KR20080010009A - 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기(10); 상기 방사성 옥소 감시기에서 출력되는 전압펄스 신호를 취득하기 위한 연결단자인 커넥션박스(11); 상기 연결단자인 커넥션박스와 연결되어 전압펄스의 높이에 따라 여러 채널로 분리하여 컴퓨터에 디지털 신호를 전송하는 다중채널분석회로(13); 및 상기 다중채널분석회로와 연결되어 방사서 검출신호를 분석하고 자동으로 작업을 수행하기 위한 이동형컴퓨터(3); 방사성 옥소 에너지 교정프로그램과 이를 수용하고 있는 소형 플라스틱 가방(4);에 의해 옥소채널교정장비(1)가 구비되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 다중채널 분석회로와 이동형 컴퓨터, 전원 공급장치 및 방사선검출기에서 방사선 에너지 크기에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널수와의 일차 비례관계를 이용한 분석 프로그램을 개발하여 적용함으로써 에너지 교정 작업 업무를 보다 편리하고 정확하며 빠른 시간 내에 자동으로 수행하도록 하는 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

방사성동위원소 옥소, 방사성 옥소 감시기, 방사선 에너지, 에너지 교정 장비, 다중채널분석회로.

Description

방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법{An Control method and Energy Calibration Unit for Iodine Radiation Monitoring System}

도 1 은 종래 단일 채널 분석기 SCA(Single Channel Ana1yzer)를 보인 그래

프.

도 2 는 본 발명에 적용된 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 내부를

보인 구성도.

도 3 은 본 발명에 적용된 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 외부를

보인 구성도.

도 4 는 본 발명에 적용된 시그널콘넥션의 회로도.

도 5 는 본 발명에 적용된 파워콘넥션의 회로도.

도 6 은 본 발명 입력전압 방사선 에너지 교정과 옥소채널 교정결과를 보인

화면창.

도 7 은 본 발명 교정프로그램의 최초 화면창.

도 8 은 본 발명 옥소감시기 에너지 교정실시의 화면창.

도 9 는 본 발명 전압교정실시의 화면창.

도 10 은 본 발명 옥소감시기 교정전압 및 에너지 관계를 나타낸 화면창.

도 11 은 본 발명 다중채널분석기 MCA(Multi Channel Analyzer)를 보인 그래

프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 옥소채널 교정장비 3: 다중채널분석회로 조절자

10: 방사성 옥소 감시기 11: 커넥션박스

12: 이동형컴퓨터 13: 다중채널분석회로

본 발명은 방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중채널 분석회로와 이동형 컴퓨터, 전원 공급장치 및 방사선검출기에서 방사선 에너지 크기에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널수 와의 일차 비례관계를 이용한 분석 프로그램을 개발하여 적용함으로써 에너지 교정 작업 업무를 보다 편리하고 정확하며 빠른 시간 내에 자동으로 수행하도록 하는 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 할로겐족인 방사성동위원소 옥소는 에너지가 364 kev이고 반감 기가 8일로 인체 내 호흡기와 혈액을 통해 갑상선과 신장에 급속하게 흡수되기 때문에 상시 방사성 옥소 감시기의 측정 대상이 된다. 이 방사성 옥소 감시기는 정기적으로 에너지 교정을 수행하여 정확한 방사성동위원소 옥소를 측정하여야 하는데, 종래에는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정을 단일채널분석회로(Single Channel Analyzer)를 이용하여 최하점으로부터 최고점에 이르기까지 각 채널의 계수치를 일일이 기록하고, 최대 값이 측정되는 채널의 ± 5% 영역을 설정하여 그 범위 내에 측정되는 계수치를 방사성동위원소 옥소에 대한 방사선 에너지에 의한 측정값으로 인정하여 교정을 수행하므로, 방사선 검출기에 공급되는 고전압과 그것으로부터 출력되는 전압펄스의 신호처리회로 증폭률에 기인한 오차가 발생하고, 각 채널에 대한 계수치를 모두 확인 기록해야 하며, 따라서 작업에 많은 시간이 소요되는 등 불편함이 존재하였다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 방사성 옥소 감시기(Iodine Monitoring System)의 에너지 교정 장비는 원자력 발전소 및 종합병원 그리고 관련 연구소 등에서 방사성동위원소인 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정, 감시하는 것이다.

