KR200457203Y1 - Device for calculating dead time of radiation detector - Google Patents

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KR200457203Y1
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

본 고안은 방사선검출기 불감시간 측정장치에 관한 것으로서, 대기 중 방사선의 계수치를 측정하는 가이거-뮐러검출기에 고전압을 공급하는 전원공급부;와 상기 고전압을 제어하며, 상기 계수치로부터 측정계수율과 상기 가이거-뮐러검출기의 불감시간을 계산하고, 상기 측정계수율과 상기 불감시간으로부터 참계수율을 계산하는 프로그램이 내장된 컴퓨터; 및 상기 가이거-뮐러검출기를 연결하기 위한 커넥터가 형성되며, 상기 전원공급부 및 상기 컴퓨터를 일체 수용하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a radiation detector dead time measuring device, comprising: a power supply unit for supplying a high voltage to a Geiger-Müller detector for measuring the coefficient of radiation in the atmosphere; A computer in which a program for calculating a dead time of the detector and calculating a true coefficient rate from the measurement coefficient and the dead time; And a connector for connecting the Geiger-Müller detector is formed, characterized in that it comprises a housing for housing the power supply and the computer integrally.

이에 의해, 방사선을 측정하기 위한 현장에서 즉시 조사선량을 측정할 수 있고, 작업인력을 줄일 수 있다. Thereby, the irradiation dose can be measured immediately at the site for measuring radiation, and the work force can be reduced.

방사선, 검출, 불감시간, 보정 Radiation, detection, dead time, correction

Description

방사선검출기 불감시간 측정장치{DEVICE FOR CALCULATING DEAD TIME OF RADIATION DETECTOR} Radiation detector dead time measuring device {DEVICE FOR CALCULATING DEAD TIME OF RADIATION DETECTOR}

도 1은 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치의 블록구성도이다. 1 is a block diagram of a radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 제조사별 상기 GM검출기에 따른 커넥터의 정면도이다. 2 is a front view of a connector according to the GM detector for each manufacturer shown in FIG.

도 3은 도 1의 프로그램의 일실시예이다. 3 is an embodiment of the program of FIG.

도 4는 본 고안의 방사선검출기 불감시간 측정장치의 일실시예이다. Figure 4 is an embodiment of a radiation detector dead time measuring apparatus of the present invention.

본 고안은 방사선검출기 불감시간 측정장치에 관한 것으로서, 특히, 가이거-뮐러검출기(Geiger-Muller detector, 이하 GM검출기)의 불감시간을 자동 계산하고 이를 적용하여 참계수율을 계산함으로써, 방사선의 정확한 조사선량을 측정할 수 있는 방사선검출기 불감시간 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a radiation detector dead time measuring device, in particular, by calculating the true coefficient by applying automatic calculation of dead time of Geiger-Muller detector (hereinafter referred to as GM detector), the exact dose of radiation It relates to a radiation detector dead time measuring device capable of measuring.

일반적으로, 원자력발전소, 방사성폐기물 처분장, 방사선 취급병원 등 방사선을 이용하는 지역에서 누설 방사선을 측정하기 위해 방사선 감시 설비가 운영되고 있다. In general, radiation monitoring facilities are operated to measure leakage radiation in an area using radiation such as a nuclear power plant, a radioactive waste disposal site, and a radiation handling hospital.

상기 방사선 감시 설비에는 방사선을 측정하는데 중요한 역할을 하는 방사선 검출기가 필수적으로 이용된다. In the radiation monitoring equipment, a radiation detector, which plays an important role in measuring radiation, is essentially used.

상기 방사선 검출기는 검출원리에 따라, 전리작용을 이용한 검출기, 여기작용을 이용한 검출기, 화학작용을 이용한 검출기 등이 있는데, 그 중에서 GM검출기는 전리 작용을 이용한 검출기, 특히 기체 전리 작용을 이용한 검출기이다. The radiation detector includes a detector using ionization, a detector using excitation, and a detector using chemical reaction. Among them, the GM detector is a detector using ionization, particularly a gas ionization.

