KR102657570B1 - Cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection.
전 세계적으로 공항, 항만, 주요건물 등에서 가동되고 있는 엑스선 영상 검색 시스템은 가방과 같은 객체 뿐만 아니라, 규모가 큰 객체인 화물 차량 및 화물 컨테이너에 숨겨진 밀수품, 불법 반출입 등의 미신고 화물을 확실하게 검출하고 영상화하는 수단을 제공하기 위하여, 지난 수십 년 동안 사용되어 왔다.The X-ray image search system, which is operated in airports, ports, and major buildings around the world, reliably detects not only objects such as bags, but also undeclared cargo such as contraband and illegal import and export hidden in large objects such as cargo vehicles and cargo containers. To provide a means of imaging, it has been used for several decades.
보안 검색을 위하여 엑스선을 조사하는 것은 팬빔을 사용하거나 펜슬빔을 사용하고 있다. 일반적으로, 팬빔을 사용하고 있으나, 펜슬빔을 사용하는 영상 검색은 투과영상 검색 이외에도, 전방산란 및 후방산란을 이용한 산란영상 검색이 가능하다. 이러한 영상 검색에는, 조사된 엑스선에 대향하는 픽셀단위의 영상 검출기와 산란선 수집 검출센서가 이용될 수 있다.X-ray irradiation for security screening uses fan beams or pencil beams. Generally, fan beams are used, but image search using pencil beams is possible in addition to transmission image search, as well as scattered image search using forward scattering and backscattering. For this image search, a pixel-level image detector and a scattered ray collection detection sensor opposing the irradiated X-rays can be used.
한편, 전 세계적으로 공항 또는 항만에서 방사성 물질 검출을 위하여, 일반적으로 플라스틱 섬광체(Plastic Scintillator) 기반의 차량 감시 방사선 포탈(Radiation Portal) 장치가 사용된다. 이 장치는 주로 불법적으로 반출입되는 방사성 물질의 추적 및 검출에 매우 광범위하게 사용되고 있다. 여기서, 플라스틱 섬광체는 광증배관(PMT: Photo Multiplier Tube)과 결합하여 사용되는 것이 일반적이다. 플라스틱 섬광체는 낮은 밀도로 인하여, 방사선과 반응 시 주로 콤프턴 산란(Compton Scattering)을 발생시킨다. 이러한 플라스틱 기반 방사선 검출기는 NaI, CsI 등의 무기 섬광체를 이용한 방사선 검출기로서, HPGe, CZT 등의 반도체식 방사선 검출기에 비하여 매우 낮은 에너지 분해능을 갖는 단점이 있다.Meanwhile, to detect radioactive materials at airports or ports around the world, a plastic scintillator-based vehicle monitoring radiation portal device is generally used. This device is widely used to track and detect illegally imported and imported radioactive materials. Here, the plastic scintillator is generally used in combination with a photo multiplier tube (PMT). Due to its low density, plastic scintillator mainly generates Compton scattering when reacting with radiation. These plastic-based radiation detectors are radiation detectors using inorganic scintillators such as NaI and CsI, and have the disadvantage of having very low energy resolution compared to semiconductor radiation detectors such as HPGe and CZT.
그럼에도 불구하고, 플라스틱 기반의 방사선 검출기는 저렴하면서도 대면적의 검출기 제작이 용이하기 때문에, 공항 또는 항만에서 차량, 컨테이너 트럭 등에 탑재된 물체에서 발생되는 방사선을 감시하는데 많이 사용되고 있다.Nevertheless, plastic-based radiation detectors are inexpensive and easy to manufacture as large-area detectors, so they are widely used to monitor radiation emitted from objects mounted on vehicles, container trucks, etc. at airports or ports.
이와 같은 특징으로 인하여, 플라스틱 기반 방사선 검출기는 산란된 엑스선을 수집하여 검색하는 장치에 주로 사용되고 있다. 여기서, 산란된 엑스선을 수집하여 검색하는 장치에는, 플라스틱 기반 방사선 검출기 뿐만 아니라, NaI, CsI 등의 섬광체 기반의 방사선 검출기, 반도체식 방사선 검출기 등의 다양한 방식의 검출용 센서가 적용될 수 있다.Due to these characteristics, plastic-based radiation detectors are mainly used in devices that collect and search scattered X-rays. Here, various types of detection sensors, such as scintillator-based radiation detectors such as NaI and CsI, and semiconductor radiation detectors, as well as plastic-based radiation detectors, can be applied to the device that collects and searches scattered X-rays.
