KR102564509B1 - Apparatus for analysis low-level radioactivity and method thereof - Google Patents

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Abstract

저준위 방사능 분석 장치의 동작 방법으로서, 연동된 저준위 방사능을 검출하는 주검출기와 부검출기로부터 측정된 데이터들을 수집하는 단계, 주검출기의 데이터들에서 주검출기와 부검출기의 계측 시간의 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들을 차감하여 반동시계수 데이터를 생성하는 단계, 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들과 부검출기의 데이터들을 합하여, 동시합계수 스펙트럼에서 피크 순계수를 산출하는 단계, 그리고 반동시계수 데이터에 피크 순계수를 적용하여 최종 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.A method of operating a low-level radiation analysis device, comprising: collecting data measured from a main detector and a sub-detector for detecting interlocked low-level radioactivity; Subtracting detector data to generate recoil coefficient data, summing the data of the main detector and sub-detector data for which synchronicity has been confirmed, calculating the peak net coefficient in the simultaneous sum coefficient spectrum, and recoil coefficient data and generating final data by applying a peak net coefficient to .

Description

저준위 방사능 분석 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR ANALYSIS LOW-LEVEL RADIOACTIVITY AND METHOD THEREOF}Low-level radioactivity analysis device and method thereof {APPARATUS FOR ANALYSIS LOW-LEVEL RADIOACTIVITY AND METHOD THEREOF}

저준위 방사능 분석 기술에 관한 것이다. It relates to low-level radioactivity analysis technology.

원자력시설 해체 부지 및 극저준위 이하 방사성폐기물의 규제해제를 위해서는 극미량 방사성물질의 존재를 확인하기 위한 검출 및 분석 기술이 요구된다. 이처럼 분석 가능한 기준치 미만의 방사능 분석을 위해서는 검출 장치의 최소검출하한값(MDA, Minimum Detectable Activity)을 최소화해야 한다. Detection and analysis technologies are required to confirm the presence of trace amounts of radioactive materials in order to deregulate nuclear facility decommissioning sites and radioactive waste below the extremely low level. In order to analyze radioactivity below the analyzable standard, the Minimum Detectable Activity (MDA) of the detection device must be minimized.

검출 장치의 최소검출하한값을 결정하는 주요 인자는 백그라운드와 검출효율로 검출 장치의 백그라운드를 제거하고 검출효율을 개선하는 것이 중요하다. 이에 컴프턴 억제기술(Compton Suppression Technique)이 활용되고 있다.The main factors determining the minimum detection lower limit of the detection device are the background and detection efficiency, and it is important to remove the background of the detection device and improve the detection efficiency. This is where the Compton Suppression Technique is used.

감마선 검출 시 백그라운드를 제거하는 일반적인 방법은 컴프턴 억제기술 중 하나인 반동시계수법(Anti-coincidence detection)이 주로 이용되고 있다. 다만, 반동시계수법은 백그라운드 제거에 효과적이지만, 백그라운드와 함께 피크계수율도 함께 감소하여 검출효율(Detection efficiency)이 낮아지므로 최소검출하한값 개선 측면에서는 한계가 있다. Anti-coincidence detection, which is one of the Compton suppression techniques, is mainly used as a general method for removing the background when detecting gamma rays. However, although the recoil method is effective in removing the background, there is a limit in terms of improving the minimum lower limit value because the peak count rate decreases along with the background and the detection efficiency is lowered.

이러한 한계를 극복하기 위해 동시합계수법(Sum-coincidence detection)이 제안되었지만 실질적으로 구현하기에는 어려움이 많다. To overcome these limitations, sum-coincidence detection has been proposed, but it is difficult to implement in practice.

상세하게는 동시합계수법 적용을 위해서는 검출 장치에서 발생하는 모든 신호를 획득하여 분석해야 하는데, 현재 검출 장치에서 산란하는 감마선을 모두 검출하기 어렵고, 반동시계수법과 대조적으로 동시합계수법을 적용하기 위한 상용프로그램이 존재하지 않아 분석 알고리즘 개발이 요구된다. In detail, in order to apply the simultaneous sum counting method, all signals generated from the detection device must be acquired and analyzed. Currently, it is difficult to detect all scattered gamma rays from the detection device, and in contrast to the recoil counting method, a commercially available method for applying the simultaneous sum counting method is used. Since the program does not exist, the development of an analysis algorithm is required.

또한 기존의 동시합계수법은 피크계수율이 증가되어 검출효율이 향상되는 장점이 있지만, 검출 장치에 따라서 검출효율 증가 효과가 미미할 수 있으며, 반동시계수법에 비하여 백그라운드 제거효과가 작다는 한계가 있다. In addition, the existing simultaneous counting method has the advantage of improving the detection efficiency by increasing the peak counting rate, but the detection efficiency increase effect may be insignificant depending on the detection device, and the background removal effect is smaller than the recoil counting method.

관련 선행문헌으로 한국공개특허 2015-0003097는 "저준위 방사능 측정 장치"를 개시한다. As a related prior art, Korean Patent Publication No. 2015-0003097 discloses a "low-level radioactivity measuring device".

한국공개특허 2015-0003097Korean Patent Publication 2015-0003097

본 발명의 한 실시예는 주검출기 계측데이터를 이용하며, 부검출기와 동시성과 검출된 에너지에 기초하여 주검출기 데이터를 변경하는 저준위 방사능 분석 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. One embodiment of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing low-level radiation that uses main detector measurement data and changes main detector data based on simultaneity with a sub-detector and detected energy.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above tasks, embodiments according to the present invention may be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 장치의 동작 방법으로서, 연동된 저준위 방사능을 검출하는 주검출기와 부검출기로부터 측정된 데이터들을 수집하는 단계, 주검출기의 데이터들에서 주검출기와 부검출기의 계측 시간의 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들을 차감하여 반동시계수 데이터를 생성하는 단계, 동시성이 확인된 상기 주검출기의 데이터들과 부검출기의 데이터들을 합한 동시합계수 스펙트럼에서 피크 순계수를 산출하는 단계, 그리고 반동시계수 데이터에서 피크 순계수를 적용하여 최종 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. A method of operating a low-level radioactivity analyzer according to an embodiment of the present invention, comprising the steps of collecting data measured from a main detector and a sub-detector for detecting interlocked low-level radioactivity; Generating recoil coefficient data by subtracting the data of the main detector for which the simultaneity of the measurement time is confirmed, calculating the peak net coefficient from the simultaneous sum coefficient spectrum obtained by summing the data of the main detector and the data of the sub-detector for which the simultaneity is confirmed and generating final data by applying a peak net coefficient from the rebound coefficient data.

