KR20040046784A - Apparatus for measuring a radioactive surface contamination using inorganic fluor-impregnated membranes - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring radioactive contamination using an inorganic fluorescent layer is provided to analyze radioactive contamination resulting from beta-ray by directly measuring a great amount of samples in a gathering site. CONSTITUTION: An apparatus for measuring radioactive contamination using an inorganic fluorescent layer includes a supporting frame(40), a photo-multiplier assembly(50), a sample transport table(60), a sample holder(70), and an amplifier. The supporting frame(40) includes the photo-multiplier assembly(50) and the sample transport table(60), and guides the sample transport table(60). The photo-multiplier assembly(50) includes a photo-multiplier and a shielding holder(55). The shielding holder has a cylinder-type shielding hall having an entrance part including a flange part(51) protruding. In the photo-multiplier assembly(50), a portion of a ray receiving part is exposed to the outside of the flange part(51).

Description

무기형광 함침막을 이용한 방사능 표면오염도 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING A RADIOACTIVE SURFACE CONTAMINATION USING INORGANIC FLUOR-IMPREGNATED MEMBRANES}Radioactive surface contamination measurement device using inorganic fluorescence impregnation membrane {APPARATUS FOR MEASURING A RADIOACTIVE SURFACE CONTAMINATION USING INORGANIC FLUOR-IMPREGNATED MEMBRANES}

본 발명은 방사능 표면오염도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저에너지 베타선 방출핵종에 의하여 오염된 표면을 이중구조의 무기형광 함침막을 이용하여 시료를 채취한 후, 표면오염도를 현장에서 측정 및 평가하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring radioactivity surface contamination, and more particularly, after collecting a sample of the surface contaminated with low-energy beta-ray nuclide using a dual-layer inorganic fluorescent impregnation membrane, the surface contamination is measured in the field And an apparatus for evaluating.

방사능 물질을 산업에 활용하기 위한 연구는 원자력발전을 비롯하여 다양한 분야에 걸쳐 폭 넓게 이루어지고 있다.Research into the use of radioactive materials in industry has been widely conducted in various fields including nuclear power generation.

근래 방사성 동위원소의 이용범위와 이용기술이 급속도로 발전하고 있으며, 방사선에 대해 거부감을 갖는 경향이 있음에도 불구하고 방사성 동위원소는 산업용, 의료용, 연구용으로 유용하게 이용될 수 있다는 고유특성을 갖고 있어서 이용량이 점차 증가하고 있다.In recent years, the use range and technology of radioisotopes are rapidly developing, and although radioactive isotopes tend to be rejected, radioisotopes have unique characteristics that they can be useful for industrial, medical, and research purposes. Volume is gradually increasing.

실제로, 원자력발전뿐만 아니라, 방사성 동위원소를 이용한 비파괴검사, 방사성 동위원소 게이지, 산업용 방사선 추적자, 체내투여진단 및 치료, 체외이용진단, 방사선멸균, 방사선 식품조사, 방사선 유전공학 연구 등 여러 분야에 다양한 형태로 이용되면서 산업발전과 생산성 향상, 공해방지, 산업안전, 의료기술발전과 복지구현, 식량증산과 식품보전, 기초과학발전 등 인간의 삶을 풍요롭고 편리하게 만드는데 방사능 물질을 이용한 연구들이 큰 기여를 하고 있는 것은 사실이다.Indeed, not only nuclear power generation, but also non-destructive testing using radioisotopes, radioisotope gauges, industrial radiation tracers, in-vivo diagnosis and treatment, in-vitro diagnostics, radiation sterilization, radiation food research, and radiation genetic engineering research As it is used as a form, researches using radioactive materials have contributed greatly to making human life rich and convenient, such as industrial development, productivity improvement, pollution prevention, industrial safety, medical technology development and welfare implementation, food production and food preservation, and basic science development. It is true.

상기한 바와 같이, 학교 및 병원, 연구소 등 방사성 물질을 취급하는 방사선 이용기관이 점차 증가하는 추세에 있으며, 이와 동반하여 인체가 방사선에 노출될 수 있는 가능성이 증가함에 따라, 방사능 물질을 취급하는 시설에서 안전성을 확보하기 위한 노력이 다각도로 경주되고 있는 실정이다.As described above, there is a growing trend to increase the number of radiation use institutions that handle radioactive materials, such as schools, hospitals, research institutes, etc. With this increase in the possibility that the human body is exposed to radiation, facilities that handle radioactive materials Efforts to secure safety in many countries are racing.

따라서, 방사능 물질에 의한 오염도를 정기적으로, 신속하게, 아울러 효율적으로 관리하는 것이 요구되고 있으며, 실제로, 미국의 핵규제위원회(Nuclear Regulatory Commission)의 규정은 방사능 물질을 취급하는 모든 관련 시설이 방사능 오염도에 대한 정기적인 점검을 통해 방사선학적인 상태를 감시하도록 의무화하고 있다(U.S.Nuclear Regulatory Commission,Washington DC, NRC Regulatory Guide 8. 23, Rev. 1, January 1981).Therefore, there is a demand for regular, rapid and efficient management of radioactive contamination, and in practice, the regulations of the US Nuclear Regulatory Commission require that all relevant facilities dealing with radioactive materials be radioactive. Regular checks on the medical system are mandatory to monitor the radiological status (US Nuclear Regulatory Commission, Washington DC, NRC Regulatory Guide 8. 23, Rev. 1, January 1981).