특히, 방사선 감시의 경우, 컨테이너 내부의 방사선을 검출하기 위하여 일반적으로 대면적 검출센서가 이용된다. 그리고, 엑스선을 이용한 영상검색의 경우에도 대면적 검출센서가 이용된다. 이 대면적 검출센서는 컨테이너 내부의 방사성 물질 검색을 위한 영상을 생성하는데 사용된다. 일반적으로, 영상 검색용 대면적 검출센서와 방사선 검출용 대면적 검출센서가 별도로 사용된다.In particular, in the case of radiation monitoring, large-area detection sensors are generally used to detect radiation inside a container. Also, in the case of image search using X-rays, a large-area detection sensor is used. This large-area detection sensor is used to generate images to search for radioactive materials inside containers. Generally, a large-area detection sensor for image search and a large-area detection sensor for radiation detection are used separately.
따라서, 하나의 대면적 검출센서를 이용하여 엑스선 영상 획득과 방사선 검출을 동시에 수행하게 하는 효율적인 시스템이 요구된다.Therefore, an efficient system that simultaneously performs X-ray image acquisition and radiation detection using a single large-area detection sensor is required.
본 발명은 검색 대상 객체에 엑스선(X-ray)을 미리 설정된 주기로 미리 설정된 시간동안 조사하여 산란 또는 투과된 엑스선으로부터 엑스선 영상을 생성하고, 엑스선을 조사하지 않는 시간 구간에 검사 대상 객체로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention generates an X-ray image from scattered or transmitted X-rays by radiating The purpose is to provide a cross-search system for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection to determine whether or not the X-ray image is detected.
본 발명의 일 측면에 따르면, 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템이 개시된다.According to one aspect of the present invention, a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection is disclosed.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템은, 엑스선을 발생시키는 광원, 상기 광원으로부터 상기 엑스선을 전달받아 검사 대상 객체에 조사하는 선택적조사빔콜리메이터, 상기 선택적조사빔콜리메이터가 상기 엑스선을 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 상기 검사 대상 객체에 조사하도록 제어하는 제어기, 상기 출력 주기 및 상기 출력 시간에 따라 상기 엑스선이 상기 검사 대상 객체에 조사될 때, 상기 검사 대상 객체에서 산란 또는 투과된 엑스선을 수신하고, 상기 검사 대상 객체의 내부에 방사성 물질이 존재하는 경우, 상기 방사성 물질이 방사하는 방사선을 수신하고, 상기 수신된 엑스선 또는 방사선을 전기적 신호로 변환하여 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 출력하는 수광기 및 상기 출력된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호의 에너지 스펙트럼을 생성하고, 상기 생성된 에너지 스펙트럼의 분석을 통해 엑스선 영상을 생성하고, 상기 검사 대상 객체로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별하는 분석기를 포함한다.A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention includes a light source that generates X-rays, a selective irradiation beam collimator that receives the A controller that controls the selective irradiation beam collimator to irradiate the X-rays to the object to be inspected at a preset output cycle and for a preset output time, when the Receives X-rays scattered or transmitted from an object to be inspected, and if a radioactive material exists inside the object to be inspected, receives radiation emitted by the radioactive material, and converts the received X-rays or radiation into an electrical signal. A receiver that outputs an X-ray electrical signal or a radiation electrical signal and generates an energy spectrum of the output X-ray electrical signal or a radiation electrical signal, generates an Includes an analyzer to determine whether radiation is emitted.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템은, 검색 대상 객체에 엑스선(X-ray)을 미리 설정된 주기로 미리 설정된 시간동안 조사하여 산란 또는 투과된 엑스선으로부터 엑스선 영상을 생성하고, 엑스선을 조사하지 않는 시간 구간에 검사 대상 객체로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별함으로써, 검색 대상 객체에 대하여 엑스선 촬영과 숨겨진 방사성 물질 탐색을 동시에 진행할 수 있다.The cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention radiates By generating an X-ray image and determining whether radiation is emitted from the object to be inspected during a time period when X-rays are not irradiated, X-ray imaging of the object to be searched and search for hidden radioactive materials can be performed simultaneously.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 동작 개념을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 선택적빔조사콜리메이터 및 수광기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 제어기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 분석기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the operating concept of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of a selective beam irradiation collimator and a light receiver of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the configuration of a controller of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams schematically illustrating the configuration of an analyzer of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may include It may not be included, or it should be interpreted as including additional components or steps. In addition, terms such as "... unit" and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. .