본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 장치는 연동되는 주검출기와 부검출기에서 계측된 데이터들을 수집하고, 수집된 주검출기 데이터의 계측 시간과 부검출기 데이터의 계측 시간의 동시성을 확인하는 수집 모듈, 동시성이 확인된 주검출기 데이터와 부검출기 데이터들을 합하여 동시합계수 데이터를 생성하는 변환 모듈, 그리고 주검출기의 계측 데이터들에서 동시성이 확인된 주검출기 데이터를 차감하여 반동시계수 데이터를 생성하고, 동시합계수 데이터에서 피크 순계수를 산출하며, 반동시계수 데이터에 피크 순계수를 적용하여 최종 데이터를 생성하는 분석 모듈을 포함한다. A low-level radiation analysis device according to an embodiment of the present invention collects data measured by a main detector and a sub-detector that are interlocked, and a collection module that checks the simultaneity of the measurement time of the collected main detector data and the measurement time of the sub-detector data. , A conversion module that generates simultaneous sum coefficient data by adding the main detector data and sub-detector data of which simultaneity is confirmed, and subtracting the main detector data of which simultaneity is confirmed from the measurement data of the main detector to generate recoil coefficient data, An analysis module is included that calculates a peak net coefficient from the simultaneous sum coefficient data and generates final data by applying the peak net coefficient to the rebound coefficient data.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 부검출기와 동시성과 검출된 에너지에 기초하여 주검출기 데이터를 변경함으로써, 감마선 계측 시 컴프턴 백그라운드를 제거하고 피크순계수율을 증가시켜 낮은 최소검출하한값을 확보할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, by changing the data of the main detector based on the simultaneity and detected energy with the sub-detector, it is possible to secure a low minimum detection lower limit by removing the Compton background and increasing the peak net count rate when measuring gamma rays. there is.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 원자력시설 해체 부지 및 극저준위 이하 방사성폐기물 등 극미량 방사성물질 분석이 요구되는 분야에서 다양하게 이용 가능하며 계측 시간 및 분석 비용 감소, 폐기물량 저감 및 처분비용 절감할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it can be used in various fields where ultra-trace radioactive material analysis is required, such as nuclear facility dismantling sites and radioactive waste below extremely low levels, and can reduce measurement time and analysis cost, reduce waste amount, and reduce disposal cost. there is.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 네트워크 시스템의 통신 노드들을 기능적으로 그룹화하여 특정 노드에 대한 과부하를 방지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to prevent overload of a specific node by functionally grouping communication nodes of a network system.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 주검출기의 전면과 측면의 검출 성능을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 교정 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 스펙트럼, 반동시계수 스펙트럼 그리고 최종 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.
1 is an exemplary diagram showing a low-level radiation analysis system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a low-level radioactivity measurement device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing detection performance of the front and side surfaces of a main detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a low-level radioactivity analysis method according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining an energy calibration process according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a first spectrum, a rebound coefficient spectrum, and a final spectrum according to an embodiment of the present invention.
7 is a hardware configuration diagram of a computing device according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of widely known known technologies, detailed descriptions thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 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. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 "전송 또는 제공"은 직접적인 전송 또는 제공하는 것뿐만 아니라 다른 장치를 통해 또는 우회 경로를 이용하여 간접적으로 전송 또는 제공도 포함할 수 있다.In this specification, “transmission or provision” may include direct transmission or provision as well as indirect transmission or provision through another device or by using a detour path.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.Expressions written in the singular in this specification may be interpreted in the singular or plural unless an explicit expression such as “one” or “single” is used.

본 명세서에서 도면에 관계없이 동일한 도면번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는" 은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In this specification, like reference numerals refer to like elements, regardless of drawing, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements.

본 명세서에서 도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다. In the flowcharts described herein with reference to the drawings, the order of operations may be changed, several operations may be merged, certain operations may be divided, and certain operations may not be performed.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 시스템을 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary diagram showing a low-level radiation analysis system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 저준위 방사능 분석 시스템은 주검출기(100, HPGe)와 부검출기(200, NaI(Tl))로 형성된 저준위 방사능 측정 장치와 저준위 방사능 분석 장치(300, Multi-Channel Analyzer)를 포함한다. As shown in Figure 1, the low-level radioactivity analysis system is a low-level radioactivity measuring device formed of a main detector (100, HPGe) and a sub-detector (200, NaI (Tl)) and a low-level radioactivity analyzer (300, Multi-Channel Analyzer) includes

저준위 방사능 장치는 주검출기(100)의 주검출 헤드의 전면부와 일부 측면부를 감싸는 형태의 부검출기(200)를 포함한다. The low-level radiation device includes a sub-detector 200 that surrounds the front part and a part of the side part of the main detection head of the main detector 100.

이때, 선원 입사 방향은 주검출 헤드의 측면부로 입사되고, 선원 입사 방향을 기준으로 주검출 헤드에서 측면 및 후면 방향으로 산란되는 감마선은 부검출기(200)에 의해 검출된다. At this time, the source incident direction is incident on the side surface of the main detection head, and the gamma rays scattered in the side and rear directions of the main detection head based on the source incident direction are detected by the sub-detector 200 .

선원의 입사 방향에 기초하여 후면방향에 부검출기(200)가 위치함으로써 산란되는 감마선은 부검출기(200)에 의해 대다수 검출할 수 있다.Since the sub-detector 200 is located in the rear direction based on the incident direction of the source, most of the scattered gamma rays can be detected by the sub-detector 200 .

이때, 주검출기(100)와 부검출기(200)는 선원을 측정하기 위한 셋팅을 수행한다. At this time, the main detector 100 and the sub-detector 200 perform settings for measuring the source.

예를 들어, 부검출기(200)를 이루는 검출기들을 설정된 위치에 맞게 위치시키면, 검출기들은 설치 후에는 계측시 피크가 발생하는 채널이 서로 다르기 때문에, 채널 일치를 위한 세팅을 수행함에 따라 검출기 게인(Gain)을 조절할 수 있다. For example, if the detectors constituting the sub-detector 200 are placed in the set position, the detectors have different channels in which peaks occur during measurement after installation, so the detector gain (Gain ) can be adjusted.

그리고 주검출기(100)와 부검출기(200)에서 측정된 채널-계수(Count) 정보를 계측하게 된다. Then, channel-count information measured by the main detector 100 and the sub-detector 200 is measured.

이처럼 주검출기(100) 그리고 부검출기(200)를 통해 획득되는 초기 정보는 채널-계수(count) 정보이므로, 채널 정보를 획득하기 위해서는 에너지 교정을 통해 채널을 에너지로 변환한다. Since the initial information obtained through the main detector 100 and the sub-detector 200 is channel-count information, in order to obtain channel information, the channel is converted into energy through energy calibration.

이에 따라 최종 획득되는 에너지-계수 정보를 통해 어떤 채널이 어떤 에너지에 해당하는 지를 확인할 수 있다. Accordingly, it is possible to confirm which channel corresponds to which energy through finally obtained energy-coefficient information.

