KR20010067247A

KR20010067247A - 랜덤 펄스 발생기 및 그것을 이용한 난수 발생 장치 및확률 발생 장치

Info

Publication number: KR20010067247A
Application number: KR1020000056951A
Authority: KR
Inventors: 츠유자키노리요시; 야마모토히로야스
Original assignee: 추후제출; 이와키 덴시 가부시키가이샤; 코스모 이씨 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2001-07-12
Also published as: EP1094603A1; JP2001117756A

Abstract

방사성 물질이 그 자연 붕괴에 의해 방출하는 방사선을 이용한 랜덤 펄스 발생기와, 이 랜덤 퍼르 발생기를 구비한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치에 있어서, 특정 방사선을 간단히 선별하여 이용한다.

선원 RS로 이루어지는 방사성 물질로부터 PIN 다이오드(10)에 도달하는 방사선(α선, β선, γ선) 중 특정 방사선(예컨대, β선)만을 통과시키는 차폐재(18)를 설치한다. 이에 따라, 특정 방사선만이 PIN 다이오드(10)의 I층912)에 들어가고 이 이외의 방사선은 차폐판(18)에 의해 PIN 다이오드로의 입사가 방지된다.

Description

랜덤 펄스 발생기 및 그것을 이용한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치{A RANDOM PULSE GENERATOR, A RANDOM NUMBER GENERATOR AND A PROBABILITY GENERATOR UTILIZING THE RANDOM PULSE GENERATOR}

본 발명은 방사성 물질이 그 자연 붕괴에 의해서 방출하는 방사선(α선, β선, γ선 등)을 이용하여 랜덤 펄스를 발생하는 랜덤 펄스 발생기와, 이 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스에 기초하여 난수를 발생하는 난수 발생 장치와, 상기 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스에 기초하여 확률을 작성하는 확률 발생 장치에 관한 것이다.

종래 이 종류의 랜덤 펄스 발생기로서는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 평9-28899호에 개시되어 있는 바와 같이, 방사성 물질에서 방출되는 α선 등의 방사선을 PIN 다이오드(포토 다이오드)로 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 랜덤 펄스를 발생시키는 것이 제안되어 있다.

그러나, 이것으로는 방사성 물질에서 방출되는 여러 가지의 방사선 중 특정한 방사선(예컨대, β선) 만을 선별하여 이용하지 않는 경우, 그 방사선의 전리 전류를 선택적으로 계측할 수 있도록 PIN 다이오드의 I 층의 두께를 적절하게 변경하는 등 어쩔수없이 번거로운 대응을 행해야 된다. 그리고, 이 랜덤 펄스 발생기를 이용한 난수 발생 장치나 확률 발생 장치는 필연적으로 제조 비용이 높아져 버리는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 특정한 방사선을 간편하게 선별하여 이용하는 것이 가능한 랜덤 펄스 발생기와, 이 랜덤 펄스 발생기를 이용한 저렴한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 관한 랜덤 펄스 발생기의 일실시 형태를 구성하는 PIN 다이오드의 기본 구조도.

도 2는 금속캔 봉입 타입의 PIN 다이오드의 구조도.

도 3은 플랫 타입의 PIN 다이오드의 구조도.

도 4는 본 발명에 관한 랜덤 펄스 발생기를 구비한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치의 일실시 형태를 나타내는 블럭도.

도 5는 α선의 에너지 분포를 나타내는 그래프.

도 6은 프와송 분포를 나타내는 그래프.

도 7은 가우스 분포를 나타내는 그래프.

도 8은 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치에 의한 데이터 송출예를 나타내는 사시도.

도 9는 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치의 IC 카드에로의 부착예를 나타내는 사시도.

도 10은 3종류의 방사선 붕괴 곡선의 예를 나타내는 그래프.

도 11은 선원이 부가된 PIN 다이오드를 복수개 사용한 일례를 나타내는 사시도.