상기 GM검출기는 1928년 독일의 가이거와 뮐러가 고안한 특수한 방전관인데, α선·β선·양성자선 등의 대전입자선 외에 γ선의 계측 등 우주선이나 원자핵의 연구를 비롯하여 널리 방사선 연구에 사용되었다. The GM detector was a special discharge tube designed by German Geiger and Müller in 1928, and was widely used in radiation research, including the study of spacecraft and atomic nuclei, such as the measurement of γ-rays in addition to charged particle beams such as α-rays, β-rays, and proton rays.

상기 GM검출기는 소량의 비활성가스 등을 봉입한 원통형의 금속관 속에 원통의 축을 따라, 가는 텅스텐선을 쳐 놓은 것이다. The GM detector lays a thin tungsten wire along a cylinder axis in a cylindrical metal tube containing a small amount of inert gas.

여기서, 상기 텅스텐선을 양극, 상기 원통의 금속벽을 음극으로 하여, 이에 미리 고전압을 걸어 두면, 방사선 입자가 지날 때마다 관 속에 있는 상기 비활성가스가 이온화된다. Here, if the tungsten wire is used as the anode and the cylindrical metal wall is used as the cathode, and a high voltage is applied to the tungsten wire in advance, the inert gas in the tube is ionized whenever the radiation particles pass.

상기 비활성가스가 이온화되면 전자와 양이온이 생성되고, 전자는 양극으로 양이온은 음극으로 이동한다. When the inert gas is ionized, electrons and cations are generated, and electrons move to the anode and cations move to the cathode.

이때 상기 전자는 상기 GM검출기 내 전기장의 영향으로 가속되며 많은 쌍의 이온쌍을 양극의 중심선 근방에 형성한다. At this time, the electrons are accelerated by the influence of the electric field in the GM detector, and many pairs of ion pairs are formed near the center line of the anode.

상기 전자는 빠른 속도(usec)로 양극에 집적되어 외부 회로에 큰 전리전류를 흘러보내 최초의 펄스 전압을 발생시킨다. The electrons are integrated at the anode at a high speed to use a large ionizing current through an external circuit to generate the first pulse voltage.

반면, 상기 양이온은 느린 속도(msec)로 음극으로 이동하기 때문에 짧은 시간 동안 중심전극 부근에는 상기 양이온 집단들이 전장을 약화시키는 공간전하를 형성하여 전극의 전위를 발단전압 이하로 낮춘다. On the other hand, since the cation moves to the cathode at a slow speed (msec), the cation groups form a space charge that weakens the electric field in the vicinity of the center electrode for a short time, thereby lowering the potential of the electrode below the starting voltage.

그에 의해, 상기 GM검출기는 양극 전위가 매우 크게 떨어져 인가전압이 상기 GM검출기의 기능을 내기에 충분하지 않아 후속의 방사선이 입사되더라도 방사선을 측정할 수 없는 불감시간(Dead Time)이 발생한다. Thereby, the GM detector has a dead time in which the anode potential is so great that the applied voltage is not sufficient to function as the GM detector so that radiation cannot be measured even if subsequent radiation is incident.

상기 불감시간은 상기 GM검출기의 종류, 크기 또는 형상 등 여러 원인에 따라 차이가 있다. The dead time is different depending on various causes such as the type, size or shape of the GM detector.

상기 불감시간에 의해 상기 GM검출기에 계측되는 측정계수율(counts per second)은 실제 방사선의 참계수율(disintegration per second)보다 작아 계측손실이 발생하게 된다. Measurement dead rate (counts per second) measured by the GM detector by the dead time is smaller than the actual count per second (disintegration per second) of the measurement loss occurs.