그리고 저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기(100)와 부검출기(200)에서 검출된 신호를 수집하는 수집 모듈(310), 수집된 신호를 에너지 스펙트럼으로 변환하는 변환 모듈(320) 그리고 변환된 에너지 스펙트럼을 이용하여 최종 스펙트럼을 생성하고 핵종과 정량을 분석하는 분석 모듈(330)을 포함한다. In addition, the low-level radiation analysis device 300 includes a collection module 310 for collecting signals detected by the main detector 100 and the sub-detector 200, a conversion module 320 for converting the collected signals into an energy spectrum, and the converted It includes an analysis module 330 that generates a final spectrum using the energy spectrum and analyzes nuclides and quantities.

저준위 방사능 장치와 저준위 방사능 분석 장치(300)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 검출된 신호를 송수신할 수 있다. The low-level radiation device and the low-level radiation analysis device 300 may transmit and receive signals detected through a wired or wireless network.

수집 모듈(310), 변환 모듈(320) 그리고 분석 모듈(330)은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작할 수 있다. 저준위 방사능 분석 장치(300)를 구성하는 일부 모듈은 분리되어 구현될 수 있으며, 설명의 편의를 위해 통합 구현된 것으로 설명한다. 별도의 컴퓨팅 장치에 분산 구현된 경우, 수집 모듈(310), 변환 모듈(320) 그리고 분석 모듈(330)은 통신 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 본 발명을 수행하도록 작성된 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있는 장치이면 충분하고, 예를 들면, 서버, 랩탑 컴퓨터 등일 수 있다. The collection module 310, the conversion module 320, and the analysis module 330 may be operated by at least one processor. Some modules constituting the low-level radiation analyzer 300 may be implemented separately, and will be described as being integrated and implemented for convenience of description. When distributed and implemented in separate computing devices, the collection module 310, the conversion module 320, and the analysis module 330 may communicate with each other through a communication interface. The computing device suffices as long as it is capable of executing a software program written to perform the present invention, and may be, for example, a server, a laptop computer, or the like.

수집 모듈(310)은 주검출기(100)와 부 검출기(200)에서 발생한 신호들을 수집한다. The collection module 310 collects signals generated by the main detector 100 and the sub detector 200 .

그리고 수집 모듈(310)은 주검출기(100)에서 발생하는 신호들을 수집하여 연동되는 데이터베이스에 저장하고, 부검출기(200)에서 발생하는 신호들을 수집하여 별도의 데이터베이스에 저장할 수 있다. In addition, the collection module 310 may collect signals generated from the main detector 100 and store them in a linked database, and may collect signals generated from the sub-detector 200 and store them in a separate database.

다만, 수집 모듈(310)은 주검출기(100)와 부검출기(200)에서 수집된 신호들에 대해서 신호의 시간차이가 미리 정해진 동시계수 시간 윈도우(예를 들어 200nsec 이내)에 해당되는 경우에 동시 계측 신호로 저장할 수 있다. However, the collection module 310 operates simultaneously when the time difference between the signals collected by the main detector 100 and the sub-detector 200 corresponds to a predetermined simultaneous counting time window (for example, within 200 nsec). It can be saved as a measurement signal.

다시 말해, 수집 모듈(310)은 주검출기(100)에서 수집한 신호들과 부검출기(200)에서 수집한 신호들에 대해서 각각 별도로 저장함과 동시에 동시 계측 신호 여부를 저장할 수 있다. In other words, the collection module 310 may separately store the signals collected by the main detector 100 and the signals collected by the sub-detector 200 and simultaneously store whether signals are simultaneously measured.

변환 모듈(320)은 수집된 신호(List mode data)들이 시간-채널 정보를 제공함으로써, 에너지 교정(Energy calibration) 정보를 바탕으로 채널을 에너지로 변환한다. The conversion module 320 converts the channel into energy based on energy calibration information by providing time-channel information from the collected signals (List mode data).

여기서, 에너지 교정 정보는 측정하고자 하는 선원에 대해 채널과 에너지의 상관관계를 분석한 정보를 의미한다.Here, the energy calibration information refers to information obtained by analyzing a correlation between channels and energies for a source to be measured.

또한, 변환 모듈(320)은 시간-채널 정보를 다시 에너지-계수(E~Count) 스펙트럼으로 변환할 수 있다. Also, the conversion module 320 may convert the time-channel information back into an energy-coefficient (E~Count) spectrum.

변환 모듈(320)은 주검출기 데이터들에서 에너지 스펙트럼인 제1 스펙트럼으로 변환하고, 동시 계측 신호인 주검출기 데이터들에서 에너지 스펙트럼인 제2 스펙트럼으로 변환한다.The conversion module 320 converts main detector data into a first spectrum, which is an energy spectrum, and converts main detector data, which is a simultaneous measurement signal, into a second spectrum, which is an energy spectrum.

그리고 변환 모듈(320)은 동시 계측 신호인 주검출기 데이터들과 부검출기 데이터들을 합하여 동시합계수 데이터를 생성하며, 동시합계수 데이터를 이용하여 에너지 스펙트럼인 제3 스페트럼(동시합계수 스펙트럼과 동일한 의미로 이하에서는 혼용하여 설명함)으로 변환한다. In addition, the conversion module 320 generates simultaneous sum count data by summing the main detector data and sub-detector data, which are simultaneous measurement signals, and generates a third spectrum (same as the simultaneous sum spectrum) as an energy spectrum by using the simultaneous sum coefficient data. In terms of meaning, hereinafter, they are used interchangeably and described).

분석 모듈(330)은 변환 모듈(320)에서 생성한 스펙트럼들에 기초하여 동시합계수법과 반동시계수법을 통해 최종 스펙트럼을 생성할 수 있다. The analysis module 330 may generate a final spectrum based on the spectra generated by the conversion module 320 through the simultaneous summing method and the rebound coefficient method.

여기서, 동시합계수법은 동시에 발생한 주검출기(100)의 신호와 부검출기(200)의 신호를 결합하면, 입사된 선원의 피크 값임을 의미하는 방법이다. 그리고 반동시계수법은 주검출기(100)의 신호와 부검출기(200)의 신호가 동시에 발생하면, 입사된 선원의 피크 값이 주검출기(100)에 검출되지 않았음으로 해당 신호를 삭제하는 방법을 의미한다. Here, the simultaneous summing method is a method that means that when the signal of the main detector 100 and the signal of the sub-detector 200 are combined, it is the peak value of the incident source. In the recoil method, when the signal of the main detector 100 and the signal of the sub-detector 200 occur simultaneously, the peak value of the incident source is not detected by the main detector 100, so the corresponding signal is deleted. it means.

분석 모듈(330)은 제1 스펙트럼에서 제2 스펙트럼을 차감하여 반동시계수 스펙트럼을 생성한다. The analysis module 330 subtracts the second spectrum from the first spectrum to generate a rebound coefficient spectrum.

이후. 분석 모듈(330)은 동시 계측 신호에서 동시합계수법을 적용하여 주검출기 데이터들과 부검출기 데이터들을 합하여 생성된 제3 스펙트럼에서 피크 순계수를 산출한다. after. The analysis module 330 calculates a peak net coefficient in the third spectrum generated by summing the main detector data and sub-detector data by applying the simultaneous summing method to the simultaneous measurement signal.

