KR200199854Y1 - 열형광 선량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열형광 선량계에 관한 것으로, 상기 선량계 본체의 방사선 판독영역을 판독값이 10 mm 깊이에서의 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용되는 S1영역과, 혼합광자장에서 에너지를 구분하는데 보조적 역할 및 저에너지와 중에너지의 구분을 용이하게 할 수 있도록 설계되는 S2영역과, 판독값이 β입자와 광자가 동시에 존재하는 혼합방사선장에서 β선량을 평가하는데 보조적 역할 및 저에너지 광자를 평가하는데 사용하도록 설계되는 S2, S3영역과, 판독값이 0.07mm 깊이에서의 β입자에 의해 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용하도록 설계되는 S4영역으로 구분함으로써 방사선장의 평가시의 오류를 최소화하여 각 선장별 선량의 평가가 정확하게 실시하도록 한 것이다.

Description

열형광 선량계{Thermoluminescent dosimetry}

본 고안은 방사선 작업자의 개인 피폭량을 측정하기 위한 열형광선량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열형광소자를 이용한 방사선장의 평가시의 오류를 최소화하여 각 선장별 선량의 평가가 정확하게 실시하도록 한 열형광 선량계에 관한 것이다.

방사선이란 방사성동위원소가 방사성붕괴할 때 방출되는 입자선, 또는 전자기파로서 넓은 의미에서 소립자나 하전중입자 등의 입자선도 포함된다. 붕괴에 따라 방출되는 방사선은 α선, β선, γ선 등 3종류이다. α선은 헬륨의 원자핵, β선은 전자로 된 입자선, γ선은 매우 파장이 짧은 전자기파이며, 모두 기체나 고체를 이온화한다. α선은 헬륨의 원자핵, β선은 전자로 된 입자선, γ선은 매우 파장이 짧은 전자기파이며, 모두 기체나 고체를 이온화한다. α선은 강한 이온화작용을 가진 입자로서 그 에너지에 따라 다르지만 수 cm의 공기에서 흡수되어 버리고, β선은 두께 수 mm의 알루미늄을, γ선은 두께 수 cm의 납을 투과한다.

원자력 관계시설에서는 방사선 피폭이 문제되는데, 그 대부분은 β선, γ선이 원인이다. 사람이 피폭한 방사선의 양은 단위 렘(rem)으로 표시된다. 원래 X선은 단위 뢴트겐(R)으로서 표현되며, 이것은 1㎠의 표준상태의 공기 속에 1정전기단위(esu)의 이온을 생기게 하는 X선의 양이라 정의된다. 장해의 원인은 X선뿐만 아니라, 그 밖의 모든 종류의 방사선에도 공통되기 때문에 1R의 X선과 동등한 장해를 발생시키는 방사선의 양을 구하고, 이것을 단위로서 측정한 선량을 렘이라 하고 있다.

X선을 이용한 진단이 보급되기 시작한 1930년경, X선의 허용선량은 1일에 0.2R이었고, 국제권고를 기준으로 직업인에 대해서는 1년에 5 rem, 일반인에게는 그 1/10인 500m rem을 최대허용량으로 하는 것이 통례이다.

사람은 1000 rem이상의 선량을 전신에 입으면 대부분은 사망하고, 그 절반인 500 rem이라 해도 병원의 각별한 치료에 의해서도 사망빈도가 높다. 100 rem이하에서는 거의 자각증상이 없고, 25 rem이하일 때는 혈액검사 등 보통의 임상검사에서는 이상을 확인 할 수 없다. 그러나 급성장해는 발생되지 않는다고 해도 낮은 선량에서도 방사선장해는 결코 0이되지 않으며, 돌연변이의 발생인 유전장해와 암발생 등의 만성장해를 일으킨다. 따라서 방사선의 위험 및 장해방지의 어려움이 인식되어 허용선량이 절하되기 시작했다.

원자력 관계시설에서는 방사선 피폭을 가능한 한 억제하기 위하여 여러 가지 차폐(遮蔽)설계가 실시되고 있으며, 또한 시설 내의 방사선레벨도 계속 체크되고 있다. 방사선 환경에서 일하는 사람들은 필름배지, 필름링, 포켓선량계, 알람미터 등을 몸에 지님으로써 전신 및 국부적인 피폭선량을 체크할 수 있게 된다.