따라서, 상기 GM검출기의 상기 불감시간을 구해 상기 측정계수율에서 상기 계측손실을 보상하여 상기 참계수율 얻어야 하는데, 종래에는 상기 GM검출기의 불감시간을 구하기 위해 오실로스코프, 고전압공급기 및 멀티미터 등 많은 장비들이 갖추어져야 한다. Therefore, the dead time of the GM detector is obtained to compensate for the measurement loss in the measurement coefficient rate to obtain the true coefficient. In the related art, many devices such as an oscilloscope, a high voltage supply, and a multimeter are provided to obtain the dead time of the GM detector. Should.

그런데, 종래 각 방사선을 측정해야 하는 현장마다 상기 GM검출기의 종류가 상이하여 상기 GM검출기의 각각에 대한 불감시간을 구하기 위해 많은 인력이 필요하고, 또한, 정확한 상기 불감시간을 구하는데 어려운 문제점이 있었다. However, since the types of the GM detectors are different for each site for which each radiation should be measured, a large number of manpower is required to obtain dead time for each of the GM detectors, and it is difficult to obtain accurate dead time. .

따라서, 본 고안의 목적은 제조사별 GM검출기의 불감시간을 각각 자동 계산하고 참계수율을 계산하여 이를 적용한 상기 GM검출기의 보상값을 얻을 수 있도록 휴대가 용이한 방사선검출기 불감시간 측정장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a portable radiation detector dead time measuring device for automatically calculating the dead time of each GM detector for each manufacturer and calculating the true coefficient yield to obtain the compensation value of the GM detector to which it is applied. have.

상기 목적은 본 고안에 따라, 대기 중 방사선의 계수치를 측정하는 가이거-뮐러검출기에 고전압을 공급하는 전원공급부;와 상기 고전압을 제어하며, 상기 계수치로부터 측정계수율과 상기 가이거-뮐러검출기의 불감시간을 계산하고, 상기 측정계수율과 상기 불감시간으로부터 참계수율을 계산하는 프로그램이 내장된 컴퓨터; 및 상기 가이거-뮐러검출기를 연결하기 위한 커넥터가 형성되며, 상기 전원공급부 및 상기 컴퓨터를 일체 수용하는 하우징을 포함하는 방사선검출기 불감시간 측정장치에 의해 달성된다. According to the present invention, the power supply unit for supplying a high voltage to the Geiger-Müller detector for measuring the coefficient of radiation in the air; and the high voltage, and controls the measurement coefficient rate and dead time of the Geiger-Müller detector from the count value A computer with a program for calculating and calculating a true coefficient rate from the measurement coefficient rate and the dead time; And a connector for connecting the Geiger-Müller detector, which is achieved by a radiation detector dead time measuring device including a housing accommodating the power supply unit and the computer.

바람직하게는, 상기 프로그램은, 상기 참계수율을 상기 방사선의 기준선량과 비교하여 상기 가이거-뮐러검출기에 대한 조정값을 계산할 수 있다. Advantageously, the program may calculate an adjustment value for said Geiger-Müller detector by comparing said true modulus with a reference dose of said radiation.

또한, 상기 불감시간 및 상기 참계수율은, 하기 식 1 및 식 2와 같이 각각 계산될 수 있다. In addition, the dead time and the true modulus may be calculated as shown in Equations 1 and 2, respectively.

Figure 112007026433694-utm00001
식 1
Figure 112007026433694-utm00001
Equation 1

Figure 112007026433694-utm00002
식 2
Figure 112007026433694-utm00002
Equation 2

이하, 본 고안에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the present invention will be described in detail.