그리고 분석 모듈(330)은 앞서 생성한 반동시계수 스펙트럼에 피크 순계수를 적용하여 최종 스펙트럼을 생성한다. Then, the analysis module 330 generates a final spectrum by applying the peak net coefficient to the previously generated rebound coefficient spectrum.

이와 같이, 분석 모듈(330)은 반동시계수법과 동시합계수법을 함께 적용하여 검출효율이 향상되면서 백그라운드 제거에 효과적이다. In this way, the analysis module 330 applies both the recoil count method and the simultaneous sum count method to improve detection efficiency and is effective in removing background.

그리고 분석 모듈(330)은 최종 스펙트럼을 분석하여 핵종 분석 및 정량을 산출한다. 또한, 분석 모듈(330)은 최소검출하한값(MDA), 계측 효율 등을 산출할 수 있다. And the analysis module 330 analyzes the final spectrum to calculate nuclide analysis and quantification. In addition, the analysis module 330 may calculate a minimum detection limit (MDA), measurement efficiency, and the like.

이하에서는 저준위 방사능 측정 장치에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, the low-level radiation measuring device will be described in detail.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이다. 2 is an exemplary view showing a low-level radioactivity measurement device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 부검출기(200)는 복수개의 서로 다른 크기의 검출기들로 구성되며, 부검출기(200)에 형성된 빈 공간으로 주검출기 헤드(110)를 배치하여 부검출기(200)와 주검출기(100)가 결합된다. As shown in FIG. 2, the sub-detector 200 is composed of a plurality of detectors of different sizes, and the main detector head 110 is placed in an empty space formed in the sub-detector 200 to detect the sub-detector 200. and the main detector 100 are coupled.

주검출기(100)는 주검출기 헤드(110), 주검출기 연결부(120), 그리고 주검출기 바디(130)로 구성된다. The main detector 100 is composed of a main detector head 110, a main detector connector 120, and a main detector body 130.

주검출기(100)는 주검출기 헤드(110)를 통해 선원을 계측하고, 주검출기 연결부(120)와 주검출기 바디(130)를 통해 주검출기 헤드(110) 내의 Ge 크리스탈을 냉각한다. 그리고 주검출기(100)에서 입사되는 선원에 대한 신호는 계측시간-채널 정보로 저준위 방사능 분석 장치(300)로 전달된다. The main detector 100 measures a source through the main detector head 110 and cools the Ge crystal in the main detector head 110 through the main detector connection part 120 and the main detector body 130 . In addition, the signal for the source incident from the main detector 100 is transmitted to the low-level radiation analyzer 300 as measurement time-channel information.

부검출기(200)는 복수개의 서로 다른 크기의 검출기들로 구성되며 예를 들어, 입사되는 선원 방향을 기준으로 후방에 위치하는 제1 검출기(210), 주검출기 헤드(110)의 측면에 위치하는 제2 검출기(220)와 제4 검출기(240) 그리고 주검출기 헤드(110)의 전면에 위치하는 제3 검출기(230)로 구성된다.The sub-detector 200 is composed of a plurality of detectors of different sizes, and for example, the first detector 210 located at the rear based on the direction of the incident light source and the side of the main detector head 110 It consists of a second detector 220, a fourth detector 240, and a third detector 230 located in front of the main detector head 110.

이때, 부검출기(200)는 검출기 개수를 4개로 설정하였지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 검출기 개수, 검출기 모양 등은 적용되는 환경에 기초하여 변경이 가능하다. At this time, although the sub-detector 200 sets the number of detectors to four, it is not necessarily limited thereto, and the number of detectors and the shape of detectors can be changed based on the environment to which they are applied.

그리고, 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)는 입사되는 위치에 기초하여 설정되는 두께, 크기가 상이하게 구현될 수 있다. In addition, the first detector 210, the second detector 220, the third detector 230, and the fourth detector 240 may be implemented differently in thickness and size set based on the incident position.

상세하게는 선원 방향을 기준으로 후방으로 방사되는 감마선의 양이 많고 에너지가 높기 때문에, 해당 감마선의 높은 에너지를 검출하기 위해 제1 검출기(210)는 가장 크고 넓은 두께로 설정이 가능하고, 다음으로 측면에 위치하는 제2 검출기(220)와 제4 검출기(240)는 동일한 크기로, 마지막으로 주검출기 헤드(110)의 전면에 위치하는 제3 검출기(230)는 가장 작은 크기와 두께로 설정될 수 있다. In detail, since the amount and energy of gamma rays radiated backward based on the direction of the source is large and the energy is high, the first detector 210 can be set to the largest and widest thickness in order to detect the high energy of the corresponding gamma rays. The second detector 220 and the fourth detector 240 located on the side have the same size, and finally the third detector 230 located in front of the main detector head 110 has the smallest size and thickness. can

이러한 두께는 검출기 두께에 따른 산란 감마선 저감율을 MCNP 전산모사를 통해 평가하여 컴프턴 산란 감마선을 최대로 흡수하는 검출기 두께로 최적화될 수 있다. This thickness can be optimized as a detector thickness that maximizes Compton scattered gamma rays by evaluating the scattering gamma ray reduction rate according to the detector thickness through MCNP computational simulation.

이와 같은 주검출기(100)와 부검출기(200)의 구조에 의해 주검출기(100)에서 산란되는 감마선을 최대로 부검출기(200)에 검출함으로써, 동시합계수법을 적용할 수 있다. Due to the structure of the main detector 100 and the sub-detector 200, the simultaneous summing method can be applied by maximally detecting gamma rays scattered from the main detector 100 by the sub-detector 200.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 주검출기의 전면과 측면의 검출 성능을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing detection performance of the front and side surfaces of a main detector according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는 주검출기(100)의 전면 입사한 경우의 계측 그래프이고, (b)는 주검출기(100)의 측면 입사한 경우의 계측 그래프를 나타낸다. (a) of FIG. 3 is a measurement graph when the main detector 100 is incident on the front side, and (b) shows a measurement graph when the main detector 100 is incident on the side.

다시 말해, 도 3의 (a)는 주검출기의 전면에서 측정된 값이면, (b)은 제안하는 주검출기의 측면에서 측정된 값을 의미한다. In other words, if (a) of FIG. 3 is a value measured from the front side of the main detector, (b) means a value measured from the side of the proposed main detector.

도 3과 같이, 전면 입사와 측면 입사에 대한 주검출기의 측정값이 거의 동일하다는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 3 , it can be seen that the measured values of the main detector for the front incident and the side incident are almost the same.