필름배지는 개인피폭선량을 측정하는 가장 일반적인 방법으로서 특수필름을 삽입한 배지를 의복 주머니 등에 착용하여 일정기간마다 현상함으로써 그 흑화도(黑化度)에서 그 사람의 피폭선량을 알 수 있다. 필름링은 반지모양으로 제작되어 특히 손끝의 피폭선량을 측정할 수 있다. 포켓선량계는 이온체임버를 휴대간편하게 제작한 선량계로서, 사용하기 전에 대전시킨 상태에서 일정시간후에 방사선에 의해 발생된 방전량으로 피폭선량을 직접 읽을 수 있는 구조로 되어 있다.

알람미터는 피폭량이 설정값에 도달했을 때 알람소리를 내는 구조로 되어 있 으며, 원자력 발전소 내의 방사선레벨이 높은 구역의 출입구에서는 핸드폿모니터가 상설되어 있어서 손발의 방사능오염을 조사할 수 있다.

본 고안의 목적은 열형광선량계를 이용하여 개인 피폭선량 평가의 정밀,정확도를 향상시키려는 것이다.

도 1은 본 고안 실시예의 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 3은 본 고안 실시예의 분해사시도.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

10 ; 선량계 본체 11 ; 열형광소자 삽입공

12 ; 노출부 13,14,15 ; 필터 고정부

16 ; 투과부 17 ; 고정공

20 ; 열형광소자 21 ; 식별기호

22 ; 고정돌기 31 ; 구리 필터

32 ; 알루미늄 필터 33 ; 차폐부

상기의 목적을 달성하기 위한 열형광 선량계는 열형광소자가 삽입되는 삽입공이 관통형성된 선량계 본체의 상면에 수개의 필터고정부를 형성하고, 그 하측에 투과부를 형성하며;

상기 선량계 본체의 방사선 판독영역을

판독값이 10 mm 깊이에서의 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용되는 S1영역과,

혼합광자장에서 에너지를 구분하는데 보조적 역할 및 저에너지와 중에너지의 구분을 용이하게 할 수 있도록 설계되는 S2영역과,

판독값이 β입자와 광자가 동시에 존재하는 혼합방사선장에서 β선량을 평가하는데 보조적 역할 및 저에너지 광자를 평가하는데 사용하도록 설계되는 S2, S3영역과,

판독값이 0.07mm 깊이에서의 β입자에 의해 인체조직이 받는 선량당량을 평 가하는데 사용하도록 설계되는 S4영역으로 구분하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 필터 고정부의 일측에 형성되는 투과부를 차폐시키는 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1은 본 고안 실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 도 3은 본 고안 실시예의 분해사시도이다.

일반적으로 선량평가 알고리즘이란 개인선량계의 결과로부터 ICRU에서 도입한 개인모니터링을 위한 심부선량당량과, 피부선량당량을 계산하기 위한 절차를 말한다.

개인모니터링에 있어서 중요사항은 인체조직내 특정지점에서의 선량당량의 측정방법이며, 이에 대한 배지시스템은 조사선량을 갖는 선량계의 판독값에 에너지 의존성 환산계수를 곱한 것이 0.07mm 및 10mm 깊이에서의 인체조직이 받는 선량당량의로 직접 전환될 수 있도록 설계되어야 한다. 즉, 측정하고자 하는 방사선의 종류에 따라 선량계(Dosimetry)의 특성을 달리하는 여러 가지 종류의 필터로 구성되어야 하는 것이다.

이와 같은 알고리즘 설계를 위한 배지시스템의 설계요구사항을 만족시키기 위하여 본 고안 열형광선량계에서는 각 영역을 4개의 영역(S1,S2,S3,S4)으로 구분한다.

본 고안 열형광선량계의 본체(10)는 내부에 열형광소자 삽입공(11)이 본체를 관통하여 형성되어 있고, 본체의 선단부에는 열형광소자(20)의 식별기호(21)가 외부로 노출되는 노출부(12)가 형성되어 있다.