이때 상기 방사성 옥소 감시기는 단일채널분석회로 및 방사성옥소와 에너지(364kev)가 유사한 체크용 방사성동위원소인 바륨(Ba-133)선원의 에너지 (356kev)를 이용하여 방사선 검출기로부터 단일채널분석회로에 입력되는 전압 형태의 방사선에너지 (356kev)에 해당되는 전압채널을 설정하기 위하여, 전압 채널의 최하점 전압과 최고점 전압을 조절하면서 각 채널에서의 계수치를 일일이 기록하고, 그 값이 최대 값으로 측정되는 채널의 ± 5% 범위를 바륨(Ba-133)선원의 에너지 (356kev) 채널로 설정하고, 찾고자 하는 방사성 옥소 에너지 (364kev)와 차이를 보상하여 방사성동위원소 옥소 방사선 에너지 영역으로 설정하는 에너지 교정작업을 수행하고 있다.

그러나, 상기의 종래 기술에 따른 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정 작업은 방사선 검출기에 공급되는 고전압과 검출기에서 출력되는 전압펄스의 신호처리회로의 증폭률에 기인한 오차가 발생하여 정확하지 않으며, 또한 각 채널에 대한 계수치를 모두 확인 기록해야 하고, 따라서 작업에 많은 시간이 소요되는 등 불편함과 문제점을 갖고 있다.

더하여 종래의 기술을 도 1 을 보면서 설명하면, 종래의 단일채널분석기는 스펙트럼 형태로 보여줄 수 없고 한개의 LLD, ULD만 설정할 수 있으며 영역내에 들어오는 전압만 출력신호로 보내게 되는 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 원자력 발전소 및 종합병원 그리고 관련 연구소 등에서 방사성동위원소인 옥소(I-131)의 존재유무와 선량을 측정, 감시하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정 장비를 제공함을 제1목적으로 한 것이고, 이를 위한 구체적인 제2목적은 다중채널분석회로와 이를 통신으로 연결한 이동형 컴퓨터, 방사성 옥소 감시기와 연결된 커넥션 박스, 각 회로와 컴퓨터에 전원을 공급하는 장치가 소형 이동형 가방에 함께 수용되어 방사선 검출기에서 출력된 전압펄스 신호들이 방사선 에너지 크기에 따라 각 전압펄스의 높이가 해당 채널 수와 선형 비례관계가 되도록 설정한 분석 프로그램을 통하여 이동형 컴퓨터 모니터에 표시되도록 적용한 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정 장비는 업무 수행의 불편함과 시간을 절감하고 에너지 교정의 정확함과 사용의 편리함을 제공하는 것이며, 제3목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 단일채널분석회로를 이용하여 검출기로부터 출력되는 전압에 대해 수동으로 방사성옥소 채널을 설정하여 에너지를 교정하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비에 있어서, 방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기; 상기 방사성 옥소 감시기에서 출력되는 전압펄스 신호를 취득하기 위한 연결단자인 커넥션박스; 상기 연결단자인 커넥션박스와 연결되어 전압펄스의 높이에 따라 여러 채널로 분리하여 컴퓨터에 디지털 신호를 전송하는 다중채널분석회로; 및 상기 다중채널분석회로와 연결되어 방사서 검출신호를 분석하고 자동으로 작업을 수행하기 위한 이동형컴퓨터; 방사성 옥소 에너지 교정프로그램과 이를 수용하고 있는 소형 플라스틱 가방;에 의해 옥소채널교정장비가 구비됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비를 제공한다.