또한, 대한민국에서도, 방사능 물질을 취급하는 방사선관리구역은 원자력법 및 관계 규정에 따라 관리구역 내의 표면오염도를 주 1회 정도 주기적으로 측정 및 점검하여 취급자의 안전성을 확보하도록 의무화하고 있다.In addition, in the Republic of Korea, the radioactive control area handling radioactive materials is required to ensure the safety of the operators by periodically measuring and inspecting surface contamination levels once a week in accordance with the Atomic Energy Act and related regulations.

방사선관리구역에서 저에너지 베타선 방출핵종(H-3, C-14 등)에 의한 표면오염도를 측정하는 방법으로는, 직접법인 프루빙법과 (Probing)법과 간접법인 스미어(Smear)법이 있다.Surface contamination levels by low-energy beta-emitting nuclides (H-3, C-14, etc.) in the radiation control area include the direct probing method, the probing method, and the indirect method, the Smear method.

직접법은 방사선검출기를 사용하여 특정 표면의 오염도를 직접 측정하는 방법이며, 간접법은 측정 대상 표면에 시료채취용 여과지(Smear paper)를 접촉시키고 수 차례 문질러 오염 대상 표면에서 시료를 채취하고 이 시료를 방사선 측정장치를 사용하여 표면오염도를 측정하는 방법이다.The direct method is a method of directly measuring the contamination level of a specific surface by using a radiation detector. The indirect method is to contact a sample paper with a sampling paper on the surface to be measured and rub it several times to take a sample from the surface to be polluted, and then radiate the sample. It is a method to measure the surface pollution degree using a measuring device.

그러나, 상기 직접법은 방사선관리구역 내에는 항상 방사능 물질이 존재함에 따라, 주변의 방사선에 의한 간섭으로 측정값의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있으며, 이와 같은 이유에 따라 통상의 표면오염 측정 방법으로는 주로 여과지를 사용하는 스미어법이 사용되고 있다.However, the direct method has a problem in that the reliability of the measured value is degraded due to interference by surrounding radiation due to the presence of radioactive material in the radiation management area. The smear method using filter paper is used.

간접법에 해당하는 스미어법에 관하여 좀 더 상세히 설명하면, 크게 시료채취단계와 시료측정단계로 구분된다. 시료채취단계에서는, 직경 2 인치(inch), 두께 0.1 mm인 시료채취용 여과지를 측정대상 표면에 접촉시킨 상태에서 100 cm2의 표면을 작업자가 직접 문지르거나 자동화된 시료채취장치를 이용하여 문질러서 시료를 채취하며, 시료측정단계에서는 채취된 시료를 방사선과의 상호작용에 의해 섬광을 발생시키는 유기섬광체가 함유되어 있는 섬광용액(scintillation solution)에 넣어 액체섬광계수기(liquid scintillation counter)를 이용하여 측정한다.When the smear method corresponding to the indirect method is described in more detail, it is largely divided into a sampling step and a sample measuring step. In the sampling stage, the operator rubs the surface of 100 cm 2 directly or rubs the sample using an automated sampling device while the sampling filter paper having a diameter of 2 inches and a thickness of 0.1 mm is in contact with the measurement target surface. In the sample measurement step, the collected sample is measured by using a liquid scintillation counter in a scintillation solution containing a scintillation solution containing an organic scintillator that generates scintillation by interaction with radiation.

이상과 같은 액체섬광계수기를 이용한 표면오염도 측정방법은 대량의 시료를각각 하나씩 섬광용액에 넣어서 측정해야 한다는 것은 과도한 노력과 시간을 요구할 뿐만 아니라, 측정에 사용되는 유기 용매인 섬광용액이 2차 폐기물로 발생되어 처리문제가 발생하는 등의 문제점이 있었다.The surface contamination measurement method using the liquid scintillation counter as described above requires a large amount of samples to be put in the flash solution one by one, which requires excessive effort and time, and the flash solution, which is an organic solvent used for measurement, is used as a secondary waste. There was a problem such that a processing problem occurs.

또한, 측정장비인 액체섬광계수기는 외부의 고에너지 백그라운드 방사선을 차폐하기 위한 두꺼운 납차폐체가 필수적으로 요구되기 때문에 장비 자체의 무게가 무거워 이동이 용이하지 않으며, 시료채취 현장에서 표면오염도를 측정할 용도로는 그 사용이 부적합하고, 가격 역시 고가임에 따라 폭넓게 이용하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the liquid scintillation counter, which is a measuring device, is not easy to move due to the heavy weight of the equipment itself because a thick lead shield is required to shield external high energy background radiation, and to measure surface contamination at the sampling site. As the furnace is not suitable for use, and the price is also expensive, it is difficult to use widely.

이상과 같은 섬광용액의 사용에 따른 2차 폐기물에 대한 문제점과 무거운 납차폐체의 사용에 의한 문제점을 갖는 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 종래의 시료 채취용 여과지를 대체할 무기형광 함침막을 발명하였다. 상기 무기형광 함침막은 방사선과의 상호작용으로 섬광을 발생시키는 것으로서, 대한민국 특허출원번호 제2002-61554호에 나타나 있다.In order to solve the problems of the prior art having the problem of the secondary waste and the use of heavy lead shielding body according to the use of the flash solution as described above, the inventors of the present invention is an inorganic to replace the conventional sampling filter paper Invented a fluorescent impregnation membrane. The inorganic fluorescence impregnated film generates a flash by interaction with radiation, and is shown in Korean Patent Application No. 2002-61554.