선량계 본체(10)의 상면 일측에는 길이방향으로 필터고정부(13,14,15)가 3개소 형성되어 각각 필터가 고정되어 있으며, 필터고정부(13,14,15)의 하측으로 투과부(16)가 형성되어 있는 바, 이 투과부(16)는 차폐하는 것이 바람직하다. 이와 같이 투과부를 차폐시킴으로써 자외선의 영향을 방지하도록 하여 저선량 측정시의 문제를 해소하도록 하고, 수분이나 먼지 등의 영향을 받지 않도록 한다.

투과부(16)의 일측에는 열형광소자(20)가 본체(10)에 삽입된 후에 고정이 가능하도록 고정공(17)이 형성되어 있어 열형광소자의 고정돌기(22)와 결합되도록 한다.

본 고안 열형광선량계의 선량평가에 이용되는 각 영역의 선량계 특성을 설명하면 다음과 같다.

먼저 S1영역은 판독값이 10 mm 깊이에서의 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용되도록 설계되어 있으며, S2영역은 혼합광자장에서 에너지를 구분하는데 보조적 역할 및 저에너지와 중에너지의 구분을 용이하게 할 수 있도록 설계되어 있다.

S2, S3영역의 판독값은 β입자와 광자가 동시에 존재하는 혼합방사선장에서 β선량을 평가하는데 보조적 역할 및 저에너지 광자를 평가하는데 사용하도록 설계되어 있고, S4영역의 판독값은 0.07mm 깊이에서의 β입자에 의해 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용하도록 설계되어 있다.

본 고안 열형광 선량계에는 S1영역의 해당부위에 구리(Cu) 필터(31)가 필터고정부에 고정되어 있고, S2 및 S3 영역에는 알루미늄(Al) 필터(32)가 필터고정부에 고정되어 있으며, S4영역은 선량계 본체와 일체로 소정 두께로 형성되어 차폐부(33)를 형성하고 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 고안에 의한 열형광 선량계는 피복에 장착가능한 장착구가 구비된 별도의 열형광선량계 수납케이스(미도시)에 수납되어 피복에 장착할 수 있도록 한다.

일정기간 사용된 열형광 선량계는 고객으로부터 판독업자에게 반송되며, 판독업자는 열형광소자(20)를 선량계 본체(10)에서 분리하여 리더기에서 열형광소자를 가열함으로써 측정을 실시하게 된다.

이와 같이 하여 얻어진 측정데이터를 가지고 작업자 개개인의 피폭량을 계량화하여 관리를 실시하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 열형광 선량계는 개인 피폭선량의 평가가 단일장과 혼합장을 선종별, 선량별로 세분함으로써 개인피폭선량 판독치의 신뢰도를 현저하게 향상시키는 효과가 있다.

따라서 향후 개인 피폭선량 평가체계의 국가 표준화 작업과 개인 피폭선량 결과에 따른 국민의 신뢰도를 향상시킴과 아울러 이해도를 증진시키도록 한 것이다.

Claims (2)

1. 열형광소자가 삽입되는 삽입공이 관통형성된 선량계 본체의 상면에 수개의 필터고정부를 형성하고, 그 하측에 투과부를 형성하며;

   상기 선량계 본체의 방사선 판독영역을

   판독값이 10 mm 깊이에서의 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용되는 S1영역과,

   혼합광자장에서 에너지를 구분하는데 보조적 역할 및 저에너지와 중에너지의 구분을 용이하게 할 수 있도록 설계되는 S2영역과,

   판독값이 β입자와 광자가 동시에 존재하는 혼합방사선장에서 β선량을 평가하는데 보조적 역할 및 저에너지 광자를 평가하는데 사용하도록 설계되는 S2, S3영역과,

   판독값이 0.07mm 깊이에서의 β입자에 의해 인체조직이 받는 선량당량을 평가하는데 사용하도록 설계되는 S4영역으로 구분하여 구성함을 특징으로 하는 열형광 선량계.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필터 고정부의 일측에 형성되는 투과부를 차폐시키는 것을 특징으로 하는 열형광 선량계.