도 12는 선원이 부가된 PIN 다이오드를 복수개 사용한 별도의 예를 나타내는 사시도.

도 13은 선원이 부가된 PIN 다이오드의 별도의 예를 나타내는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : PIN 다이오드

11 : P 층

12 : I 층

13 : N 층

14 : 금속캔

15 : 외광 차폐 커버

18 : 차폐판

20 : 랜덤 펄스 발생기

21 : 증폭 회로(프리 앰프 회로)

22 : 증폭 회로(메인 앰프 회로)

23 : 파고 분별 회로

24 : 파형 정형기

30 : 난수 발생 장치

31 : 클럭 펄스 발생기

32 : 시간 측정 장치

40 : 확률 발생 장치

41 : 카운터

42 : 비교기

RS : 선원

즉, 본 발명 중 랜덤 펄스 발생기에 관한 발명은 자연 붕괴하는 방사성 물질에서 방출되는 방사선을 그 에너지 레벨에 대응한 강도의 전기 신호로 변환하는 PIN 다이오드(포토 다이오드)와, 이 전기 신호에서 시상수 신호를 발생시켜 증폭하는 증폭 회로와, 이 시상수 신호가 상기 방사성 물질에서 방출되는 방사선의 에너지 레벨에 대응하고 있는 것을 분별하는 파고 분별 회로와, 이 파고 분별 회로를 통과한 펄스를 출력하는 파형 정형기를 구비하는 랜덤 펄스 발생기로, 상기 방사성 물질에서 상기 PIN 다이오드에 이르는 방사선 중 특정한 방사선만을 통과시키는 차폐재를 설치하여 구성된다. 이러한 구성을 채용함으로써, 특정한 방사선만이 PIN 다이오드의 I 층에 들어가고, 그 외의 방사선은 차폐판에 의해서 PIN 다이오드로의 입사가 저지되도록 작용한다.

여기서, 차폐재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 알루미늄 그 외의 금속, 합성 수지 등을 채용할 수 있다.

또한, 상기 방사성 물질로서,²⁴⁴Cm,²⁴¹Am, U₃O₈,²¹⁰Pb,¹³⁷Cs,⁹⁰Sr,²²Na,⁵¹Cr,⁵⁴Mn,⁶⁰Co,⁵⁷Co,¹³³Ba의 핵종, 또는 우라늄 계열의 핵종, 또는 토륨 계열의 핵종, 또는 악티늄 계열의 핵종, 또는 천연에 존재하는 방사성 핵종을 이용하여 구성된다.

한편, 본 발명 중 난수 발생 장치에 관한 발명은 상기 랜덤 펄스 발생기를 가지고, 이 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스의 펄스 수를 일정 시간마다 계수하며, 이 펄스 수를 난수로서 출력하는 시간 측정 장치를 설치하여 구성된다.

또한, 본 발명 중 확률 발생 장치에 관한 발명은, 상기 랜덤 펄스 발생기를 가지고, 이 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스의 펄스 수를 일정 시간마다 계수하는 카운터를 설치하며, 이 카운터에 의해서 계수된 펄스 수가 소정의 확률분포에 기초하는 펄스 수와 일치했을 때 적중 신호를 출력하는 비교기를 설치하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 관한 랜덤 펄스 발생기를 구비한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치의 일실시 형태를 나타내는 블럭도이다.

이 랜덤 펄스 발생기(20)는 도 4에 나타내는 바와 같이, PIN 다이오드(10)를 가지고 있고, PIN 다이오드(10)에는 증폭 회로로서 프리 앰프 회로(21) 및 메인 앰프 회로(22)가 순서대로 접속되어 있다. 또한, 메인 앰프 회로(22)에는 파고 분별회로(23), 파형 정형기(24)가 순서대로 접속되어 있다.