그러나, 상기 무기형광 함침막을 사용하여 채취한 시료 역시 현재로서는 특별히 설계된 실험실에서 광전자증배관을 이용한 시스템을 이용하여 방사능 오염도를 측정하고 있다. 이러한 시스템을 이용한 시료의 측정은, 광전자증배관이 전압이 인가된 상태에서 외부의 빛이 입사하면 한꺼번에 광전자로 전환되는 양이 너무 많아지기 때문에 자체에 심각한 손상을 입게되는 특성을 갖고 있음에 따라, 하나의 시료를 측정하고, 다음 시료를 측정하기 위해서는 광전자증배관에 인가된 높은 전압(약 700V 정도)을 차단한 후 시료를 교체하고, 다시 광전자증배관에 전압을 인가해야 하는 과정을 반복적으로 수행해야 하므로, 대량의 시료를 측정하기에는 역부족인 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.However, samples collected using the inorganic fluorescence impregnated film also measure radioactive contamination using a system using a photomultiplier tube in a specially designed laboratory. The measurement of a sample using such a system has a characteristic that the photomultiplier tube is seriously damaged due to the excessive amount of conversion to photoelectrons at once when external light is incident while voltage is applied. In order to measure one sample and to measure the next sample, it is necessary to cut off the high voltage applied to the photomultiplier tube (about 700V), replace the sample, and apply the voltage to the photomultiplier tube repeatedly. As a result, there is still a problem that is insufficient to measure a large amount of samples.

이상과 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로,In order to solve the problems of the prior art as described above,

본 발명의 목적은 광전자증배관에 전압을 지속적으로 인가한 상태에서 무기형광 함침막으로 채취한 대량의 시료를 채취현장에서 직접 측정하여 저에너지 베타선 방출핵종에 의한 방사능 오염도를 분석할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a device capable of analyzing radioactive contamination by low energy beta-emitting nuclides by directly measuring a large amount of samples taken with an inorganic fluorescence impregnated film in a state where voltage is continuously applied to a photomultiplier tube. It is.

도 1은 본 발명에 따른 방사능 오염도 측정장치의 측정방법을 계략적으로 도시한 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing a measuring method of a radioactive contamination measuring device according to the present invention;

도 2는 신호생성의 원리를 도시한 개념도,2 is a conceptual diagram illustrating a principle of signal generation;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 표면오염도 측정장치 사시도,Figure 3 is a perspective view of the radioactive surface contamination measurement apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 4는 도 3의 A-A선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 5는 도 3의 B-B선 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료홀더 사시도,6 is a perspective view of a sample holder according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표면오염도 측정장치 사시도,Figure 7 is a perspective view of the surface contamination measurement apparatus according to another embodiment of the present invention,

도 8은 도 7의 C-C선 단면도,8 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.

도 9는 도 7의 D-D선 단면도,9 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표면오염도 측정장치 단면도,10 is a cross-sectional view of the surface contamination measurement apparatus according to another embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표면오염도 측정장치 단면도.11 is a cross-sectional view of the surface contamination measurement apparatus according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing

1: 무기형광 함침막 시료10: 광전자증배관1: Inorganic fluorescent impregnated film sample 10: Photomultiplier tube

15: 전치증폭기20: 증폭기15: preamplifier 20: amplifier

30: 계수기40, 140: 지지프레임30: counter 40, 140: support frame

50: 광전자증배관 어셈블리60, 160: 시료이송 테이블50: photomultiplier tube assembly 60, 160: sample transfer table

63, 163: 시료투입용 홈65, 165: 가이드 슬롯63, 163: sample insertion groove 65, 165: guide slot

70: 시료홀더100, 200: 압축가이드구멍70: sample holder 100, 200: compression guide hole

이를 실현하기 위한 본 발명은,The present invention for realizing this,

무기형광 함침막으로 채취한 시료의 방사능 오염도를 측정하기 위한 장치에 있어서,In the device for measuring the radioactive contamination of the sample collected by the inorganic fluorescent impregnated film,

지지프레임;Support frame;

광전자증배관과 이 광전자증배관이 삽입되는 차폐홀을 구비하며 이 차폐홀의 입구부에서 돌출하는 플렌지부를 갖는 차폐홀더를 포함하며, 상기 지지프레임에 고정되는 광전자증배관 어셈블리;A photomultiplier assembly having a photomultiplier tube and a shielding hole into which the photomultiplier tube is inserted, the shielding holder having a flange portion protruding from the inlet of the shielding hole, the photomultiplier assembly fixed to the support frame;

상기 플렌지부가 내부에 위치한 상태에서 상대적 이동이 가능하도록 가이드하는 가이드 슬롯을 구비하고, 이 가이드 슬롯 저면에 등간격으로 형성되는 다수의 시료투입용 홈을 구비하며, 상기 지지프레임에 1자유도운동만 허용되도록 설치되는시료이송 테이블;It has a guide slot for guiding the relative movement in the state where the flange is located inside, and has a plurality of sample feeding grooves formed at equal intervals on the bottom of the guide slot, allowing only one freedom of movement to the support frame A sample transfer table installed to be installed;

상기 시료투입용 홈에 대응하는 형상으로 형성되는 시료홀더;A sample holder formed in a shape corresponding to the sample feeding groove;

광전자증배기로부터 발생된 신호의 정형 및 증폭을 위한 증폭기; 및An amplifier for shaping and amplifying a signal generated from the photomultiplier; And

증폭된 방사선 신호의 수를 계측하는 계수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 오염도 측정장치를 제공한다.It provides a radioactive contamination measuring device comprising a counter for measuring the number of amplified radiation signal.

그리고, 상기 광전자증배기에서 나온 신호를 사전에 증폭하기 위한 전치증폭기를 더 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.And, it may be further provided with a preamplifier for amplifying the signal from the photomultiplier in advance.