다시 말해, 도 2와 같은 구조를 가지는 저준위 방사능 측정 장치는 주검출기에서 측정되는 값과 기존 구조의 주검출기에서 측정되는 값이 동일하게 측정되는 반면에, 주검출기의 후방으로 산란되는 감마선 검출에 효율적이다. In other words, the low-level radiation measuring device having the structure shown in FIG. 2 is efficient in detecting gamma rays scattered backward of the main detector, while the value measured by the main detector and the value measured by the main detector of the existing structure are identically measured. am.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 분석 방법을 나타낸 순서도이다. Figure 4 is a flow chart showing a low-level radioactivity analysis method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기와 부검출기로부터 계측 데이터들을 수집한다(S110). As shown in Figure 4, the low-level radiation analysis device 300 collects measurement data from the main detector and sub-detector (S110).

이때, 주검출기와 부검출기에서 검출된 계측 데이터들은 비동시성을 가지거나 동시성을 가질 수 있다. At this time, the measurement data detected by the main detector and the sub-detector may have asynchronous or synchronous.

이에 저준위 방사능 분석 장치(300)는 다음 수학식 1을 통해 동시 신호 계측 신호들에 대해서 별도로 저장하거나 동시 신호계측 신호여부를 표시하여 저장할 수 있다. Accordingly, the low-level radiation analysis device 300 may separately store simultaneous signal measurement signals through Equation 1 below, or display and store whether or not simultaneous signal measurement signals are present.

여기서, T는 주검출기 데이터의 계측 시간이고, T는 부검출기 데이터의 계측 시간이며, TimeWindow는 동시성을 의미하는 임계 시간 값을 의미한다. 예를 들어, 약 200nsec의 값을 TimeWindow로 설정할 수 있으며, 이는 추후에 변경가능하다. Here, T week is the measurement time of the main detector data, T part is the measurement time of the sub-detector data, and TimeWindow means a critical time value meaning simultaneity. For example, a value of about 200nsec can be set as TimeWindow, which can be changed later.

그리고 저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기 데이터들을 이용하여 제1 스펙트럼으로 변환한다(S120). Then, the low-level radiation analyzer 300 converts the main detector data into a first spectrum (S120).

저준위 방사능 분석 장치(300)는 데이터베이스에 저장된 주검출기 데이터들에 대해 계측시간-채널 정보를 계측시간-에너지 정보로 변환하여 제1 스펙트럼을 생성할 수 있다. The low-level radiation analysis device 300 may generate a first spectrum by converting measurement time-channel information into measurement time-energy information for main detector data stored in a database.

상세하게는 저준위 방사능 분석 장치(300)는 검출기의 에너지 교정 (Energy calibration) 정보에 기초하여 계측시간- 에너지 정보로 변환한다. In detail, the low-level radiation analyzer 300 converts measurement time-energy information based on energy calibration information of a detector.

다음으로 저준위 방사능 분석 장치(300)는 동시 계측 신호들을 선택하고, 선택된 동시 계측 신호들 중에서 주검출기 데이터들을 이용하여 제2 스펙트럼으로 변환한다(S130). Next, the low-level radiation analysis device 300 selects simultaneous measurement signals and converts them into a second spectrum using main detector data among the selected simultaneous measurement signals (S130).

저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기와 부검출기에서 미리 정해진 동시계수 시간 윈도우 이내에 계측된 계측 데이터들 중에서 주검출기의 계측 데이터들만을 이용하여 S120 단계와 동일한 방법으로 계측시간-에너지 정보로 변환된 제2 스펙트럼을 생성할 수 있다. The low-level radiation analysis device 300 uses only the measurement data of the main detector among the measurement data measured within a predetermined co-counting time window in the main detector and the sub-detector and converts them into measurement time-energy information in the same manner as in step S120. A second spectrum can be generated.

그리고 저준위 방사능 분석 장치(300)는 제1 스펙트럼에서 제2 스펙트럼을 차감하여 반동시계수 스펙트럼을 생성한다(S140). In addition, the low-level radiation analyzer 300 subtracts the second spectrum from the first spectrum to generate a recoil frequency spectrum (S140).

저준위 방사능 분석 장치(300)는 생성된 제1 스펙트럼에서 제2 스펙트럼을 차감하는 방법으로 반동시계수법을 적용함으로써, 반동시계수 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이를 통해 컴프턴 영역에 해당하는 주검출기 데이터를 삭제할 수 있다. The low-level radioactivity analyzer 300 may generate a semi-simultaneous spectrum by applying a recoil function method as a method of subtracting the second spectrum from the generated first spectrum. Through this, main detector data corresponding to the Compton area can be deleted.

다음으로 저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기 데이터들과 부검출기 데이터들의 에너지 값을 합한 동시합계수 데이터를 제3 스펙트럼으로 변환하고, 제3 스팩트럼에서의 피크 순계수를 산출한다(S150). Next, the low-level radiation analyzer 300 converts the simultaneous sum coefficient data obtained by summing the energy values of the main detector data and the sub-detector data into a third spectrum, and calculates a peak net coefficient in the third spectrum (S150).

저준위 방사능 분석 장치(300)는 주검출기 데이터들의 에너지와 부검출기 데이터들의 에너지를 합하고, 합한 에너지에 기초하여 에너지-계수에 대한 제3 스펙트럼을 생성할 수 있다. 그리고 제3 스펙트럼에서의 피크 지점에 대한 피크 순계수(Net Peak Count)를 산출할 수 있다. The low-level radiation analyzer 300 may add the energy of the main detector data and the energy of the sub-detector data, and generate a third spectrum for the energy-coefficient based on the summed energy. In addition, a net peak count for a peak point in the third spectrum may be calculated.

그리고 저준위 방사능 분석 장치(300)는 반동시계수 스펙트럼에 산출된 피크 순계수를 적용하여 최종 스펙트럼 생성한다(S160). Then, the low-level radioactivity analyzer 300 generates a final spectrum by applying the calculated peak net coefficient to the rebound coefficient spectrum (S160).

저준위 방사능 분석 장치(300)는 S140 단계에서 생성한 반동시계수 스펙트럼에 피크 순계수를 더해주는 방식으로 피크 지점 값이 변형된 최종 스펙트럼을 생성할 수 있다. The low-level radioactivity analyzer 300 may generate a final spectrum in which a peak point value is modified by adding a peak net coefficient to the rebound coefficient spectrum generated in step S140.

다시 말해, 저준위 방사능 분석 장치(300)는 피크 순계수를 더해줌으로써, 측정 효율을 향상시킬 수 있다. In other words, the low-level radioactivity analyzer 300 may improve measurement efficiency by adding a peak net coefficient.

다음으로 저준위 방사능 분석 장치(300)는 최종 스펙트럼에 기초하여 핵종 분석한다(S170). Next, the low-level radioactivity analyzer 300 analyzes nuclides based on the final spectrum (S170).

최종 스펙트럼을 분석함에 따라 핵종의 종류, 정량, 백그라운드, 피크순계수(Net peak count), 최소검출하한값(MDA), 선원의 방사능, 계측효율 등을 산출하여 제공할 수 있다. As the final spectrum is analyzed, the type of nuclide, quantity, background, net peak count, minimum detection limit (MDA), radioactivity of the source, measurement efficiency, etc. can be calculated and provided.