이 PIN 다이오드(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이, P 층(11), I 층(12) 및 N 층(13)으로 구성되어 있고, I 층(12)의 두께는 선원(RS)이 되는 방사성 물질의 종류에 따른 적당한 두께(예컨대, 30 μm)로 되어 있다. 또한, PIN 다이오드(10)의 근방에는 알루미늄제 차폐판(18)이 선원(RS)에서 방출되어 I 층(12)에 입사하는 방사선을 가로막도록 설치되어 있다. 여기서, 선원(RS)으로서는 천연 또는 인공의 방사성 물질(아메리슘²⁴¹Am 등)을 사용할 수 있고, 그 사용량은 미량으로 족하기 때문에, 인체에 대한 방사능 오염의 위험을 회피할 수 있다. 또한, 선원(RS)이 부가된 PIN 다이오드(10)의 형상은 도 1에 나타내는 기본 구조를 유지하고 있는 한, 도 2나 도 3에 나타내는 바와 같이 임의의 형상으로 할 수 있다. 도 2는 크기가 그다지 문제가 되지 않는 장치에 부착하는 데 적합한 선원(RS)이 부가된 PIN 다이오드(10)의 형상이며, 금속캔(14)에 봉입되어 있다. 도 3은 IC 카드 등에 부착하기 위한 형상이며, 전체의 두께가 0.7 mm 이하로 얇게 되도록 설계되어 있다. 단, 맨 PIN 다이오드(10)는 외광도 검출하기 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이 외광 차폐 커버(15)를 설치하여 외광을 차단할 필요가 있다.

또한, 난수 발생 장치(30)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 랜덤 펄스 발생기(20)를 포함하고, 또한 클럭 펄스 발생기(31) 및 시간 측정 장치(32)로 구성되어 있다. 한편, 확률 발생 장치(40)는 랜덤 펄스 발생기(20)를 포함하고, 또한 클럭 펄스 발생기(31), 카운터(41) 및 비교기(42)로 구성되어 있다.

그리고, 선원(RS)이 되는 방사성 물질은 그 물질 고유의 붕괴 상수에 따라서자연 붕괴하고, 각종 방사선(α선, β선, γ선 등)이 연달아 사방 팔방으로 방출되지만, 이 방출 간격은 불규칙하다. 이렇게 해서 방출된 방사선은 그 일부[PIN 다이오드(10)가 있는 방향으로 방출된 것]가 차폐판(18)을 지나서 PIN 다이오드(10)의 I 층(12)에 들어간다. 이 차폐판(18)은 특정한 방사선(예컨대, β선과 γ선)만을 통과시키고 다른 방사선(예컨대, α선)은 통과시키지 않기 때문에, 이 특정한 방사선만이 PIN 다이오드(10)의 I 층(12)에 들어가게 된다. 이와 같이, 특정한 방사선 이외의 방사선은 차폐판(18)에 의해서 PIN 다이오드(10)로의 입사가 저지되기 때문에, PIN 다이오드(10)의 I 층(12)의 두께를 변경하는 일없이 특정한 방사선만을 간편하게 선별하여 이용하는 것이 가능해진다.

이렇게 해서 PIN 다이오드(10)에 입사한 특정한 방사선은 I 층(12)에 있어서 전자와 상호 작용을 일으켜 그 궤적의 주위에 이온쌍을 발생시키고, 에너지를 방출하여 멈춘다. 그 결과, PIN 다이오드(10)에 있어서 특정한 방사선의 에너지 레벨에 대응한 크기의 전류가 생기고, 프리 앰프 회로(21), 메인 앰프 회로(22)에서 증폭된 후, 파고 분별 회로(23)에 이른다. 파고 분별 회로(23)는 저파고 분별 회로, 고파고 분별 회로 등으로 구성되어 있고, 이하에 진술하는 바와 같이 방사선에 의한 펄스만 통과시킴으로써 노이즈에 의한 펄스를 제거한다.