상기 시료이송 테이블은 원판형으로 형성되어 상기 지지프레임상에서 회전운동으로 투입된 시료를 순차적으로 광전자증배관의 위치와 일치시키거나, 길쭉한 레일형으로 형성되어 상기 지지프레임상에서 직선운동으로 투입된 시료를 순차적으로 광전자증배관의 위치와 일치시키는 것을 특징으로 한다.The sample transfer table is formed in a disk shape to sequentially match the sample introduced in the rotational motion on the support frame with the position of the photomultiplier pipe, or is formed in an elongated rail shape to sequentially insert the sample in linear motion on the support frame. And the position of the photomultiplier tube.

한편, 상기 시료이송 테이블의 운동을 위한 동력을 제공하는 구동수단을 더 구비할 수 있으며, 상기 시료이송 테이블은 각 시료투입용 홈의 바닥면에서 하부로 관통하는 압착가이드 구멍을 더 구비하고, 상기 압착가이드 구멍을 통해 상기 시료홀더를 상기 광전자증배관에 밀착되도록 압착하는 압착수단을 더 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.On the other hand, it may be further provided with a driving means for providing power for the movement of the sample transfer table, the sample transfer table further comprises a compression guide hole penetrating downward from the bottom surface of each sample injection groove, And pressing means for pressing the sample holder to closely contact the photomultiplier tube through the pressing guide hole.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 방사능 오염도 측정장치의 측정방법을 계략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 신호생성의 원리를 도시한 개념도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a measuring method of a radioactive contamination measuring apparatus according to the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram showing the principle of signal generation.

본 발명은 방사선관리구역의 대상표면에서 무기형광 함침막으로 채취한 시료(1)를 계수하여 저에너지 베타선 방출핵종에 의한 방사능 오염도를 측정하기 위한 장치이다.The present invention is a device for measuring the radioactive contamination by the low energy beta-emitting nuclide by counting the sample (1) collected by the inorganic fluorescent impregnated film on the target surface of the radiation control area.

상기 무기형광 함침막(1)은 폴리설폰 고분자막에 무기형광체인 세륨 활성화된 이트륨 실리케이트(CAYS: cerium activated yttrium silicate)를 함침시켜 제조한 것으로서 방사선과의 상호작용에 의하여 섬광이 발생한다. 즉, 파장이 400 ㎚ 정도인 푸른 빛을 발광한다. 이 빛을 수광하여 그 수를 계수함으로써 방사능 오염도를 측정하는 것이다.The inorganic fluorescent impregnated film 1 is prepared by impregnating cerium activated yttrium silicate (CAYS), which is an inorganic fluorescent substance, on a polysulfone polymer film, and flashes are generated by interaction with radiation. That is, blue light with a wavelength of about 400 nm is emitted. The radioactive contamination is measured by receiving this light and counting the number.

본 발명의 측정장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 자체의 수광부에 밀착되는 상기 무기형광 함침막 시료(1)로부터 섬광을 수광하여 전기적 신호로 전환하는 광전자증배관(10)과 이 광전자증배관(10)에서 출력되는 전기적 신호를 증폭하는 증폭기(20)와 증폭기(20)의 출력신호를 계수하는 계수기(30)를 필수적으로 구비한다.The measuring apparatus of the present invention, as shown in Figure 1, the photomultiplier tube 10 and the photomultiplier tube for receiving a flash from the inorganic fluorescence impregnated film sample (1) in close contact with the light receiving unit of the invention to convert into an electrical signal It is essentially provided with an amplifier 20 for amplifying the electrical signal output from (10) and a counter 30 for counting the output signal of the amplifier 20.

상기 광전자증배관(10)은 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 무기형광 함침막에서 방사선과의 상호작용에 의하여 생성된 섬광에 의하여 광전자증배기(10)의 광음극관(11)에서 발생한 광전자는 일련의 양극을 거치면서 105정도로 증폭되어 낮은 신호도 쉽게 측정할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 2, the photomultiplier tube 10 is a photoelectron generated in the photocathode tube 11 of the photomultiplier 10 by flash generated by interaction with radiation in the inorganic fluorescence impregnated film. Through a series of anodes, it is amplified to around 10 5 , making it easy to measure even low signals.

상기 증폭기(20)는 방사선 신호를 측정하고자 하는 목적에 맞도록 정형하고 계수기(30)에서 측정 가능한 신호로 증폭시키기 위한 것이다.The amplifier 20 is configured to amplify the signal to be measurable in the counter 30 and shaped to meet the purpose of measuring the radiation signal.

상기 계수기(30)는 증폭기(20)에서 증폭된 입력신호를 계수하여 베타선 방출핵종에 의한 오염도를 양적으로 측정한다.The counter 30 counts the input signal amplified by the amplifier 20 to quantitatively measure the degree of contamination by the beta-ray emitting nuclide.

한편, 상기 광전자증배관(10)과 증폭기(20) 사이에 연결되는 전치증폭기(15: preamp)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 전치증폭기(15)는 신호 대 잡음비를 높여주고 노이즈를 제거하는 역할을 하며, 반드시 광전자증배관(10)에 가까이에 위치하도록 설치된다.On the other hand, it is preferable to further include a preamplifier 15 connected between the photomultiplier tube 10 and the amplifier 20. The preamplifier 15 increases the signal-to-noise ratio and removes noise, and is installed to be located close to the photomultiplier tube 10.