또한 본 발명은 단일채널분석회로를 이용하여 검출기로부터 출력되는 전압에 대해 수동으로 방사성옥소 채널을 설정하여 에너지를 교정하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법에 있어서, 방사선 검출기에서 방사선 에너지 크기 에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널 수와의 일차 비례관계를 이용한 분석 프로그램을 옥소채널 교정장비에 적용하여 에너지 교정 작업 업무를 보다 편리하고 정확하며 빠른 시간내에 자동으로 수행하도록 함을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법을 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법은 도 2 내지 도 11 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 도 2 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기(10)가 구비된다.

또한 본 발명은 상기 방사성 옥소 감시기(10)에서 출력되는 전압펄스 신호를 취득하기 위한 연결단자인 커넥션박스(11)가 구비된다.

본 발명은 또한 상기 연결단자인 커넥션박스(11)와 연결되어 전압펄스의 높이에 따라 여러 채널로 분리하여 컴퓨터에 디지털 신호를 전송하는 다중채널분석회로(13)가 구비된다.

이때 본 발명은 상기 다중채널분석회로(13)에 펄스헤이트에널라이즈(PHA)와 아날로그디지털변환기(ADC)가 구비된다.

더하여 본 발명은 상기 다중채널분석회로(13)와 연결되어 방사서 검출신호를 분석하고 자동으로 작업을 수행하기 위한 이동형컴퓨터(3)가 구비된다.

이때 본 발명은 상기 이동형컴퓨터(3)에 디스플레이와 USB인터페이스가 구비되되, 각각 콘트롤과 메모리에 연결 구성된다.

그리고 본 발명은 방사성 옥소 에너지 교정프로그램과 이를 수용하고 있는 소형 플라스틱 가방(4)에 의해 옥소채널교정장비(1)가 구비된다.

더하여 본 발명은 도 3 에 도시된 바와 같이 상기 가방(4)에는 장비에 동작전원을 인가하는 주전원(2)과 다중채널분석회로조절자(3)가 구비되어 구성된다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비 및 그 제어방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 방사선 검출기에서 방사선 에너지 크기에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널 수와의 일차 비례관계를 이용한 분석 프로그램을 옥소채널 교정장비(1)에 적용하여 에너지 교정 작업 업무를 보다 편리하고 정확하며 빠른 시간내에 자동으로 수행하게 된다.

즉, 상기 옥소채널 교정장비(1)는 옥소감시기 에너지 교정실시와 전압교정실시가 포함된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 옥소감시기 에너지 교정실시는, 방사성옥소감시기(10)의 amp out을 커넥션박스에 연결하는 단계; 옥소채널교정장비(1)의 usb port에 이동형컴퓨터를 연결하고 전원을 ‘on’하는 단계; 이동형컴퓨터(12)의 옥소검출기 교정프로그램을 로딩하는 단계; 교정프로그램을 이용하여 다중채널분석회로(13)와 방사선에너지의 관계를 설정하는 단계; 및 상기 설정단계는 감마방사선의 에너지를 알고 있는 두개의 방사선원을 차례로 교정용 기하학(geometry)을 이용 옥소감시기의 검출기에 연결하면 스팩트럼이 형성(예: Ba-133의 감마방사선에너지 : 356kev/Cs-137의 감마방사선에너지 : 662kev)되고, 이후 방사선원의 에너지와 피크에 해당되는 채널을 입력하면 다중채널분석기의 채널과 옥소감시기 검출기에 입사되는 방사선에너지와의 비례관계가 확립되도록 한다.

또한 상기 전압교정실시는, amp out를 커넥션박스(11)에서 이탈시킨 후 디지털전압발생기(DVM;Digital Voltage Meter)를 커넥션박스에 연결하는 단계; 디지털 전압발생기에서 전압펄스를 발생시키는 단계; 다중채널분석회로(13)와 디지털전압발생기와의 관계를 설정(디지털전압발생기로 전압신호를 보내어 피크를 형성함과 아울러 상기 피크에 해당하는 채널을 읽어서 입력전압과 그에 해당되는 채널을 입력한 후 상기 입력전압을 높여가면서 반복하면 다중채널분석기의 채널과 옥소감시기 검출기에서 입사되는 전압과 비례관계가 확립됨)하는 단계; 상기 설정단계 이후 입력방사선에너지와 다중채널분석기의 채널, 입력전압과 채널과의 비례관계를 이용 입력방사선과 입력전압과의 관계를 확립하는 단계; 및 상기 확립단계 이후 전압을 옥소감시기에 입력하는 단계;가 포함된다.

