bogie control panel 200: collimator
300: radiation detector 400: dose rate indication and signal processing module
500: CCTV 600: Computer (monitor)

Claims (2)

바닥(1) 위의 차폐벽(2) 내에 전자빔 발생장치(3), 전자빔 가속장치(4), 빔 라인(5), 빔 인출기, 빔 진단장치, 빔 방향 전환기 및 빔 조사장치(6)를 포함하는 전자빔 가속기가 설치된 전자빔 가속기 시스템에 있어서,
상기 차폐벽(2) 내의 방사선 발생영역을 전후, 좌우로 이동하는 전동식 이동대차(100)는
하판(110);
상기 하판(110)의 저면에 설치되어 전후, 좌우로 이동하는 복수의 이동 바퀴(120);
상기 하판(110)과 일정거리 이격되는 상부에 위치하는 상판(130);
상기 하판(110) 위에 세워지고 높낮이가 조절되며 상기 상판(130)을 지지하는 복수의 높이 조절봉(140);
상기 상판(130) 위에 배치되어 콜리메터(200)를 지지하는 검출기 지지대(150);
상기 하판(110) 위에 설치되고 충전 배터리(160)로부터 전원을 공급받아 통상의 동력 연결수단을 매개로 상기 이동 바퀴(120)에 이동 및 방향 전환을 위한 동력을 전달하는 구동 모터(170); 및
상기 구동 모터(170)의 구동을 유무선으로 제어하는 이동대차 제어판(180)으로 구성되고;
상기 빔 라인(5)에서 누출되는 방사선(X-선)을 좁은 입사영역에서 집속하는 콜리메터(200);
NaI 신틸레이터(NaI scintillator)를 구비하여, 상기 콜리메터(200)에서 집속된 방사선을 감지하여 형광신호를 발생하고, 이에 대응하는 측정신호를 보내는 방사선 검출기(300);
상기 방사선 검출기(300)에 의해 측정된 측정신호를 처리하여 방사선 선량율을 지시하는 선량율 지시 및 신호처리모듈(400);
상기 차폐벽(2) 내의 방사선 발생영역을 이동하는 상기 전동식 이동대차(100)를 촬영하는 CCTV(500); 및
상기 CCTV(500)에 의해 촬영을 영상을 표시하는 컴퓨터(600)
로 구성되는, 전자빔 가속기 시스템의 원격 이동형 방사선 검사장치.
An electron beam generator (3), an electron beam accelerator (4), a beam line (5), a beam extractor, a beam diagnostic device, a beam redirector, and a beam irradiator (6) are installed in the shield wall (2) on the floor (1). In the electron beam accelerator system installed with an electron beam accelerator comprising:
The electric moving bogie 100 that moves forward, backward, left and right in the radiation generating area within the shielding wall 2 is
lower plate 110;
A plurality of moving wheels 120 installed on the lower surface of the lower plate 110 to move forward and backward, left and right;
an upper plate 130 positioned at an upper portion spaced apart from the lower plate 110 by a predetermined distance;
a plurality of height adjustment rods 140 that are erected on the lower plate 110 and whose height is adjusted and support the upper plate 130;
a detector support 150 disposed on the upper plate 130 to support the collimator 200;
a driving motor 170 installed on the lower plate 110 and receiving power from the rechargeable battery 160 and transmitting power for movement and direction change to the moving wheel 120 via a conventional power connection means; and
it is composed of a moving cart control panel 180 for controlling the driving of the driving motor 170 by wire or wireless;
a collimator 200 for focusing radiation (X-rays) leaking from the beam line 5 in a narrow incident area;
a radiation detector 300 having a NaI scintillator, detecting the radiation focused by the collimator 200, generating a fluorescence signal, and transmitting a corresponding measurement signal;
a dose rate indication and signal processing module 400 for instructing a radiation dose rate by processing the measurement signal measured by the radiation detector 300;
CCTV (500) for photographing the electric moving cart (100) moving the radiation generating area within the shielding wall (2); and
A computer (600) that displays an image taken by the CCTV (500)
Consisting of, a remote mobile radiation inspection device of the electron beam accelerator system.
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