이상과 같은 회로구성을 갖는 방사능 오염도 측정장치는 측정수요가 많을 경우에도 사용이 가능하도록 하기 위해 다수의 시료를 연속적으로 측정할 수 있으며, 더불어 광전자증배기(10)에 인가된 전압을 지속적으로 유지하는 가운데 연속적인 측정작업을 수행할 수 있도록 이루어진다.The radioactive contamination measuring device having the circuit configuration as described above can measure a plurality of samples continuously in order to be able to use even when the measurement demand is high, and also maintain the voltage applied to the photomultiplier 10 continuously. In the meantime, it is possible to perform continuous measurement work.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B선 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료홀더의 사시도이다.3 is a perspective view of a radioactive contamination measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 3, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 6 is a perspective view of a sample holder according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 제 1실시예로서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 방사능 오염도 측정장치는 크게 지지프레임(40)과, 광전자증배관 어셈블리(50), 원판형으로 구비되는 시료이송 테이블(60), 시료가 올려지는 시료홀더(70)와, 증폭기(20) 및 계수기(30)를 포함하는 측정회로수단으로 이루어진다. 물론, 상기 광전자증배관(10)과 증폭기(20) 사이에 연결되는 전치증폭기(15)가 측정회로수단에 포함되는 것이 바람직하다.As a first embodiment according to the present invention, as shown in Figures 3 and 4, the radioactive contamination measuring apparatus is largely provided with a support frame 40, a photomultiplier tube assembly 50, a sample transfer table provided in a disc shape (60), a sample holder (70) on which the sample is placed, and a measuring circuit means including an amplifier (20) and a counter (30). Of course, it is preferable that the preamplifier 15 connected between the photomultiplier tube 10 and the amplifier 20 is included in the measuring circuit means.

상기 지지프레임(40)은 상기 광전자증배관 어셈블리(50) 및 시료이송테이블(60)이 자체에 설치되도록 한 것으로서, 시료이송 테이블(60)의 이송을 가이드하기도 한다.The support frame 40 is such that the photomultiplier pipe assembly 50 and the sample transfer table 60 are installed in itself, and may guide the transfer of the sample transfer table 60.

상기 광전자증배관 어셈블리(50)는 상기 광전자증배관(10)과 차폐홀더(55)로 이루어진 조립체로써, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 차폐홀더(55)는 광전자증배관(10)이 삽입되는 하향의 원통형 차폐홀(53)을 구비하며 이 차폐홀의 입구부는 돌출하는 플렌지부(51)를 갖는다. 상기 광전자증배관(10)은 플렌지부(51) 및 그 내부의 차폐홀(53)에 삽입된 상태에서도 수광부측의 일부분이 플렌지부(51) 외부로 노출된다. 광전자증배관(10)의 노출된 부분은 차폐홀더(55)의 플렌지부(51)와 함께, 이하에 상세하게 설명하는 가이드 슬롯(65) 내부에 위치하게 되어 장치의 사용 시 광전자증배기(10)가 외부의 빛으로부터 완벽하게 차단된 상태에 놓이게 된다.The photomultiplier tube assembly 50 is an assembly consisting of the photomultiplier tube 10 and the shield holder 55, as shown in Figure 4, the shield holder 55 is inserted into the photomultiplier tube 10 It is provided with a downward cylindrical shielding hole 53, the inlet of the shielding hole has a protruding flange 51. The photomultiplier tube 10 is exposed to the outside of the flange portion 51 even when a portion of the light receiving portion is inserted into the flange portion 51 and the shielding hole 53 therein. The exposed portion of the photomultiplier tube 10, together with the flange 51 of the shield holder 55, is located inside the guide slot 65, which will be described in detail below, so that the photomultiplier 10 can be used in the use of the device. ) Is completely blocked from external light.

상기 시료이송 테이블(60)은 원판형으로 형성되어 상기 지지프레임(40)상에서 일정각도 만큼씩 회전운동하는 것으로서, 상기 플렌지부(51)가 내부에 위치한 상태에서 상대적 이동이 가능하도록 가이드하는 가이드 슬롯(65)을 구비하고 이 가이드 슬롯(65) 저면에 등각도 간격으로 형성되는 다수의 시료투입용 홈(63)을 구비하며, 상기 지지프레임(40)에 1자유도운동, 즉 하나의 회전축(67)을 기준으로 회전운동만이 허용되도록 설치된다.The sample transfer table 60 is formed in a disc shape and rotates by a predetermined angle on the support frame 40. The guide slot guides the relative movement in a state in which the flange 51 is located inside. And a plurality of sample feeding grooves 63 formed at equiangular intervals on the bottom surface of the guide slot 65, and having one degree of freedom in the support frame 40, that is, one rotating shaft 67. It is installed to allow only rotational movement based on).

상기 가이드 슬롯(65)은 원형의 경로를 따라 형성되며, 그 반경방향 단면형상은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 광전자증배관 어셈블리(50)에서 상기 차폐홀더(55)의 플렌지부(51) 이하의 종단면에 해당하는 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 광전자증배관 어셈블리(55)의 플렌지부(51)가 상기 가이드 슬롯(65) 내부에 위치하는 상태에서, 시료이송 테이블(60)이 회전하는 경우에도 자체의 회전이 구속되지 않게 된다.The guide slot 65 is formed along a circular path, and the radial cross-sectional shape thereof is equal to or less than the flange 51 of the shield holder 55 in the photomultiplier tube assembly 50 as shown in FIG. 5. It is formed in a shape corresponding to the longitudinal section of the. Therefore, even when the sample transfer table 60 rotates while the flange 51 of the photomultiplier tube assembly 55 is located inside the guide slot 65, its rotation is not restricted.