도 1을 참조하면, 본 고안은 방사선검출기 불감시간 측정장치에 관한 것으로서, 대기 중 방사선의 계수치를 측정하는 가이거-뮐러검출기(10)에 고전압을 공급 하는 전원공급부(20);와 상기 고전압을 제어하며, 상기 계수치로부터 측정계수율과 상기 가이거-뮐러검출기(10)의 불감시간을 계산하고, 상기 측정계수율과 상기 불감시간으로부터 참계수율을 계산하는 프로그램(31)이 내장된 컴퓨터(30); 및 상기 가이거-뮐러검출기(10)를 연결하기 위한 커넥터(40)가 형성되며, 상기 전원공급부(20) 및 상기 컴퓨터(30)를 일체 수용하는 하우징(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 1, the present invention relates to a radiation detector dead time measuring device, the power supply unit 20 for supplying a high voltage to the Geiger-Müller detector 10 for measuring the coefficient of radiation in the air; and the high voltage control A computer (30) incorporating a program (31) for calculating the measurement coefficient rate and the dead time of the Geiger-Müller detector (10) from the count value and calculating the true coefficient rate from the measurement coefficient rate and the dead time; And a connector 40 for connecting the Geiger-Müller detector 10 is formed, characterized in that it comprises a housing 50 for accommodating the power supply 20 and the computer 30 integrally.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 각 구성별로 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, each configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치의 블록구성도로서, 본 고안에서 상기 가이거-뮐러검출기(10, 이하 GM검출기)는 Sorrento사의 GM검출기, Victoreen사의 GM검출기, NRC사의 GM검출기 등 어느 것을 사용할 수도 있다. 1 is a block diagram of a radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention, the Geiger-Müller detector (10, hereinafter, GM detector) is a GM detector of Sorrento, GM detector of Victoreen, GM detector of NRC, etc. Either may be used.

GM검출기(10)들은 커넥터의 형태가 상호 다르므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 방사선검출기 불감시간 측정장치는 제조사별 상기 GM검출기에 따라 Sorrento사 GM검출기의 커넥터(41), Victoreen사 GM검출기의 커넥터(42) 및 NRC사 GM검출기의 커넥터(43) 등으로 다양하게 형성할 수 있다. Since the GM detectors 10 have different types of connectors, as shown in FIG. 2, the radiation detector dead time measuring device of the present invention has a connector 41 of a GM detector of Sorrento, Victoreen, according to the GM detector for each manufacturer. The connector 42 of the GM GM detector and the connector 43 of the GM detector of the NRC Corporation can be variously formed.

한편, GM검출기(10)가 방사선을 검출하기 위해서는 전원공급부(20)에서 GM검출기(10)에 고전압을 인가한다. Meanwhile, in order for the GM detector 10 to detect radiation, the power supply unit 20 applies a high voltage to the GM detector 10.

전원공급부(20)는 케이블(41)을 통해 외부전원을 입력받아 고전압을 공급할 수도 있고, 배터리(미도시)에 의해 고전압을 공급할 수도 있다. The power supply 20 may receive an external power through the cable 41 and supply a high voltage, or supply a high voltage by a battery (not shown).

상기 공급되는 고전압은 도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨터(30)에 내장된 프로그램(31)에 의해 제어될 수 있다. The supplied high voltage may be controlled by a program 31 embedded in the computer 30, as shown in FIG.

여기서, 컴퓨터(30)는 랩탑컴퓨터와 같은 형태로 마련될 수 있으며, 값을 계산하여 처리하는 연산처리부(32), 상기 계산된 값을 저장하는 메모리부(33), 프로그램(31) 등을 표시하는 표시부(60) 및 사용자가 컴퓨터(30)에 입력하기 위한 입력부(70) 등을 포함할 수 있다. Here, the computer 30 may be provided in the form of a laptop computer, and displays a calculation processing unit 32 for calculating and processing a value, a memory unit 33 for storing the calculated value, a program 31, and the like. The display unit 60 may include a display unit 60 and an input unit 70 for the user to input into the computer 30.

한편, 도 3은 본 고안의 방사선검출기 불감시간 측정장치에 채용된 프로그램(31)의 일실시예이다. On the other hand, Figure 3 is an embodiment of a program 31 employed in the radiation detector dead time measuring apparatus of the present invention.