이러한 분석 방법은 다수의 에너지를 가지는 선원이 입사할 경우 관심핵종으로 설정한 모든 에너지에 대하여 해당 알고리즘을 적용할 수 있다. In this analysis method, when a source having multiple energies is incident, the corresponding algorithm can be applied to all energies set as nuclides of interest.

한편, 도 4에서는 설명의 편의상 단계에 따라 순차적으로 작성하였으나, 실시간으로 구현되는 상황에 따라 S120 단계, S130 단계가 동시에 수행될 수도 있고, S150 단계가 S140 단계와 동시에 수행되거나 먼저 수행될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 4, steps are sequentially written for convenience of explanation, but steps S120 and S130 may be performed simultaneously, and step S150 may be performed simultaneously with step S140 or performed first depending on a situation implemented in real time.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 교정 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 5 is an exemplary view for explaining an energy calibration process according to an embodiment of the present invention.

도 5의 (a)는 방사선 계측 시 획득된 채널-카운트 결과의 그래프가 에너지 -카운트 정보의 그래프로 에너지 교정을 수행한 과정을 나타내고 (b)는 에너지 교정 정보를 나타낸 그래프이다. 5 (a) shows a process of performing energy calibration with a graph of channel-count results obtained during radiation measurement as a graph of energy-count information, and (b) is a graph showing energy calibration information.

도 5에 도시한 바와 같이, 선원에 대한 채널-에너지와의 상관관계를 나타내는 에너지 교정 정보에 기초하여 저준위 방사능 분석 장치(300)는 수집된 채널-카운트 결과의 그래프를 에너지-카운트 정보의 그래프로 변환한다. As shown in FIG. 5, based on the energy calibration information representing the correlation with the channel-energy for the source, the low-level radiation analyzer 300 converts the collected channel-count result graph into a graph of energy-count information. convert

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 스펙트럼, 반동시계수 스펙트럼 그리고 최종 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing a first spectrum, a rebound coefficient spectrum, and a final spectrum according to an embodiment of the present invention.

도 6의 (a)는 제1 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, (b)는 제1 스펙트럼과 반동시계수 스펙트럼을 나타낸 그래프이며, (c)는 최종 스펙트럼을 나타낸 그래프를 나타낸다. 6 (a) is a graph showing the first spectrum, (b) is a graph showing the first spectrum and the rebound clock spectrum, and (c) is a graph showing the final spectrum.

도 6에서는 검출기로 HPGe 반도체검출기를 활용하고 부검출기로 NaI(Tl) 섬광검출기를 이용하여 측정하였으며, 316 kBq의 137Cs 점 선원을 검출기로부터 1 m 거리에 두고 300초간 측정한 실험 결과를 이용한다. In FIG. 6, the HPGe semiconductor detector was used as a detector and the NaI (Tl) scintillation detector was used as a sub-detector, and the experimental results obtained by placing a 316 kBq 137 Cs point source at a distance of 1 m from the detector and measuring for 300 seconds are used.

도 6의 (a)는 주검출기인 HPGe 검출기로 획득한 137Cs 선원의 에너지 스펙트럼인 제1 스펙트럼을 나타낸다. 제1 스펙트럼에 대한 측정효율은 5.8837×10-5, MDA는 3.08 kBq로 산출된다. FIG. 6(a) shows a first spectrum, which is an energy spectrum of a 137 Cs source obtained by a HPGe detector, which is a main detector. The measurement efficiency for the first spectrum is calculated as 5.8837×10-5 and the MDA is 3.08 kBq.

도 6의 (b)는 제1 스펙트럼(파란색)과 반동시계수 스펙트럼(빨간색)을 함께 표시한 그래프이며, 주검출기인 HPGe 검출기에 계측된 데이터 중, 주검출기와 부검출기에 동시에 반응한 경우를 제외함으로써 MDA를 낮추는 이득을 취하는 것을 알 수 있다. 이에 대해 반동시계수법 적용 시 측정효율은 5.8441×10-5로 제1 스펙트럼에 비해 99.3% 수준이었고, MDA는 2.54 kBq로 평가되어 17.5% 감소하였다. 6(b) is a graph showing the first spectrum (blue) and the recoil coefficient spectrum (red) together, and among the data measured by the HPGe detector, which is the main detector, the case where the main detector and the sub-detector react simultaneously are shown. It can be seen that by excluding, the gain of lowering the MDA is taken. On the other hand, when the recoil coefficient method was applied, the measurement efficiency was 5.8441 × 10 -5 , which was 99.3% compared to the first spectrum, and the MDA was evaluated as 2.54 kBq, decreasing by 17.5%.

도 6의 (c)는 최종 스펙트럼을 나타낸 그래프로, 주검출기와 부검출기에서 동시반응이 일어난 경우에 한해 두 검출기의 에너지를 합하여 생성한 제3 스펙트럼의 피크 순계수를 반동시계수 스펙트럼에 적용한 그래프이다. Figure 6 (c) is a graph showing the final spectrum, a graph in which the peak net coefficient of the third spectrum generated by summing the energies of the two detectors is applied to the rebound coefficient spectrum only when simultaneous reactions occur in the main detector and the sub-detector. am.

이처럼, 반동시계수 스펙트럼에서 피크 계수를 변환하여 생성된 최종 스펙트럼의 측정효율은 1.0690×10-4로 제1 스펙트럼에 비해 1.82배가량 높아졌으며 MDA는 1.39 kBq로 54.3% 감소하였다. As such, the measurement efficiency of the final spectrum generated by converting the peak coefficient in the rebound coefficient spectrum was 1.0690×10 -4 , which was 1.82 times higher than that of the first spectrum, and the MDA was 1.39 kBq, which was reduced by 54.3%.

이처럼, 최종 스펙트럼은 반동시계수법을 적용한 반동시계수 스펙트럼이나 주검출기의 데이터들을 이용한 제1 스펙트럼에 비해 측정효율이 향상되었으며, MDA 값이 낮게 산출되는 것을 알 수 있다. As such, it can be seen that the measurement efficiency of the final spectrum is improved and the MDA value is lower than that of the first spectrum using the rebound clock spectrum or the data of the main detector to which the rebound clock method is applied.

도 7은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다. 7 is a hardware configuration diagram of a computing device according to an exemplary embodiment.

도 7를 참고하면, 저준위 방사능 분석 장치(400)는 적어도 하나의 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있고, 본 개시의 동작을 실행하도록 기술된 명령들(instructions)이 포함된 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있다. Referring to FIG. 7 , the low-level radiation analysis device 400 may be implemented with at least one computing device and may execute a computer program including instructions described to execute the operation of the present disclosure.