그리고, 상기 각 시료투입용 홈(63)은 시료가 올려지는 시료홀더(70)의 형상에 대응하도록 상기 가이드 슬롯(65)의 저면에 형성된다. 상기 시료투입용 홈(63)은 본 실시예에 사용되는 시료홀더(70)가 도 6에 도시한 바와 같이 소정의 두께를 갖는 원판형으로 형성됨에 따라, 각각의 중심이 상기 광전자증배관(10)의 중심과 일치하는 가운데 회전축을 기준으로 등각도 간격으로 배열된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 시료투입용 홈(63)의 배열상태 및 시료투입용 홈(63)이 위치한 부분의 가이드 슬롯(60) 단면형상을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Each of the sample insertion grooves 63 is formed in the bottom surface of the guide slot 65 so as to correspond to the shape of the sample holder 70 on which the sample is placed. As the sample insertion groove 63 is formed in the shape of a disk having a predetermined thickness as the sample holder 70 used in the present embodiment, as shown in Figure 6, each center of the photomultiplier tube 10 It is arranged at equiangular intervals around the axis of rotation, coinciding with the center of). 3 and 4, it will be easy to understand the arrangement of the sample feeding groove 63 and the cross-sectional shape of the guide slot 60 of the portion where the sample feeding groove 63 is located.

상기 시료홀더(70)는 상기한 바와 같이 시료투입용 홈(63)의 형상에 대응하는 형상으로 제작되었고, 장치에 시료를 투입하고 제거하는 작업의 편의성을 향상시키는 역할을 한다.The sample holder 70 is formed in a shape corresponding to the shape of the sample insertion groove 63 as described above, and serves to improve the convenience of the operation of inserting and removing the sample into the device.

이와 같은 방사능 오염도 측정장치는 광전자증배관(10)에 전압을 공급하기 위한 전압공급장치(도시 안됨)와 상기 시료이송 테이블(60)을 회전시키기 위한 구동수단(도시 안됨) 및 이 구동수단을 제어하기 위한 제어수단(도시 안됨)을 구비하는 것은 당연하다 할 것이다.Such a radioactive contamination measuring device controls a voltage supply device (not shown) for supplying a voltage to the photomultiplier tube 10, a driving means (not shown) for rotating the sample transfer table 60, and the driving means. It would be natural to have a control means (not shown).

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치의 사시도이고, 도 8은 도 7의 C-C선 단면도이며, 도 9는 도 7의 D-D선 단면도이다.7 is a perspective view of a radioactive contamination measuring apparatus according to another embodiment of the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view taken along the line C-C of Figure 7, Figure 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG.

본 발명에 따른 제 2실시예로서, 방사능 오염도 측정장치는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제 1실시예에서 원판형으로 형성되었던 시료이송 테이블(60)이 아닌 길쭉한 레일형 시료이송 테이블(160)을 구비한다. 이에 따라 지지프레임(140)의 형상도 레일형으로 구비되는 상기 시료이송테이블(160)의 직선운동을 가이드하기 위해 변형된 형태로 구비되며, 마찬가지로 이 지지프레임 상에서 상기 시료이송 테이블은 1자유도운동에 해당하는 일방향으로 직선왕복운동만 허용된다.As a second embodiment according to the present invention, the radioactive contamination measuring device is not the sample transfer table 60, which was formed in a disc shape in the first embodiment as shown in Figure 7, the elongated rail-shaped sample transfer table 160 ). Accordingly, the shape of the support frame 140 is also provided in a deformed form to guide the linear motion of the sample transfer table 160 provided in a rail shape, and on this support frame, the sample transfer table is subjected to one degree of freedom motion. Only straight reciprocating motion is allowed in the corresponding direction.

상기 시료이송테이블(160) 역시 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 상기 제 1실시예와 동일한 단면형상을 갖는 직선형의 가이드 슬롯(165)을 구비하여 가이드 슬롯 저면에 등간격으로 형성되는 다수의 시료투입용 홈(163)을 구비한다.8 and 9, the sample transfer table 160 also includes a plurality of linear guide slots 165 having the same cross-sectional shape as that of the first embodiment, and is formed at equal intervals on the bottom surface of the guide slots. A sample feeding groove 163 is provided.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the radioactive contamination measuring device according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 제 3실시예로서, 도 10에 도시한 바와 같이 방사능 오염도 측정장치는 상기 제 1실시예를 기본으로 변형되었다. 즉, 상기 시료이송 테이블(60)에 구비된 각 시료투입용 홈(63)의 바닥면에서 하부로 관통하는 압착가이드구멍(100)을 더 구비하고, 이 압착가이드구멍(100)을 통해 상기 시료홀더(70)를 상기 광전자증배관(10)에 밀착되도록 압착하는 압착수단(도시안됨)을 더 구비한다.As a third embodiment according to the present invention, as shown in Fig. 10, the radioactive contamination measuring device is modified based on the first embodiment. That is, further comprising a crimping guide hole 100 penetrating downward from the bottom surface of each sample input groove 63 provided in the sample transfer table 60, the sample through the crimping guide hole 100 It is further provided with a pressing means (not shown) for pressing the holder 70 in close contact with the photomultiplier tube (10).

상기 압착수단은 지지프레임 내부에 설치되는 것으로 당해 기술분야에 알려진 모든 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 공압 실린더를 사용하거나, 캠과 푸쉬로드의 조합으로 구성이 가능할 것이다.The pressing means may be installed in the support frame, any means known in the art may be used. For example, it may be possible to use a pneumatic cylinder or a combination of a cam and a push rod.