예컨대, 아메리슘²⁴¹Am의 선원이 부착된 PIN 다이오드(10)를 사용한 경우에 대해서 설명한다. α입자는 약 5.4 MeV의 에너지를 가지고 있고, 계측되는 α입자마다 프리 앰프 회로(21)의 출력 단계에서는 도 5에 나타내는 에너지 분포로 된다. 계측된 에너지의 범위는 도 5에 나타내는 바와 같이, 5.4 MeV에 상당하는 에너지를피크로 하여 저에너지 측에 널리 분포하고 있다. 이것은 선원(RS)에서 방출되는 α선은 입체각에서 4π 방향으로 방출되고 있고, PIN 다이오드(10) 내의 경로에 있어서도 여러 가지의 경로에 의해 방출되는 에너지에 분포가 나오기 때문이다. 또한, PIN 다이오드(10)의 출력은 도 5에 나타내는 바와 같이 노이즈분도 포함되어 있다.

그래서, 저에너지 부분의 노이즈 부분을 삭제하기 위해서, 파고 분별 회로(23)의 저파고 분별 회로를 사용하여 소정의 전압 레벨 이하를 제외시키고 있다. α선만을 검출하는 경우에는, β선이나 γ선 에너지에 의한 펄스 발생 위치보다도, 컷 오프 전압을 높게 설정한다. 이에 따라, β선이나 γ선에 의해 발생하는 불필요한 펄스를 제외할 수 있다.

마찬가지로 하여, α선 이외의 선원에 관해서도 목적으로 하는 선원(RS)에 의한 펄스를 선별할 수 있다. 따라서, 파고 분별 회로(23)를 통과한 펄스는 자연 붕괴로 방출된 입자에 대응한 펄스이며 완전한 랜덤 펄스로 된다.

한편, 난수 발생 장치(30)에서는 이렇게 하여 랜덤 펄스 발생기(20)에서 발생한 랜덤 펄스가 시간 측정 장치(32)에 내장되고, 시간 측정 장치(32)는 클럭 펄스 발생기(31)에서 출력되는 클럭 펄스에 기초하여 랜덤 펄스의 펄스 수를 일정 시간마다 계수하여 이 펄스 수를 난수로 하여 출력한다. 이 때, 소정의 비트 수의 난수를 발생시키거나 또는 소정의 자릿수의 난수를 발생시키거나 하는 것이 가능하다.

또한, 확률 발생 장치(40)에서는 카운터(41)가 클럭 펄스 발생기(31)에서 출력되는 클럭 펄스에 기초하여 랜덤 펄스 발생기(20)에서 발생한 랜덤 펄스의 펄스수를 일정 시간마다 계수하여 비교기(42)에 출력한다. 이것을 받아서 비교기(42)는 카운터(41)에서의 펄스 수를 소정의 확률 분포(프와송 분포, 가우스 분포 등)에 기초하는 펄스 수와 비교하여 양자가 일치하는지의 여부를 판정하고, 양자가 일치하는 경우에 한해서 해당 펄스를 송출한다.

즉, 임의의 일정 시간에 붕괴하는 방사선(계수치)은 확률 법칙에 따르는 현상 이며, 일정한 방사선을 일정 시간 계수해도 그 계수치는 항상 일정치는 되지 않고 임의의 평균치(M) 부근에 분산된 값이 얻어진다. 이 분산은 평균치(M)가 수십 미만인 경우, 수학식 1에 나타내는 프와송 분포식에 의해 얻어지고, 평균치(M)가 수십 이상이 되면, 수학식 2에 나타내는 가우스 분포식과 근사적으로 동등해진다. 수학식 1 및 수학식 2에 있어서, p(m)은 일정 시간에 m 카운트(펄스 수)를 얻을 수 있는 확률, m은 일정 시간 계측하여 얻어지는 계수치, M은 다수회 측정했을 때의 m의 평균치를 나타낸다.