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 동작 개념을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 선택적빔조사콜리메이터 및 수광기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 제어기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템의 분석기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다. 이하, 도 1을 중심으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템에 대하여 설명하되, 도 2 내지 도 6을 참조하기로 한다.Figure 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of an X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention. A diagram schematically illustrating the operation concept of a cross-search system for simultaneous detection of radioactive materials, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the operation concept of a cross-search system for simultaneous detection of radioactive materials and acquisition of X-ray images according to an embodiment of the present invention. It is a diagram schematically illustrating the configuration of a beam irradiation collimator and a light receiver, and Figure 4 schematically illustrates the configuration of a controller of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are diagrams schematically illustrating the configuration of an analyzer of a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention will be described, focusing on FIG. 1, with reference to FIGS. 2 to 6.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템은, 광원(100), 선택적조사빔콜리메이터(200), 제어기(300), 수광기(400) 및 분석기(500)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection according to an embodiment of the present invention includes a
광원(100)은 엑스선(X-ray)을 발생시킨다. 예를 들어, 광원(100)은 엑스선이 조사된 검사 대상 객체(10)에서 콤프턴 산란(Compton scattering)이 발생되도록 하는 에너지 레벨의 엑스선을 발생시킬 수 있다.The
선택적조사빔콜리메이터(200)는 광원(100)으로부터 엑스선을 전달받아 평행 광선으로 변환하고, 평행 광선으로 변환된 엑스선을 제어기(200)의 제어에 따라 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 검사 대상 객체(10)에 조사한다.The selective
도 2를 참조하면, 선택적조사빔콜리메이터(200)와 검사 대상 객체(10) 사이에 수광기(400)가 배치되며, 수광기(400)의 후방에서 수광기(400)에 형성된 관통공을 통해 검사 대상 객체(10)로 엑스선을 조사할 수 있다.Referring to FIG. 2, a
그리고, 도 3을 참조하면, 선택적조사빔콜리메이터(200)는 광원(100)으로부터 전달된 엑스선을 출력하는 엑스선 방출구(210), 엑스선 방출구(210)의 주위를 둘러싸는 회전부재(220), 회전부재(220)의 회전축에서 외측 방향으로 복수개가 등간격으로 형성되며, 엑스선 방출구(210)로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되도록 엑스선을 관통시키는 관통부(230) 및 회전부재(220)에서 관통부(230)를 제외한 나머지 영역에 형성되며, 방출구(210)로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되지 못하도록 막는 차단부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.And, referring to FIG. 3, the selective
예를 들어, 관통부(230)는 슬릿(slit) 또는 홀(hole)의 형태로 형성될 수 있다.For example, the penetrating
다른 실시예에 따르면, 선택적조사빔콜리메이터(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 회전부재(220)에 의하여 관통부(230) 및 차단부(240)가 회전하는 구조가 아니라, 일렬로 배치된 관통부 및 차단부를 포함하는 셔터부재(미도시)가 상하 방향 또는 좌우 방향으로 왕복운동하는 구조로 형성될 수도 있다.According to another embodiment, the selective
즉, 다른 실시예에 따른 선택적조사빔콜리메이터(200)는 광원(100)으로부터 전달된 엑스선을 출력하는 엑스선 방출구, 엑스선 방출구 앞에 배치되며, 상하 방향 또는 좌우 방향으로 왕복운동하는 셔터부재, 셔터부재에 형성되며, 엑스선 방출구로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되도록 엑스선을 관통시키는 관통부 및 셔터부재에서 관통부를 제외한 나머지 영역에 형성되며, 방출구(210)로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되지 못하도록 막는 차단부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.That is, the selective
이러한 구성을 통해 선택적조사빔콜리메이터(200)의 엑스선의 출력 주기 및 출력시간이 제어될 수 있다.Through this configuration, the output period and output time of the X-rays of the selective
즉, 회전 구조를 가지는 선택적조사빔콜리메이터(200)의 경우, 관통부(230)의 개수 또는 관통부(230) 간 간격에 따라 결정되는 각도 범위로 엑스선이 출력될 수 있고, 회전부재(220)의 회전속도에 따라 검색속도가 결정될 수 있다.That is, in the case of the selective
예를 들어, 검사 대상 객체(10)가 대형이면 90° 범위로 엑스선이 출력되도록 설정되고, 검사 대상 객체(10)가 소형이면 60° 범위로 엑스선이 출력되도록 설정될 수 있다. 그리고, 고속 검색의 경우, 2000RPM으로 회전속도가 설정되고, 저속 정밀 검색의 경우, 60RPM으로 회전속도가 설정될 수 있다.For example, if the object to be inspected 10 is large, X-rays may be set to be output in a 90° range, and if the object to be inspected 10 is small, X-rays may be set to be output in a 60° range. Additionally, in the case of high-speed search, the rotation speed may be set to 2000 RPM, and in the case of low-speed precise search, the rotation speed may be set to 60 RPM.