저준위 방사능 분석 장치(400)의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(410), 메모리(420), 스토리지(430), 통신 인터페이스(440)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 저준위 방사능 분석 장치(400)는 컴퓨터 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.The hardware of the low-level radiation analysis device 400 may include at least one processor 410, a memory 420, a storage 430, and a communication interface 440, and may be connected through a bus. In addition, hardware such as an input device and an output device may be included. The low-level radiation analysis device 400 may be equipped with various software including an operating system capable of driving a computer program.

프로세서(410)는 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 장치로서, 컴퓨터 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다. 또한, 프로세서(410)는 위에서 설명한 방법을 실행하기 위한 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다.The processor 410 is a device for controlling the operation of the computing device, and may be various types of processors that process commands included in a computer program, for example, a Central Processing Unit (CPU), a Micro Processor Unit (MPU), It may be a Micro Controller Unit (MCU), a Graphic Processing Unit (GPU), or the like. Also, the processor 410 may perform an operation on a program for executing the method described above.

메모리(420)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(420)는 본 개시의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(410)에 의해 처리되도록 해당 컴퓨터 프로그램을 스토리지(430)로부터 로드할 수 있다. 메모리(420)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다. 스토리지(430)는 본 개시의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 컴퓨터 프로그램 등을 저장할 수 있다. 스토리지(430)는 컴퓨터 프로그램을 비임시적으로 저장할 수 있다. 스토리지(430)는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다. Memory 420 stores various data, commands and/or information. Memory 420 may load a corresponding computer program from storage 430 so that the instructions described to execute the operations of this disclosure are processed by processor 410 . The memory 420 may be, for example, read only memory (ROM) or random access memory (RAM). The storage 430 may store various data, computer programs, and the like required to execute the operation of the present disclosure. Storage 430 may non-temporarily store computer programs. The storage 430 may be implemented as a non-volatile memory.

통신 인터페이스(440)는 유/무선 통신 모듈일 수 있고, USB 인터페이스, WiFi 인터페이스, LAN 인터페이스, 5G 네트워크 인터페이스 등을 포함할 수 있다.The communication interface 440 may be a wired/wireless communication module, and may include a USB interface, a WiFi interface, a LAN interface, a 5G network interface, and the like.

컴퓨터 프로그램은 어플리케이션 계층에서 동작하는 에이전트 프로그램을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 각종 네트워크 인터페이스 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다. The computer program may include an agent program operating in an application layer. The computer program may include various network interface driver software.

본 발명에 따르면, 부검출기와의 동시성과 검출된 에너지에 기초하여 주검출기 데이터를 변경함으로써, 감마선 계측 시 컴프턴 백그라운드를 제거하고 피크순계수율을 증가시켜 낮은 최소검출하한값을 확보할 수 있다. According to the present invention, by changing the data of the main detector based on the simultaneity with the sub-detector and the detected energy, it is possible to secure a low minimum detection lower limit by removing the Compton background and increasing the peak net count rate when measuring gamma rays.

또한, 원자력시설 해체 부지 및 극저준위 이하 방사성폐기물 등 극미량 방사성물질 분석이 요구되는 분야에서 다양하게 이용 가능하며 계측 시간 및 분석 비용 감소, 폐기물량 저감 및 처분비용 절감할 수 있다. In addition, it can be used in various fields where ultra-trace radioactive material analysis is required, such as nuclear facility dismantling sites and radioactive waste below extremely low levels, and it can reduce measurement time and analysis cost, reduce waste amount, and reduce disposal cost.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through devices and methods, and may be implemented through programs that realize functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the programs are recorded.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

Claims (11)