따라서, 사용된 선원(RS)의 α선 방출 갯수, 즉 PIN 다이오드(10)에서 계측된 평균 펄스(M)가 미리 구해지면, 수학식 1 및 수학식 2에 의해 계측된 갯수(m)에대한 출현 확률 P(m)을 일률적으로 결정할 수 있다. 실제의 회로는 도 4에 나타내는 바와 같이, 클럭 펄스를 사용하여 카운터(41)에 의해 일정 시간 내의 랜덤 펄스(m)를 계측하고, 수학식 1 및 수학식 2에 의해 이 때의 확률값 P(m)를 산출한다. 이 확률값이 설정 확률값와 일치하는지의 여부가 비교기(42)에 의해 비교되어 일치하면 해당 펄스를 송출한다.

이 때, 수학식 1 및 수학식 2에서 직접 구하는 다른 복수개의 확률값을 설정할 수도 있다. 다만, 가우스 분포를 사용하여 확률값을 설정하는 경우에는 평균치(M)를 중심으로 하여 좌우에 동일한 계측수로 동일한 확률값이 되는 값이 있는 것에 주의하지 않으면 안되지만, 수학식 3에 나타내는 바와 같이 두 개의 확률을 조합시켜 하나의 확률값을 설정할 수도 있다. 이 경우, 수학식 3에서는 동일한 수치를 사용했으나, 각각 상이한 수치라도 좋고, 또한 두 개 이상을 조합시켜 설정해도 상관없다.

또한, 난수 발생 장치(30)나 확률 발생 장치(40)에 있어서는, 도 8에 나타내는 바와 같이 계측 펄스 수를 제조시의 ID 번호나 생성된 난수, 확률 데이터 등과 함께 광학 매체나 전자파 등을 사용하여 외부로 송신할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 두께(t)가 0.7 mm인 IC 카드(50)에 매립하는 것도 가능하다. 지금까지의 IC 카드(50)에는 CPU가 부가된 IC 카드가 실현되어 있고, PIN 다이오드(10)를 제외하고는 종래의 기술에서 용이하게 회로(51)를 0.7 mm 이하로 할 수 있다. PIN 다이오드(10)에 관해서는 전술한 바와 같이 30 μm 정도이면 충분하며, IC 카드(50)에 여유를 가지고 매립하는 것이 가능하다. 그 때, 이미 IC 카드(50)에 부착되어 있는 IC(52)와 일체화하여 하나의 IC로 할 수도 있다.

또한, 자연 붕괴하여 α선, β선, γ선을 방출하는 미약한 방사성 물질을 이용하고, 반감기가 서로 상이한 상기 방사성 물질, 혹은 동 종류의 방사성 물질의 밀도를 달리하여 방사선 강도가 구별된 방사성 물질을 여러개 사용하는 것을 가능하게 하며, 반감기의 차이에 기초하는 붕괴 곡선의 검정에 의해 오리지널인지 여부의 판정도 할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 이 때, 도 10에 나타내는 바와 같이 자연 붕괴하여 감쇠하는 반감기가 상이한 핵종(RS)을 여러개 사용하거나, 혹은 방사능 농도(제조에 있어서의 방출 갯수)가 상이한 방사성 물질을 여러개 사용하면 진위의 판정이 용이해진다.

또한, 자연 붕괴하여 감쇠하는 방사성 핵종(RS)을 사용하여, PIN 다이오드(10)의 방사선 손상에 의해서 사용 가능 기간을 한정하거나 또는 최저 검출 펄스 수를 미리 설정해 두고, 그 수치를 검출 한계로 하여 사용 기간을 한정할 수도 있다. 즉, PIN 다이오드(10)는 그 재질에 따라 임의의 일정한 방사선의 조사를 받으면, 급격히 검출 감도가 저하한다. 이 한계는 거의 정해져 있기 때문에, 급격히 검출 감도가 저하하기까지의 동작 시간을 사용 기간으로서 설정할 수 있다.