여기서, 프로그램(31)은 전원공급부(20)의 고전압을 제어하며, GM검출기(10)에서 측정된 대기 중 방사선의 계수치를 측정시간으로 나누어 측정계수율을 계산한다. Here, the program 31 controls the high voltage of the power supply unit 20, and calculates the measurement coefficient ratio by dividing the count value of atmospheric radiation measured by the GM detector 10 by the measurement time.

여기서, 측정계수율은 상기 GM검출기(10)에서 측정된 초당 방사선 입자수 또는 분당 방사선 입자수로 정의된다. Here, the measurement coefficient rate is defined as the number of radiation particles per second or the number of radiation particles per minute measured by the GM detector (10).

또한, 프로그램(31)은 측정계수율로부터 GM검출기(10)의 불감시간을 다음 식 1과 같이 2선원법에 의해 계산할 수 있다. In addition, the program 31 can calculate the dead time of the GM detector 10 from the measurement coefficient ratio by the two-wire method as shown in the following equation (1).

Figure 112007026433694-utm00003
식 1
Figure 112007026433694-utm00003
Equation 1

여기서, 상기 m1과 m2는 소정의 제1선원과 또 다른 하나의 소정의 제2선원으로부터 각각 측정된 측정계수율이고, m12는 상기 제1선원과 제2선원을 동시에 측정한 측정계수율이고, mb는 백그라운드(backgound), 즉, 선원이 없는 대기 중에서 측정한 측정계수율이다. Where m 1 and m 2 are measurement coefficients measured from a predetermined first source and another predetermined second source, and m 12 is a measurement coefficient of simultaneously measuring the first source and the second source. , m b is the coefficient of measurement measured in the background (ie, sourceless atmosphere).

프로그램(31)은 상기 불감시간을 이용하여 아래 식 2와 같이 방사선의 측정계수율로부터 참계수율을 계산할 수 있다. The program 31 may calculate the true coefficient from the measurement coefficient of the radiation as shown in Equation 2 using the dead time.

여기서, 참계수율은 분당 붕괴수 또는 초당 붕괴수로 정의될 수 있다. Here, the true modulus may be defined as the number of collapses per minute or the number of collapses per second.

Figure 112007026433694-utm00004
식 2
Figure 112007026433694-utm00004
Equation 2

여기서, n은 참계수율, m은 측정 대상으로부터 측정된 측정계수율, τ는 불감시간이다. Where n is the true modulus, m is the measured modulus measured from the measurement target, and τ is the dead time.

한편, 프로그램(31)은 측정계수율과 방사선 기준선량을 비교하여 그래프 형태로 구현한 GM검출기(10)에 적합한 조정값(C.F)을 다음 식 3과 같이 계산한다. On the other hand, the program 31 calculates the adjustment value (C.F) suitable for the GM detector 10 implemented in the form of a graph by comparing the measurement coefficient and the radiation reference dose as shown in the following equation (3).

Figure 112007026433694-utm00005
식 3
Figure 112007026433694-utm00005
Equation 3

따라서, 상기 조정값(C.F)은 제조사별 GM검출기(10)에 따라 각각 계산되어 컴퓨터(30)에 저장되며, 방사선이 측정되는 현장에서 측정계수율(m)만 측정하면 상기 계산된 조정값(C.F) 및 참계수율(n)을 이용하여 방사선의 조사선량을 즉시 계산할 수 있다(즉, 식 3을 변형한 C.F×m2/n에 의해 계산된다). Therefore, the adjustment value CF is calculated according to the manufacturer-specific GM detector 10 and stored in the computer 30, and the measured adjustment value CF is calculated only by measuring a measurement coefficient m at a site where radiation is measured. ) And the true modulus (n) can be used to immediately calculate the radiation dose of radiation (i.e., calculated by CF x m 2 / n modified from equation 3).

한편, 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 전원공급부(20)와 컴퓨터(30)를 일체 수용하여 휴대가 용이하도록 하는 하우징(50)을 포함한다. On the other hand, the radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention, as shown in Figure 4, includes a housing 50 to accommodate the power supply unit 20 and the computer 30 integrally to carry.