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of the radioactive contamination measurement device according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 제 4실시예로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 방사능 오염도 측정장치는 상기 제 2실시예를 기본으로 변형되었다. 즉, 상기 시료이송테이블(60)에 구비된 각 시료투입용 홈(163)의 바닥면에서 하부로 관통하는 압착가이드구멍(200)을 더 구비하고, 이 압착가이드구멍(200)을 통해 상기 시료홀더(70)를 상기 광전자증배관(10)에 밀착되도록 압착하는 압착수단(도시안됨)을 더 구비한다.As a fourth embodiment according to the present invention, as shown in Fig. 11, the radioactive contamination measuring device is modified based on the second embodiment. That is, further provided with a crimping guide hole 200 penetrating downward from the bottom surface of each sample input groove 163 provided in the sample transfer table 60, the sample through the crimping guide hole 200 It is further provided with a pressing means (not shown) for pressing the holder 70 in close contact with the photomultiplier tube (10).

본 실시예에서도 역시 상기 압착수단은 지지프레임(140) 내부에 설치되는 것으로 당해 기술분야에 알려진 모든 수단이 사용될 수 있다.Also in this embodiment, the pressing means is installed in the support frame 140, any means known in the art can be used.

이상과 같은 제 3 및 제 4실시예에서 상기 시료홀더(7)는 위에 놓이는 무기형광 합침막 시료(1)를 측정의 정확도를 높이기 위해 광전자증배기(10)에 밀착시킬 때, 균일한 압착을 위한 압착판의 역할을 수행하여 측정의 정확도를 높이는 효과를 제공하는 것이다.In the third and fourth embodiments as described above, the sample holder 7 is uniformly compressed when the inorganic fluorescence bonding film sample 1 placed thereon is brought into close contact with the photomultiplier 10 in order to increase the accuracy of the measurement. To serve as a pressing plate for providing the effect of increasing the accuracy of the measurement.

이상과 같은 본 발명에 따른 방사능 오염도 측정장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the radioactive contamination measuring apparatus according to the present invention as described above are as follows.

제 1 및 제 2실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치는 우선적으로 구비된 다수의 시료투입용 홀(63, 163)에 모두 무기형광 함침막으로 채취한 시료를 부착한 시료홀더(70)를 투입한 상태에서 작동이 시작된다.In the radioactive contamination measurement apparatus according to the first and second embodiments, the sample holder 70 having the sample collected by the inorganic fluorescence impregnating film is added to the plurality of sample input holes 63 and 163 provided first. The operation starts in the state.

이어서, 광전자증배관(10)에 고전압(약 700V 정도)이 인가되고, 제어수단에 의해 제어되는 구동수단이 가동하여 하나의 시료가 상기 광전자증배관(10)의 아래에 위치하도록 시료이송 테이블을 이동시키고, 이 상태에서 설정된 측정시간동안 방사선 신호의 계수가 진행된다.Subsequently, a high voltage (about 700V) is applied to the photomultiplier tube 10, and the driving means controlled by the control means is operated so that a sample transfer table is placed under the photomultiplier tube 10. In this state, the counting of the radiation signal proceeds during the set measurement time.

물론, 하나의 시료를 측정하고 잇따르는 시료를 측정하고자 할 때, 광전자증배관(10)에 인가된 고전압은 그대로 유지되는 가운데 구동수단에 의해 시료이송 테이블(60,160)이 이동하여 다음 시료를 광전자증배기(10)의 아래에 위치하도록 이송한 다음 상기한 바와 같은 방법으로 측정단계가 반복적으로 진행된다.Of course, when one sample is to be measured and subsequent samples are to be measured, the sample transfer tables 60 and 160 are moved by the driving means while the high voltage applied to the photomultiplier tube 10 is maintained to move the next sample to the photomultiplier. The transfer step is carried out so as to be located under (10), and the measurement step is repeatedly performed in the same manner as described above.

제 3 및 제 4실시예에 따른 방사능 오염도 측정장치는 상기한 작동방법을 모두 따르는 가운데 부가적인 작동단계를 갖는다. 즉, 시료이송테이블(60,160)의 이동으로 시료가 광전자증배관(10) 저부에 정지하면, 상기 압축수단이 가동하여 시료홀더(70)을 상승시켜 광전자증배관(10)의 수광부에 시료를 밀착시키고, 설정된 측정시간이 지난 후에 반대로 압축수단이 하강하여 시료가 밀착상태에서 해제되도록 하는 동작이 추가되는 것이다.The radioactive contamination measuring device according to the third and fourth embodiments has an additional operating step while all of the above operating methods are followed. That is, when the sample stops at the bottom of the photomultiplier tube 10 due to the movement of the sample transfer tables 60 and 160, the compression means is activated to raise the sample holder 70 to bring the sample into close contact with the light receiving portion of the photomultiplier tube 10. In addition, after the set measurement time passes, the compression means is lowered and an operation for releasing the sample from close contact is added.

이상의 모든 실시예가 포함되는 본 발명에 따른 방사능 오염도 측정장치는 단독으로 사용되는 경우, 시료를 투입하고 제거할 때는 광전자증배관에 인가된 전압을 해제한 상태에서 행하며, 만약 시료의 투입과 제거를 위한 자동화된 시료 투입 및 제거장치와 함께 사용하는 경우에는 장치의 정지 없이 준비된 모든 시료에 대한 측정이 완료될 때까지 지속적으로 측정작업을 수행할 수 있는 것이다.The radioactive contamination measuring device according to the present invention, which includes all the above embodiments, is used alone, when the sample is added and removed, while the voltage applied to the photomultiplier tube is released. When used with an automated sample insertion and removal device, the measurement can be performed continuously until the measurement of all prepared samples is completed without stopping the device.