또한, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 여러 개의 PIN 다이오드(10)를이용하거나 또는 복수개의 난수 발생 장치(30), 확률 발생 장치(40)를 조합시켜 사용하는 것도 가능하다.

또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 선원(RS)을 양측에서 PIN 다이오드(10)로 포위함으로써, 사용하는 선원 강도를 거의 절반의 강도로 하여 동수의 카운트를 얻을 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 특정한 방사선만이 PIN 다이오드의 I 층에 들어가고, 그 이외의 방사선은 차폐판에 의해서 PIN 다이오드로의 입사가 저지되므로, 특정의 방사선을 간편하게 선별하여 이용하는 것이 가능한 랜덤 펄스 발생기와, 이 랜덤 펄스 발생기를 이용한 저렴한 난수 발생 장치 및 확률 발생 장치를 제공할 수 있다.

그 결과, 상기 난수 발생 장치의 적용 가능한 곳으로는, 랜덤 펄스를 카메라, 조준기, 레이더 등과 연동시켜 스캐닝에 적용할 수 있다. 종래의 순차식 스캐닝보다 불규칙한 스캐닝 쪽이 대상물을 단시간에 포착 가능해진다.

또한, 자연 붕괴하는 핵종(단일 핵종, 혹은 복합된 핵종이라도 좋음)을 카드 등의 표면에 바코드 배치 또는 랜덤 배치함으로써, 배치 위치 및 방출되는 방사능 강도를 보안 코드의 대용으로서 사용할 수 있다. 이용 가능한 기간에 관해서는 여러 종류의 핵종을 조합시킴으로써 사용 기간 내에서 감쇠하여 기간을 지나면 사용할 수 없게 되는 카드 등을 용이하게 작성할 수 있다. 또한, 이 카드 등은 유효한 카드로서 인지할 수 있고, 카드 소유자 본인과 동일하게 취급할 수 있다.

또한, 자연계에서 불규칙한 현상으로서 일어나는 방사성 물질의 자연 붕괴를 이용하기 때문에, 제조 기술이나, 시간 변화에 의한 치우침이 없이 항상 공평한 적중 확률을 작성할 수 있다. 본원의 확률 발생 장치를 탑재한 빠칭코기에서는 적중이 계속하여 일어나면, 소위 연속 적중이 일어나도 하루의 단위 등, 장시간으로는 적중 확률이 일정해진다. 본원은 빠칭코기와는 별개의 부재로, 확률 발생 장치를 단일 부재로서 제작할 수 있기 때문에 취급이 간단하게 되고, 검증이나 시험이나 제작이 용이해진다. 또한, 이 난수 발생 장치는 난수를 이용하는 시뮬레이션 실험에 응용할 수 있다.

또한, 확률 발생 장치가 발생하는 해당 펄스와, 최종적인 적중 동작을 시키는 출력 신호가 일치하는가 어떤가를 비교 검정함으로써, 확률 발생 장치 이후에 있어서의 부정도 검정할 수 있다. 자연 붕괴하여 α선, β선, γ선을 방출하는 방사성 물질을 바코드 배치 혹은 카드 등의 표면에 불규칙하게 배치하고, 그 선원의 배치 위치 및 강도를 그 카드의 특유한 성질로 간주하여 ID 카드로서 취급할 수 있다.

배치하는 것은 카드뿐만 아니라, 보안 기능을 요구하는 것이면 적용할 수 있다. 본 방법은 선원 강도는 그 선원에 특유한 반감기에 의해 시시각각 자연 붕괴하여 변화하고 있기 때문에 동일한 카드는 작성할 수 없다. 또한, 복사도 불가능하다.