본 발명의 작용효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 방사성 옥소 에너지 교정 장비는 방사성 옥소 감시기(10)의 방사선 검출기에서 측정되어 출력되는 전압펄스를 커넥션 박스(11)를 통해 다중채널분석회로(13)로 송출하며, 이곳에서 전압의 파고에 따라 분리하여 이동형 컴퓨터(12)로 신호를 전송하고, 전송된 신호는 방사성 옥소에너지 교정 프로그램 도 6 의 오른쪽 화면창에서 각각의 채널에 해당되는 전압펄스 신호를 분류하여 크기에 따른 계수치가 해당 채널에 누적하여 입력 되어진 것을 에너지 스펙트럼으로 보여진다.

본 발명 외형 장치도에서 장비의 동작전원은 220 VAC로 주 전원(2) 스위치에 의해 작동되고, 인가된 전원의 안정성을 위하여 퓨즈가 설치되어 있으며, 다중채널분석회로(13)와 이동형 컴퓨터(12) 등에 전원이 공급된다. 다중채널분석회로(13)는 판넬에 설치된 다중채널분석회로 조절자(3)에 의해 영점 및 이득 조절을 할 수 있으며, 방사선 에너지 교정 프로그램의 제어 화면(A)에 의해서도 제어된다.

또한 도 6 은 본 발명의 방사성 옥소 에너지 교정 프로그램의 화면이며, 다중채널분석회로(13)를 제어하기 위한 화면(A)과 입력되는 전압펄스를 방사선 에너지를 교정하는 화면(B), 방사선 에너지를 빈도수에 의해 분석하는 화면(C)으로 구성되어 있다. 방사선 검출기에서 출력되는 전압펄스 신호는 방사선 에너지에 따라 선형성을 가지고 비례하기 때문에 방사선 에너지를 알고 있는 두 개 이상의 선원을 적용하여, 방사성 옥소 에너지 교정 프로그램의 분석 화면(C)에서 선원에 대한 방사선 에너지를 확인하고, 두 피크점간의 선형성에 따라 채널에 에너지값 및 전압펄스의 높이를 설정하면, 방사선 검출기에서 방사선 에너지 크기에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널 수가 비례관계로 성립된다. 이를 응용하면 방사선 에너지와 전압펄스의 크기를 채널 수와 함께 이용한 그래프 분석이 가능하며, 이를 통한 에너지 교정 결과는 간단한 함수와 함께 나타내는 교정 결과 화면(D)과 방사성 옥소 에너지 영역 및 각종 장비 설정치를 나타내는 화면(E) 등에 표시된다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 원자력 발전소 및 종합병원 그리고 관련 연구소 등에서 방사성동위원소인 옥소(I-131)의 존재유무와 선량을 측정, 감시하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정 장비를 제공한 것이다.

또한 본 발명은 다중채널분석회로와 이를 통신으로 연결한 이동형 컴퓨터, 방사성 옥소 감시기와 연결된 커넥션 박스, 각 회로와 컴퓨터에 전원을 공급하는 장치가 소형 이동형 가방에 함께 수용되어 방사선 검출기에서 출력된 전압펄스 신 호들이 방사선 에너지 크기에 따라 각 전압펄스의 높이가 해당 채널 수와 선형 비례관계가 되도록 설정한 분석 프로그램을 통하여 이동형 컴퓨터 모니터에 표시되도록 적용한 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정 장비는 업무 수행의 불편함과 시간을 절감하고 에너지 교정의 정확함과 사용의 편리함을 제공한 것이다.