제어기(300)는 선택적조사빔콜리메이터(200)가 광원(100)으로부터 전달받은 엑스선을 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 검사 대상 객체(10)에 조사하도록 제어한다.The
즉, 제어기(300)는 미리 설정된 엑스선의 출력 주기 및 출력시간에 따라 선택적조사빔콜리메이터(200)의 스위치를 온오프(ON/OFF)시킬 수 있다. 이때, 스위치가 온(ON)인 상태에서는 선택적조사빔콜리메이터(200)가 검사 대상 객체(10)에 엑스선을 조사하고, 스위치가 오프(OFF)인 상태에서는 선택적조사빔콜리메이터(200)가 검사 대상 객체(10)에 엑스선을 조사하지 않고, 방사선 검출 작업이 수행될 수 있다.That is, the
또는, 제어기(300)는 전술한 회전부재(220)의 회전속도 또는 셔터부재의 왕복운동 속도를 제어하여, 선택적조사빔콜리메이터(200)가 엑스선을 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 검사 대상 객체(10)에 조사하도록 제어할 수 있다.Alternatively, the
도 4를 참조하면, 제어기(300)는 스위치제어부(310), 회전제어부(320) 및 셔터제어부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
스위치제어부(310)는 사용자로부터 입력된 엑스선의 출력 주기 및 출력시간에 따라 선택적조사빔콜리메이터(200)의 스위치의 온오프(ON/OFF)를 제어한다.The
회전제어부(320)는 사용자로부터 입력된 엑스선의 출력 주기 및 출력시간에 따라 회전부재(220)의 회전속도를 제어한다.The
셔터제어부(330)는 사용자로부터 입력된 엑스선의 출력 주기 및 출력시간에 따라 셔터부재의 왕복운동 속도를 제어한다.The
수광기(400)는 선택적조사빔콜리메이터(200)에 의하여 광원(100)이 발생시킨 엑스선이 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 검사 대상 객체(10)에 조사될 때, 검사 대상 객체(10)에서 산란 또는 투과된 엑스선을 수신한다.The
여기서, 검사 대상 객체(10)에 검사 대상 객체(10)에 엑스선이 조사되면, 콤프턴 산란(Compton scattering)이 발생될 수 있다. 그래서, 수광기(400)는 콤프턴 산란된 엑스선을 수신할 수 있다.Here, when X-rays are irradiated to the object to be inspected 10, Compton scattering may occur. Therefore, the
이와 동시에, 수광기(400)는 검사 대상 객체(10)의 내부에 방사성 물질이 존재하는 경우, 검사 대상 객체(10)의 내부에 존재하는 방사성 물질이 방사하는 방사선을 수신한다.At the same time, when a radioactive material exists inside the object to be inspected (10), the
즉, 수광기(400)는 엑스선이 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 검사 대상 객체(10)에 조사됨에 따라 엑스선이 검사 대상 객체(10)에 조사되지 않는 시간 구간에, 검사 대상 객체(10)의 내부에 존재하는 방사성 물질이 방사하는 방사선을 수신할 수 있다.That is, the
그리고, 수광기(400)는 수신된 엑스선 또는 방사선을 전기적 신호로 변환하여 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 생성하고, 생성된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 분석기(500)로 출력할 수 있다. 여기서, 생성된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호는 수신된 엑스선 또는 방사선의 에너지 레벨을 나타낼 수 있다.Additionally, the
도 2를 참조하면, 수광기(400)는 선택적조사빔콜리메이터(200)와 검사 대상 객체(10) 사이에 배치되며, 컨테이너 트럭과 같은 검사 대상 객체(10)가 이동하면, 컨테이너 트럭의 측면에서 검사 대상 객체(10)의 전체 영역에 대하여 산란 또는 투과된 엑스선 및 방사선을 교대로 수신할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