종래의 ID 카드에 난수 발생 장치에서 작성한 불규칙한 수치 등을 추가 기억시킨다. 추가한 수치는 본인 및 발행 측에서도 알 수 없도록 한다. 이 수법에 의해본인은 물론, 발행 측에 있어서도 부정 사용을 할 수 없게 된다. 또한, 사용 시에 난수 발생 장치에서의 수치 등으로 재기록해 가면 복사 등에 의한 부정 사용 등을 회피할 수 있다. 또한, 난수 발생 장치를 칩화하여 카드 등에 삽입함으로써 보안 기능을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

본 방식은 난수 발생 장치나 확률 발생 장치에 사용하는 방사성 물질의 반감기를 적당히 선택함으로써, 자동적으로 사용 기간의 제한도 부가하는 것이 가능해진다. 카드마다 삽입된 선원은 소정의 반감기를 가지고 시간과 함께 감쇠하고 있다. 이 시간 경과에서 사용 시점에서의 붕괴 수를 특정함으로써, 그 사용되고 있는 카드가 오리지널인지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 본 방식은 선원이 삽입됨으로써 자기 기억과 달리 복사 등이 전혀 불가능해진다. 그런데 오리지널 카드 한 장만 작성할 수 있으나 그 외의 복제는 할 수 없다. 따라서, 가장 기밀성을 필요로 하는 장치의 문, 은행 카드, 패스포트 등에 이용 가능하다.

이용 가능한 기간에 대해서는 여러가지 종류의 핵종을 조합시킴으로써, 사용 기간 내에서 감쇠하여 기간을 지나면 사용할 수 없게 되는 카드 등을 용이하게 작성할 수 있다. 본 난수 발생 장치에서 발생하는 랜덤 펄스 및 확률에 관해서는 자연 현상에 특유한 변수가 포함되어 있다. 따라서, 사람의 행동 예측, 감정 예측, 바이오 사이언스에서의 결과의 예측, 기상 등의 자연 현상의 예측 등에 사용 가능하다.

Claims

자연 붕괴하는 방사성 물질에서 방출되는 방사선을 그 에너지 레벨에 대응한 강도의 전기 신호로 변환하는 PIN 다이오드와, 이 전기 신호에 의해 시상수 신호를 발생시켜 증폭하는 증폭 회로와, 이 시상수 신호가 상기 방사성 물질에서 방출되는 방사선의 에너지 레벨에 대응하고 있는 것을 분별하는 파고 분별 회로와, 이 파고 분별 회로를 통과한 펄스를 출력하는 파형 정형기를 포함하는 랜덤 펄스 발생기에 있어서,

상기 방사성 물질에서 상기 PIN 다이오드에 이르는 방사선 중 특정한 방사선만을 통과시키는 차폐재를 설치한 것을 특징으로 하는 랜덤 펄스 발생기.
제1항에 있어서, 방사성 물질로서,²⁴⁴Cm,²⁴¹Am, U₃O₈,²¹⁰Pb,¹³⁷Cs,⁹⁰Sr,²²Na,⁵¹Cr,⁵⁴Mn,⁶⁰Co,⁵⁷Co,¹³³Ba의 핵종, 또는 우라늄 계열의 핵종, 또는 토륨 계열의 핵종, 또는 악티늄 계열의 핵종, 또는 천연에 존재하는 방사성 핵종을 이용한 것을 특징으로 하는 랜덤 펄스 발생기.
청구항 제1항 또는 제2항에 기재된 랜덤 펄스 발생기를 가지며,

상기 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스의 펄스 수를 일정 시간마다 계수하여 이 펄스 수를 난수로서 출력하는 시간 측정 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 난수 발생 장치.
청구항 제1항 또는 제2항에 기재된 랜덤 펄스 발생기를 가지며,

상기 랜덤 펄스 발생기에 의해서 발생한 랜덤 펄스의 펄스 수를 일정 시간마다 계수하는 카운터를 설치하고,

상기 카운터에 의해서 계수된 펄스 수가 소정의 확률 분포에 기초하는 펄스 수와 일치했을 때 적중 신호를 출력하는 비교기를 설치한 것을 특징으로 하는 확률 발생 장치.