도 4는 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치의 일실시예이다. Figure 4 is an embodiment of a radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention.

여기서, 하우징(50)의 측면에는 휴대가 용이하도록 손잡이(51)가 형성될 수 있다. Here, the handle 51 may be formed on the side of the housing 50 to facilitate portability.

따라서, 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치는 휴대가 용이하여 방사선 측정을 하기 위한 작업인력을 줄일 수 있게 한다. Therefore, the radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention is easy to carry and can reduce the work force for measuring radiation.

따라서, 본 고안에 따른 방사선검출기 불감시간 측정장치는 제조사별 GM검출기의 불감시간을 각각 자동 계산하고 참계수율을 계산하여 이를 적용한 상기 GM검출기의 보상값을 계산하여 저장해 둠으로써, 방사선을 측정하기 위한 현장에서 즉시 조사선량을 측정할 수 있고, 휴대가 용이하여 작업인력을 줄일 수 있게 한다. Therefore, the radiation detector dead time measuring apparatus according to the present invention automatically calculates the dead time of each GM detector for each manufacturer, calculates the true coefficient and calculates and stores the compensation value of the GM detector to which the detector is applied, for measuring radiation. Irradiation dose can be measured on site immediately, and it is easy to carry, thus reducing workforce.

Claims (3)

대기 중 방사선의 계수치를 측정하는 가이거-뮐러검출기에 고전압을 공급하는 전원공급부; A power supply unit supplying a high voltage to a Geiger-Müller detector for measuring a coefficient of radiation in the atmosphere; 상기 고전압을 제어하며, 상기 계수치로부터 측정계수율과 상기 가이거-뮐러검출기의 불감시간을 계산하고, 상기 측정계수율과 상기 불감시간으로부터 참계수율을 계산하는 프로그램이 내장된 컴퓨터; 및 A computer that controls the high voltage, calculates a measurement coefficient rate and dead time of the Geiger-Müller detector from the count value, and calculates a true coefficient rate from the measurement coefficient rate and the dead time; And 상기 가이거-뮐러검출기를 연결하기 위한 커넥터가 형성되며, 상기 전원공급부 및 상기 컴퓨터를 일체 수용하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선검출기 불감시간 측정장치. And a connector for connecting the Geiger-Müller detector and including a housing for accommodating the power supply unit and the computer. 제 1 항에 있어서, 상기 프로그램은, According to claim 1, wherein the program, 상기 측정계수율을 방사선의 기준선량과 비교하여 상기 가이거-뮐러검출기에 대한 조정값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방사선검출기 불감시간 측정장치. And measuring the adjustment value for the Geiger-Müller detector by comparing the measurement coefficient ratio with a reference dose of radiation. 제 1 항에 있어서, 상기 불감시간(τ) 및 상기 참계수율(n)은, The method of claim 1, wherein the dead time (τ) and the true coefficient (n), 하기 식 1 및 식 2와 같이 각각 계산되는 것을 특징으로 하는 방사선검출기 불감시간 측정장치. Radiation detector dead time measuring apparatus, characterized in that each calculated as in Equation 1 and Equation 2 below.
Figure 112011083430611-utm00006
식 1
Figure 112011083430611-utm00006
Equation 1
Figure 112011083430611-utm00007
식 2
Figure 112011083430611-utm00007
Equation 2 (여기서, m1과 m2는 서로 다른 제1선원과 제2선원으로부터 각각 측정된 측정계수율이고, m12는 상기 제1선원과 상기 제2선원을 동시에 측정한 측정계수율이고, mb는 선원이 없는 대기 중에서 측정한 측정계수율이며, m은 측정대상으로부터 측정된 측정계수율이다)Where m 1 and m 2 are measurement coefficients measured from different first and second sources, m 12 is a measurement coefficient of simultaneously measuring the first source and the second source, and m b is a source. Is the measurement coefficient measured in the atmosphere without m, and m is the measurement coefficient measured from the measurement object)
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