저준위 방사능 분석 장치의 동작 방법으로서,
연동된 저준위 방사능을 검출하는 주검출기와 부검출기로부터 측정된 데이터들을 수집하는 단계,
상기 주검출기의 데이터들에서 상기 주검출기와 상기 부검출기의 계측 시간의 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들을 차감하여 반동시계수 데이터를 생성하는 단계,
상기 동시성이 확인된 상기 주검출기의 데이터들과 상기 부검출기의 데이터들을 합한 동시합계수 스펙트럼에서 피크 순계수를 산출하는 단계, 그리고
상기 반동시계수 데이터에서 상기 피크 순계수를 적용하여 최종 데이터를 생성하는 단계,
를 포함하고,
상기 최종 데이터는 동시합계수법과 반동시계수법을 함께 적용하여 생성되며,
상기 동시합계수법은 스펙트럼은 동시에 발생한 주검출기의 신호와 부검출기의 신호를 합하면 입사된 선원의 피크 값임을 나타내는 것이고, 그리고
상기 반동시계수법은 주검출기의 신호와 부검출기의 신호가 동시에 발생하면, 입사된 선원의 피크 값이 주검출기에 검출되지 않았으므로 해당 신호를 삭제하는 방법인 동작 방법.
As a method of operating a low-level radiation analysis device,
Collecting measured data from a main detector and a sub-detector for detecting interlocked low-level radioactivity;
Generating recoil time data by subtracting the data of the main detector for which the simultaneity of measurement times of the main detector and the sub-detector is confirmed from the data of the main detector;
Calculating a peak net coefficient from a simultaneous sum coefficient spectrum obtained by summing the data of the main detector and the data of the sub-detector for which the simultaneity is confirmed; and
Generating final data by applying the peak net coefficient from the rebound coefficient data;
including,
The final data is generated by applying the simultaneous sum method and the rebound coefficient method together,
The simultaneous summing method indicates that the spectrum is the peak value of the incident source when the signal of the main detector and the signal of the sub-detector are added at the same time, and
The recoil method is a method of deleting the signal when the signal of the main detector and the signal of the sub-detector occur simultaneously, since the peak value of the incident source is not detected by the main detector.
제1항에서,
상기 수집하는 단계는,
상기 동시성을 확인하는 단계는,
상기 주검출기 데이터의 계측 시간과 상기 부검출기 데이터의 계측 시간의 차이가 미리 정해진 동시계수 시간 윈도우내에 해당되는 경우, 계측 시간의 동시성이 있는 데이터로 확인하는 동작 방법.
In paragraph 1,
The collecting step is
The step of checking the concurrency is,
When the difference between the measurement time of the main detector data and the measurement time of the sub-detector data falls within a predetermined synchronous counting time window, the operation method of confirming that the data has simultaneity of measurement time.
제1항에서,
상기 수집하는 단계는,
검출하고자 하는 선원의 에너지 교정 정보에 기초하여 상기 데이터들을 상기 주검출기 또는 상기 부검출기의 채널 정보를 각각 에너지 정보로 변환하는 동작 방법.
In paragraph 1,
The collecting step is
An operation method of converting the data into energy information of the main detector or the sub-detector, respectively, based on energy calibration information of a source to be detected.
제1항에서,
상기 반동시계수 데이터를 생성하는 단계는,
상기 주검출기의 데이터들로부터 에너지-계수로 표현되는 제1 스펙트럼을 생성하고, 상기 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들로부터 에너지-계수로 표현되는 제2 스펙트럼을 생성하여 상기 제1 스펙트럼에서 상기 제2 스펙트럼을 차감하여 상기 반동시계수 데이터에 해당되는 반동시계수 스펙트럼을 생성하는 동작 방법.
In paragraph 1,
The step of generating the rebound coefficient data,
A first spectrum expressed as an energy-coefficient is generated from the data of the main detector, and a second spectrum expressed as an energy-coefficient is generated from the data of the main detector for which the simultaneity is confirmed, and the second spectrum is generated in the first spectrum. 2 An operating method of generating a rebound coefficient spectrum corresponding to the rebound coefficient data by subtracting the spectrum.
제1항에서,
상기 피크 순계수를 산출하는 단계는,
상기 동시성이 확인된 주검출기의 데이터들과 부검출기의 데이터들을 합한 데이터들로부터 에너지-계수로 표현되는 동시합계수 스펙트럼을 생성하고, 상기 동시합계수 스펙트럼에서 피크 지점에 대한 상기 피크 순계수를 산출하는 동작 방법.
In paragraph 1,
Calculating the peak net coefficient,
A simultaneous sum coefficient spectrum expressed as an energy-coefficient is generated from data obtained by summing the data of the main detector and the data of the sub-detector for which the simultaneity is confirmed, and the peak net coefficient for a peak point in the simultaneous sum coefficient spectrum is calculated. how to act.
제1항에서,
상기 최종 데이터에 기초하여 백그라운드, 피크순계수(Net peak count), 최소검출하한값, 선원의 방사능, 계측효율 중에서 하나 이상을 산출하여 제공하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
In paragraph 1,
The operation method further comprising calculating and providing one or more of a background, a net peak count, a minimum detection limit, radiation of a source, and measurement efficiency based on the final data.
연동되는 주검출기와 부검출기에서 계측된 데이터들을 수집하고, 수집된 주검출기 데이터의 계측 시간과 부검출기 데이터의 계측 시간의 동시성을 확인하는 수집 모듈,
상기 동시성이 확인된 주검출기 데이터와 부검출기 데이터들을 합하여 동시합계수 데이터를 생성하는 변환 모듈, 그리고
상기 주검출기의 계측 데이터들에서 상기 동시성이 확인된 주검출기 데이터를 차감하여 반동시계수 데이터를 생성하고, 상기 동시합계수 데이터에서 피크 순계수를 산출하며, 상기 반동시계수 데이터에 상기 피크 순계수를 적용하여 최종 데이터를 생성하는 분석 모듈,
을 포함하고,
상기 최종 데이터는 동시합계수법과 반동시계수법을 함께 적용하여 생성되며,
상기 동시합계수법은 스펙트럼은 동시에 발생한 주검출기의 신호와 부검출기의 신호를 합하면 입사된 선원의 피크 값임을 나타내는 것이고, 그리고
상기 반동시계수법은 주검출기의 신호와 부검출기의 신호가 동시에 발생하면, 입사된 선원의 피크 값이 주검출기에 검출되지 않았으므로 해당 신호를 삭제하는 방법인 저준위 방사능 분석 장치.
A collection module that collects data measured by the interlocking main detector and sub-detector and checks the simultaneity of the measurement time of the collected main detector data and the measurement time of the sub-detector data;
A conversion module generating simultaneous sum count data by adding the main detector data and sub-detector data for which the concurrency is confirmed, and
Rebound coefficient data is generated by subtracting the main detector data for which the simultaneity is confirmed from the measurement data of the main detector, a peak net coefficient is calculated from the simultaneous sum coefficient data, and the peak net coefficient is calculated in the recoil coefficient data. An analysis module that generates final data by applying
including,
The final data is generated by applying the simultaneous sum method and the rebound coefficient method together,
The simultaneous summing method indicates that the spectrum is the peak value of the incident source when the signal of the main detector and the signal of the sub-detector are added at the same time, and
The recoil counter method is a method of deleting the signal when the signal of the main detector and the signal of the sub-detector occur at the same time, since the peak value of the incident source was not detected by the main detector. Low-level radiation analysis device.
제7항에서,
검출하고자 하는 선원의 에너지 교정 정보에 기초하여 상기 주검출기 및 부검출기에서 수집된 데이터들의 채널 정보를 에너지 정보로 변환하고,
에너지 정보로 변환된 데이터들을 에너지 스펙트럼으로 변환하는 저준위 방사능 분석 장치.
In paragraph 7,
Converting channel information of data collected by the main detector and sub-detector into energy information based on energy calibration information of a source to be detected;
A low-level radiation analysis device that converts data converted into energy information into an energy spectrum.
제7항에서,
상기 주검출기의 데이터들을 에너지 스펙트럼인 제1 스펙트럼으로 변환하고, 상기 동시성이 확인된 주검출기 데이터들을 에너지 스펙트럼인 제2 스펙트럼으로 변환하며, 상기 동시합계수 데이터들을 에너지 스펙트럼인 제3 스펙트럼으로 변환하는 저준위 방사능 분석 장치.
In paragraph 7,
Converting the data of the main detector into a first spectrum, which is an energy spectrum, converting the main detector data of which the simultaneity is confirmed into a second spectrum, which is an energy spectrum, and converting the co-sum coefficient data into a third spectrum, which is an energy spectrum Low-level radioactivity analyzer.
제9항에서,
상기 분석 모듈은,
상기 제1 스펙트럼에서 상기 제2 스펙트럼을 차감하여 반동시계수 데이터인 반동시계수 스펙트럼을 생성하고, 상기 제3 스펙트럼에서 피크 지점에 대한 상기 피크 순계수를 상기 반동시계수 스펙트럼에 적용하여 상기 최종 데이터인 최종 스펙트럼을 생성하면, 최종 스펙트럼에 기초하여 백그라운드, 피크순계수(Net peak count), 최소검출하한값, 선원의 방사능, 계측효율 중에서 하나 이상을 산출하여 제공하는 저준위 방사능 분석 장치.
In paragraph 9,
The analysis module,
A rebound coefficient spectrum, which is rebound coefficient data, is generated by subtracting the second spectrum from the first spectrum, and the peak net coefficient for a peak point in the third spectrum is applied to the rebound coefficient spectrum to obtain the final data. When the final spectrum is generated, a low-level radiation analyzer that calculates and provides one or more of background, peak net count, minimum detection lower limit, radioactivity of the source, and measurement efficiency based on the final spectrum.
제9항에서,
상기 수집 모듈은,
측면으로 입사된 선원에 대한 신호를 계측하는 주검출기와 상기 주검출기에서 측면 또는 후면으로 산란되는 감마선을 계측하는 부검출기와 연동되어 실시간으로 신호를 수집하는 저준위 방사능 분석 장치.
In paragraph 9,
The collection module,
A low-level radiation analyzer that collects signals in real time by interlocking with a main detector for measuring a signal for a source incident from the side and a sub-detector for measuring gamma rays scattered from the main detector to the side or back side.
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