여기서, 컨테이너 트럭은 자체적인 이동 기능을 구비하여 이동하므로, 별도의 이동수단이 필요하지 않으나, 본 발명의 실시예에 따른 교차 검색 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 이동하는 검사 대상 객체(10)의 측면에서 엑스선 송수신 및 방사선 수신을 수행하므로, 검사 대상 객체(10) 또는 본 발명의 실시예에 따른 교차 검색 시스템을 이동시키는 별도의 이동수단이 필요하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 교차 검색 시스템은 검사 대상 객체(10)를 이동시키는 객체이동수단 또는 교차 검색 시스템을 이동시키는 시스템이동수단을 더 포함할 수 있다.Here, the container truck moves with its own movement function, so no separate means of movement is required. However, the cross-search system according to an embodiment of the present invention uses a moving
즉, 수광기(400)는 엑스선의 출력 주기 및 출력시간에 따라 선택적조사빔콜리메이터(200)에 의하여 엑스선이 조사된 검사 대상 객체(10)로부터 산란 또는 투과된 엑스선을 수신하고, 검사 대상 객체(10)의 내부에 존재하는 방사성 물질이 방사하는 방사선을 수신하는 것을 반복적으로 수행할 수 있다.That is, the
그리고, 도 3을 참조하면, 수광기(400)는 상측 및 하측 부분에 형성되며, 엑스선을 수신하는 엑스선수신영역(410, 420), 좌측 및 우측 부분에 형성되며, 방사선을 수신하는 방사선수신영역(450, 460)을 포함하여 구성될 수 있다.And, referring to FIG. 3, the
예를 들어, 방사선수신영역(450, 460)은 방사성 물질이 방사하는 감마선을 수신할 수 있다.For example, the
분석기(500)는 수광기(400)로부터 출력되는 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 입력받고, 입력된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호의 에너지 스펙트럼을 생성하고, 생성된 에너지 스펙트럼의 분석을 통해 엑스선 영상을 생성하고, 검사 대상 객체(10)로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별한다.The
도 5를 참조하면, 분석기(500)는 스펙트럼생성부(510), 누적카운팅부(520) 및 스펙트럼구분부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
스펙트럼생성부(510)는 수광기(400)로부터 입력되는 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 스펙트럼 형태로 누적하여 엑스선 또는 방사선에 대한 에너지 스펙트럼을 생성한다.The
스펙트럼보정부(520)는 누적되는 전기적 신호를 카운팅(counting)하여 누적되는 에너지 개수를 산출한다.The
그리고, 스펙트럼보정부(520)는 생성된 에너지 스펙트럼에서 엑스선 및 방사선의 에너지 레벨의 범위를 벗어나는 신호를 제외(upper level discrimination)하여, 생성된 에너지 스펙트럼을 보정한다.In addition, the
스펙트럼구분부(530)는 보정된 에너지 스펙트럼에서 엑스선과 방사선의 에너지 영역을 식별하여 엑스선 신호와 방사선 신호를 구분하고, 보정된 에너지 스펙트럼에서 방사선 신호를 제외하여 엑스선 신호를 획득한다.The
이를 통해, 분석기(500)는 획득된 엑스선 신호로부터 엑스선 영상을 생성하거나, 방사선 신호의 존재 여부에 따라 검사 대상 객체(10)로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별할 수 있다.Through this, the
도 6을 참조하면, 스펙트럼구분부(530)는 구분부(531), 획득부(532) 및 카운팅부(533)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
구분부(531)는 에너지 스펙트럼의 에너지 영역 분할도구를 이용하여, 보정된 에너지 스펙트럼에서, 콤프턴 산란에 의하여 발생하는 최대에너지(콤프턴 엣지)보다 상대적으로 높은 에너지 영역을 감마선 신호로 판단하여, 엑스선 신호와 방사선 신호를 구분한다.The
획득부(532)는 보정된 에너지 스펙트럼에서 구분된 방사선 신호를 제외하여 엑스선 신호를 획득한다.The
카운팅부(533)는 획득된 엑스선 신호를 단순 카운팅한다.The
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the patent claims below.