이상과 같은 본 발명에 따른 방사능 오염도 측정장치는 측정 시 섬광보조용액 없이 직접 측정이 가능하며, 따라서 2차 유기폐액이 발생할 요인이 없는 무기형광 함침막으로 채취한 시료를 현장에서 직접 측정할 수 있도록 한 것으로서, 저에너지 베타선 방출핵종에 의한 방사능 오염도를 무기형광 함침막에 함침된 CAYS와 방사선과의 상호작용에 의하여 생성된 섬광을 광전자증배기를 이용하여 직접 측정하므로 외부 백그라운드 방사선에 대한 차폐가 필요가 없으므로, 측정장치의 무게를 휴대가 가능할 정도로 간편하게 줄일 수 있다.The radioactive contamination measuring device according to the present invention as described above can be measured directly without a glare auxiliary solution at the time of measurement, so that the sample collected by the inorganic fluorescence impregnated film which does not cause the secondary organic waste solution can be measured directly on site. As a result, the radioactive contamination by the low energy beta-emitting nuclide is directly measured using photoelectron multiplier, which is generated by the interaction of CAYS and inorganic radiation impregnated in the inorganic fluorescence impregnated film, thus eliminating the need for shielding against external background radiation. The weight of the measuring device can be easily reduced to be portable.

또한 측정장치는 고전압 공급장치와 간단한 계수기만을 필요로 하기 때문에 기존의 측정장비에 비하여 단순하고 따라서 뛰어난 경제성을 확보할 수 있게 된다.In addition, since the measuring device requires only a high voltage supply and a simple counter, it is simpler and thus more economical than conventional measuring equipment.

더불어, 다수의 시료를 동시에 장착한 상태에서 광전자증배기에 인가된 전압을 유지한 채 연속적으로 측정작업을 수행할 수 있음에 따라, 대량의 시료를 측정해야 하는 경우에도 작업을 보다 신속하게 그리고 적은 인력으로 수행할 수 있도록 하는 효과를 갖는 것이다.In addition, the measurement operation can be performed continuously while maintaining the voltage applied to the photomultiplier with multiple samples mounted at the same time. It has the effect of being able to perform with manpower.

Claims (6)

무기형광 함침막을 이용하여 오염된 표면의 시료를 채취한 후, 방사능 표면오염도를 측정하기 위한 장치에 있어서,In the apparatus for measuring the radioactive surface contamination after taking a sample of the contaminated surface using an inorganic fluorescent impregnation film, 지지프레임;Support frame; 광전자증배관과 이 광전자증배관을 삽입하는 차폐홀을 구비하며 이 차폐홀의 입구부에서 돌출하는 플렌지부를 갖는 차폐홀더를 포함하며, 상기 지지프레임에 고정되는 광전자증배관 어셈블리;A photomultiplier assembly having a photomultiplier tube and a shielding hole into which the photomultiplier tube is inserted and having a flange portion protruding from an inlet of the shielding hole, the photomultiplier assembly fixed to the support frame; 상기 플렌지부가 내부에 위치한 상태에서 상대적 이동이 가능하도록 가이드하는 가이드 슬롯을 구비하고, 이 가이드 슬롯 저면에 등간격으로 형성되는 다수의 시료투입용 홈을 구비하며, 상기 지지프레임에 1자유도운동만 허용되도록 설치되는 시료이송 테이블;It has a guide slot for guiding the relative movement in the state where the flange is located inside, and has a plurality of sample feeding grooves formed at equal intervals on the bottom of the guide slot, allowing only one freedom of movement to the support frame Sample transfer table to be installed; 상기 시료투입용 홈에 대응하는 형상으로 형성되는 시료홀더;A sample holder formed in a shape corresponding to the sample feeding groove; 광전자증배기로부터 발생된 신호의 정형 및 증폭을 위한 증폭기; 및An amplifier for shaping and amplifying a signal generated from the photomultiplier; And 증폭된 방사선 신호의 수를 계측하는 계수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.Radioactive surface contamination measurement device comprising a counter for measuring the number of amplified radiation signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 광전자증배기에서 나온 신호를 사전에 증폭하기 위한 전치증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.Radioactive surface contamination measurement device further comprises a pre-amplifier for amplifying the signal from the photomultiplier in advance. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 시료이송테이블은 원판형으로 형성되어 상기 지지프레임상에서 회전운동으로 투입된 시료를 순차적으로 광전자증배관의 위치와 일치시키는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.The sample transfer table is formed in the shape of a disk, the radioactive surface contamination measurement apparatus, characterized in that to match the position of the photomultiplier pipe in sequence the sample introduced in the rotational motion on the support frame. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 시료이송테이블은 길쭉한 레일형으로 형성되어 상기 지지프레임상에서 직선운동으로 투입된 시료를 순차적으로 광전자증배관의 위치와 일치시키는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.The sample transfer table is formed in an elongated rail shape, the radioactive surface contamination measurement device, characterized in that to match the position of the photomultiplier pipe in sequence the sample introduced in a linear motion on the support frame. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 시료이송테이블의 운동을 위한 동력을 제공하는 구동수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.Radioactive surface contamination measurement device further comprises a drive means for providing power for the movement of the sample transfer table. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 시료이송테이블은 각 시료투입용 홈의 바닥면에서 하부로 관통하는 압착가이드구멍을 더 구비하고, 상기 압착가이드구멍을 통해 상기 시료홀더를 상기 광전자증배관에 밀착되도록 압착하는 압착수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 표면오염도 측정장치.The sample transfer table further includes a crimping guide hole penetrating downward from the bottom surface of each sample feeding groove, and further comprising a crimping means for compressing the sample holder to closely contact the photomultiplier tube through the crimping guide hole. Radioactive surface contamination measurement device, characterized in that.
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