이로 인해 본 발명은 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 단일채널분석회로를 이용하여 검출기로부터 출력되는 전압에 대해 수동으로 방사성옥소 채널을 설정하여 에너지를 교정하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비에 있어서,

   방사성 동위원소의 옥소(I-131)의 존재 유무와 선량을 측정 및 감시하는 방사성 옥소 감시기(10);

   상기 방사성 옥소 감시기에서 출력되는 전압펄스 신호를 취득하기 위한 연결단자인 커넥션박스(11);

   상기 연결단자인 커넥션박스와 연결되어 전압펄스의 높이에 따라 여러 채널로 분리하여 컴퓨터에 디지털 신호를 전송하는 다중채널분석회로(13); 및

   상기 다중채널분석회로와 연결되어 방사서 검출신호를 분석하고 자동으로 작업을 수행하기 위한 이동형컴퓨터(3);

   방사성 옥소 에너지 교정프로그램과 이를 수용하고 있는 소형 플라스틱 가방(4);에 의해 옥소채널교정장비(1)가 구비됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비.
2. 제 1 청구항에 있어서,

   상기 가방에는 장비에 동작전원을 인가하는 주전원(2)과 다중채널분석회로조 절자(3)가 더 구비됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비.
3. 단일채널분석회로를 이용하여 검출기로부터 출력되는 전압에 대해 수동으로 방사성옥소 채널을 설정하여 에너지를 교정하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법에 있어서,

   방사선 검출기에서 방사선 에너지 크기에 따라 측정된 전압펄스의 높이와 채널 수와의 일차 비례관계를 이용한 분석 프로그램을 옥소채널 교정장비에 적용하여 에너지 교정 작업 업무를 보다 편리하고 정확하며 빠른 시간내에 자동으로 수행하도록 함을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법.
4. 제 3 청구항에 있어서,

   상기 옥소채널 교정장비는 옥소감시기 에너지 교정실시와 전압교정실시가 포함됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법.
5. 제 4 청구항에 있어서,

   상기 옥소감시기 에너지 교정실시는,

   방사성옥소감시기의 amp out을 커넥션박스에 연결하는 단계;

   옥소채널교정장비의 usb port에 이동형컴퓨터를 연결하고 전원을 ‘on’하는 단계;

   이동형컴퓨터의 옥소검출기 교정프로그램을 로딩하는 단계;

   교정프로그램을 이용하여 다중채널분석회로와 방사선에너지의 관계를 설정하는 단계; 및

   상기 설정단계는 감마방사선의 에너지를 알고 있는 두개의 방사선원을 차례로 교정용 기하학(geometry)을 이용 옥소감시기의 검출기에 연결하면 스팩트럼이 형성되고, 이후 방사선원의 에너지와 피크에 해당되는 채널을 입력하면 다중채널분석기의 채널과 옥소감시기 검출기에 입사되는 방사선에너지와의 비례관계가 확립됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법.
6. 제 4 청구항에 있어서,

   상기 전압교정실시는,

   amp out를 커넥션박스에서 이탈시킨 후 디지털전압발생기(DVM;Digital Voltage Meter)를 커넥션박스에 연결하는 단계;

   디지털전압발생기에서 전압펄스를 발생시키는 단계;

   다중채널분석회로와 디지털전압발생기와의 관계를 설정(디지털전압발생기로 전압신호를 보내어 피크를 형성함과 아울러 상기 피크에 해당하는 채널을 읽어서 입력전압과 그에 해당되는 채널을 입력한 후 상기 입력전압을 높여가면서 반복하면 다중채널분석기의 채널과 옥소감시기 검출기에서 입사되는 전압과 비례관계가 확립됨)하는 단계;

   상기 설정단계 이후 입력방사선에너지와 다중채널분석기의 채널, 입력전압과 채널과의 비례관계를 이용 입력방사선과 입력전압과의 관계를 확립하는 단계; 및

   상기 확립단계 이후 전압을 옥소감시기에 입력하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 방사성 옥소 감시기의 에너지 교정장비의 제어방법.

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