10: 검사 대상 객체
100: 광원
200: 선택적조사빔콜리메이터
210: 엑스선 방출구
220: 회전부재
230: 관통부
240: 차단부
300: 제어기
310: 스위치제어부
320: 회전제어부
330: 셔터제어부
400: 수광기
410, 420: 엑스선수신영역
450, 460: 방사선수신영역
500: 분석기
510: 스펙트럼생성부
520: 누적카운팅부
530: 스펙트럼구분부10: Object to be inspected
100: light source
200: Selective irradiation beam collimator
210: X-ray outlet
220: Rotating member
230: Penetrating part
240: blocking unit
300: controller
310: Switch control unit
320: Rotation control unit
330: Shutter control unit
400: receiver
410, 420: X-ray receiving area
450, 460: Radiation receiving area
500: Analyzer
510: Spectrum generator
520: Cumulative counting unit
530: Spectrum division unit
Claims (17)
엑스선을 발생시키는 광원;
상기 광원으로부터 상기 엑스선을 전달받아 검사 대상 객체에 조사하는 선택적조사빔콜리메이터;
상기 선택적조사빔콜리메이터가 상기 엑스선을 미리 설정된 출력 주기로 미리 설정된 출력 시간동안 상기 검사 대상 객체에 조사하도록 제어하는 제어기;
상기 출력 주기 및 상기 출력 시간에 따라 상기 엑스선이 상기 검사 대상 객체에 조사될 때, 상기 검사 대상 객체에서 산란 또는 투과된 엑스선을 수신하고, 상기 검사 대상 객체의 내부에 방사성 물질이 존재하는 경우, 상기 방사성 물질이 방사하는 방사선을 수신하고, 상기 수신된 엑스선 또는 방사선을 전기적 신호로 변환하여 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호를 출력하는 수광기; 및
상기 출력된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호의 에너지 스펙트럼을 생성하고, 상기 생성된 에너지 스펙트럼의 분석을 통해 엑스선 영상을 생성하고, 상기 검사 대상 객체로부터 방사선이 방출되는지 여부를 판별하는 분석기를 포함하되,
상기 분석기는,
상기 엑스선 전기적 신호 또는 상기 방사선 전기적 신호를 스펙트럼 형태로 누적하여 엑스선 또는 방사선에 대한 에너지 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼생성부;
상기 생성된 에너지 스펙트럼에서 엑스선 및 방사선의 에너지 레벨의 범위를 벗어나는 신호를 제외(upper level discrimination)하여, 상기 생성된 에너지 스펙트럼을 보정하는 스펙트럼보정부; 및
상기 보정된 에너지 스펙트럼에서 엑스선과 방사선의 에너지 영역을 식별하여 엑스선 신호와 방사선 신호를 구분하고, 상기 보정된 에너지 스펙트럼에서 방사선 신호를 제외하여 엑스선 신호를 획득하는 스펙트럼구분부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
In a cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection,
A light source that generates X-rays;
a selective irradiation beam collimator that receives the X-rays from the light source and irradiates them to an object to be inspected;
a controller that controls the selective irradiation beam collimator to irradiate the X-rays to the object to be inspected at a preset output cycle and for a preset output time;
When the X-rays are irradiated to the object to be inspected according to the output cycle and the output time, X-rays scattered or transmitted by the object to be inspected are received, and if radioactive material is present inside the object to be inspected, A light receiver that receives radiation emitted by a radioactive material, converts the received X-rays or radiation into an electrical signal, and outputs an X-ray electrical signal or a radiation electrical signal; and
An analyzer that generates an energy spectrum of the output X-ray electrical signal or radiation electrical signal, generates an X-ray image through analysis of the generated energy spectrum, and determines whether radiation is emitted from the object to be inspected,
The analyzer,
a spectrum generator that generates an energy spectrum for X-rays or radiation by accumulating the X-ray electrical signal or the radiation electrical signal in the form of a spectrum;
a spectrum correction unit that corrects the generated energy spectrum by excluding signals outside the range of energy levels of X-rays and radiation (upper level discrimination) from the generated energy spectrum; and
An X-ray comprising a spectrum dividing unit configured to identify energy regions of X-rays and radiation in the corrected energy spectrum to distinguish between the X-ray signal and the radiation signal, and to obtain an Cross-search system for simultaneous image acquisition and radioactive material detection.
상기 광원은 상기 엑스선이 조사된 검사 대상 객체에서 콤프턴 산란(Compton scattering)이 발생되도록 하는 에너지 레벨의 엑스선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
The light source is a cross-search system for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection, characterized in that it generates X-rays at an energy level such that Compton scattering occurs in the object to be inspected to which the X-rays are irradiated.
상기 선택적조사빔콜리메이터는,
상기 광원으로부터 전달된 엑스선을 출력하는 엑스선 방출구;
상기 엑스선 방출구의 주위를 둘러싸는 회전부재;
상기 회전부재의 회전축에서 외측 방향으로 복수개가 등간격으로 형성되며, 상기 엑스선 방출구로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되도록 엑스선을 관통시키는 관통부; 및
상기 회전부재에서 상기 관통부를 제외한 나머지 영역에 형성되며, 상기 방출구로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되지 못하도록 막는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
The selective irradiation beam collimator,
an X-ray emitter outputting X-rays transmitted from the light source;
a rotating member surrounding the X-ray emission port;
A plurality of penetrating parts are formed at equal intervals in an outward direction from the rotation axis of the rotating member and allow the X-rays to pass through so that the X-rays output from the X-ray discharge port are output to the outside; and
Cross search for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection, characterized in that it is formed in the remaining area of the rotating member excluding the penetration part and includes a blocking part that prevents X-rays output from the discharge port from being output to the outside. system.
상기 관통부는 슬릿(slit) 또는 홀(hole)의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 3,
A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection, wherein the penetration portion is formed in the form of a slit or hole.
상기 선택적조사빔콜리메이터는,
상기 엑스선 방출구 앞에 배치되며, 상하 방향 또는 좌우 방향으로 왕복운동하는 셔터부재;
상기 셔터부재에 형성되며, 상기 엑스선 방출구로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되도록 엑스선을 관통시키는 관통부; 및
상기 셔터부재에서 관통부를 제외한 나머지 영역에 형성되며, 상기 방출구로부터 출력된 엑스선이 외부로 출력되지 못하도록 막는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 3,
The selective irradiation beam collimator,
a shutter member disposed in front of the X-ray emission hole and reciprocating in an up-down or left-right direction;
a penetrating portion formed on the shutter member and passing through the X-rays so that the X-rays output from the X-ray discharge port are output to the outside; and
A cross-search system for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection, which is formed in the remaining area of the shutter member excluding the through portion and includes a blocking portion that prevents X-rays output from the discharge port from being output to the outside. .
상기 제어기는,
상기 출력 주기 및 상기 출력시간에 따라 상기 선택적조사빔콜리메이터의 스위치의 온오프(ON/OFF)를 제어하는 스위치제어부;
상기 출력 주기 및 상기 출력시간에 따라 상기 회전부재의 회전속도를 제어하는 회전제어부; 및
상기 출력 주기 및 상기 출력시간에 따라 상기 셔터부재의 왕복운동 속도를 제어하는 셔터제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to clause 5,
The controller is,
a switch control unit that controls ON/OFF of the switch of the selective irradiation beam collimator according to the output cycle and the output time;
a rotation control unit that controls the rotation speed of the rotation member according to the output cycle and the output time; and
A cross-search system for simultaneously performing X-ray image acquisition and radioactive material detection, comprising a shutter control unit that controls a reciprocating movement speed of the shutter member according to the output cycle and the output time.
상기 스위치가 온(ON)인 상태에서는 상기 선택적조사빔콜리메이터가 검사 대상 객체에 엑스선을 조사하고,
상기 스위치가 오프(OFF)인 상태에서는 상기 선택적조사빔콜리메이터가 상기 검사 대상 객체에 엑스선을 조사하지 않고, 방사선 검출 작업이 수행되는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to clause 6,
When the switch is ON, the selective irradiation beam collimator radiates X-rays to the object to be inspected,
When the switch is OFF, the selective irradiation beam collimator does not irradiate X-rays to the object to be inspected, and a radiation detection operation is performed. Crossover for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection Search system.
상기 회전제어부는 상기 회전부재의 회전속도를 제어하여, 상기 선택적조사빔콜리메이터가 엑스선을 상기 출력 주기로 상기 출력 시간동안 상기 검사 대상 객체에 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to clause 6,
The rotation control unit controls the rotation speed of the rotating member to control the selective irradiation beam collimator to irradiate X-rays to the object to be inspected at the output cycle and during the output time. Cross-search system for simultaneous execution.
상기 셔터제어부는 상기 셔터부재의 왕복운동 속도를 제어하여, 상기 선택적조사빔콜리메이터가 엑스선을 상기 출력 주기로 상기 출력 시간동안 상기 검사 대상 객체에 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to clause 6,
The shutter control unit controls the reciprocating speed of the shutter member to control the selective irradiation beam collimator to irradiate X-rays to the object to be inspected at the output cycle and during the output time. X-ray image acquisition and radioactive material detection A cross-search system for simultaneous performance of .
상기 수광기는 콤프턴 산란(Compton scattering)된 엑스선을 수신하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection, wherein the receiver receives Compton scattered X-rays.
상기 생성된 엑스선 전기적 신호 또는 방사선 전기적 신호는 수신된 엑스선 또는 방사선의 에너지 레벨을 나타내는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
A cross-search system for simultaneous performance of X-ray image acquisition and radioactive material detection, wherein the generated X-ray electrical signal or radiation electrical signal represents the energy level of the received X-ray or radiation.
상기 수광기는,
상측 및 하측 부분에 형성되며, 엑스선을 수신하는 엑스선수신영역; 및
좌측 및 우측 부분에 형성되며, 방사선을 수신하는 방사선수신영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
The light receiver,
An X-ray receiving area formed in the upper and lower portions and receiving X-rays; and
A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection, which is formed on the left and right sides and includes a radiation receiving area that receives radiation.
상기 스펙트럼보정부는 상기 누적되는 전기적 신호를 카운팅(counting)하여 누적되는 에너지 개수를 산출하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection, wherein the spectrum correction unit counts the accumulated electrical signals and calculates the number of accumulated energies.
상기 스펙트럼구분부는,
상기 보정된 에너지 스펙트럼에서, 콤프턴 산란에 의하여 발생하는 최대에너지보다 상대적으로 높은 에너지 영역을 감마선 신호로 판단하여, 상기 엑스선 신호와 상기 방사선 신호를 구분하는 구분부; 및
상기 보정된 에너지 스펙트럼에서 상기 구분된 방사선 신호를 제외하여 상기 엑스선 신호를 획득하는 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
The spectrum division unit,
In the corrected energy spectrum, a division unit that determines an energy region relatively higher than the maximum energy generated by Compton scattering as a gamma ray signal and distinguishes the X-ray signal from the radiation signal; and
A cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection, comprising an acquisition unit that obtains the X-ray signal by excluding the separated radiation signal from the corrected energy spectrum.
상기 스펙트럼구분부는,
상기 획득된 엑스선 신호를 카운팅하는 카운팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.
According to paragraph 1,
The spectrum division unit,
A cross-search system for simultaneously performing X-ray image acquisition and radioactive material detection, further comprising a counting unit that counts the obtained X-ray signal.
상기 교차 검색 시스템은,
상기 검사 대상 객체를 이동시키는 객체이동수단 또는 상기 교차 검색 시스템을 이동시키는 시스템이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 획득 및 방사성 물질 검출의 동시 수행을 위한 교차 검색 시스템.According to paragraph 1,
The cross-search system is,
A cross-search system for simultaneously performing X-ray image acquisition and radioactive material detection, further comprising an object moving means for moving the object to be inspected or a system moving means for moving the cross-searching system.
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KR1020230193426A KR102657570B1 (en) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | Cross-search system for simultaneous X-ray image acquisition and radioactive material detection |
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- 2023-12-27 KR KR1020230193426A patent/KR102657570B1/en active Active
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