KR20140101952A - Collimeter structure for radiographic test - Google Patents

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KR20140101952A
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김병곤
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Abstract

The present invention relates to a collimeter structure for a radiographic test, which can reduce danger of radiation exposure for a worker by minimize the spread range of scattering radiation through an improved structure of a collimeter used for a radiographic test, one of non-destructive tests. The collimeter for a radiographic test comprises: a cylindrical metal body (110) with a radius which can shield in order to prevent radiation released from a radiographic source (2) from penetrating to the outside when the radiographic source (2) is located at an internal radiation position; a source inducing hole (112) which is formed at one side end of the body (110) in an axial direction to the radiation position along the axial central line in order to induce and guide so that a source head (4) embedded with the radiographic source (2) can reach the radiation position; and a radiation window area (116) which is an area with a thin radius direction thickness from the axial center of the body (110) to a test body, and allows the radiation released from the radiographic source (2) at the radiation position to penetrate the area and reach the test body. The radiation window area (116) has a structure where an axial radiation angle of the radiation from the radiographic source (2) remains within 90 degrees.

Description

방사선 투과 검사용 콜리미터 구조{COLLIMETER STRUCTURE FOR RADIOGRAPHIC TEST}[0001] COLLIMETER STRUCTURE FOR RADIOGRAPHIC TEST [0002]

본 발명은 방사선 투과 검사용 콜리미터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비파괴 검사의 일종인 방사선 투과 검사에 사용되는 콜리미터의 구조를 개선하여 산란 방사선의 확산 범위를 최소화함으로써 작업자의 방사선 피폭 위험을 줄인 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a collimator for radiographic inspection, and more particularly, to a collimator for radiographic inspection, which is a kind of nondestructive inspection, to minimize the spreading range of scattering radiation, thereby reducing the risk of radiation exposure To a collimator structure for radiographic examination.

방사선 투과 검사는, 특허문헌 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 대상물에 방사선을 투과시켜 필름에 이미지를 형성시켜 내부 형상이나 결함을 검사하는 비파괴 검사 중 하나이다.As can be seen from the patent documents 1 to 3, the radiation penetration test is one of nondestructive examinations in which radiation is transmitted through an object to form an image on the film to inspect the internal shape or defects.

예를 들어, 방사선 투과 검사는 선박 건조시 선체를 이루는 후판 등의 용접부에 대한 기공, 슬래그, 크랙 등의 결함을 탐지하여 안전성을 보증하는데 많이 이용되고 있다.For example, radiation penetration tests are often used to ensure safety by detecting defects such as pores, slags, cracks, etc. in welds of steel plates, etc., which are used in shipbuilding.

이러한 방사선 투과 검사는, 시험체의 배면에 필름을 위치시키고 방사선 소스(radiographic source)로부터 시험체에 방사선을 조사하면, 시험체의 밀도와 두께에 따라 방사선의 투과량이 달라진다.In such radiographic inspection, when the film is placed on the back surface of the test body and the test body is irradiated with radiation from a radiographic source, the amount of the radiation transmitted varies depending on the density and thickness of the test body.

시험체를 투과한 방사선에 의해 필름이 감광되는데, 이때 투과된 방사선량에 따라 필름의 감광 정도가 다르게 되고, 이를 현상하여 필름에 나타난 명암의 정도를 비교하여 시험체 내부의 상태를 파악할 수 있게 된다.The degree of sensitization of the film differs according to the amount of the radiation transmitted through the specimen, and the degree of light and darkness of the film is compared to evaluate the internal state of the specimen.

방사선 투과 검사를 위한 장비로서는, 방사선 소스를 인출하거나 회수하여 저장하기 위한 컨테이너와, 컨테이너의 전후방에 설치되는 전방 측정구 및 후방 측정구를 구비한다.Equipment for radiographic examination includes a container for drawing out or retrieving a radiation source and storing the radiation source, and a front measurement port and a rear measurement port provided on the front and rear sides of the container.

전방 측정구는, 컨테이너로부터 시험체까지 방사선 소스를 안내하는 소스 안내 튜브와, 소스 안내 튜브의 선단에 설치되고 소스 안내 튜브로부터 이동되어 온 방사선 소스를 내부에 유지하여 시험체에 대해 간격을 유지하여 방사선을 조사하는 콜리미터(collimeter)와, 콜리미터를 지지하는 지지대로 이루어진다.The forward measuring section includes a source guide tube for guiding the radiation source from the container to the test body and a radiation source installed at the tip of the source guide tube and moved from the source guide tube to maintain the gap therebetween, A collimator for supporting the collimator, and a support for supporting the collimator.

후방 측정구는, 컨테이너 후방에 연결되는 조작용 튜브와, 조작용 튜브에 삽입되어 방사선 소스와 연결되는 와이어와, 소스 안내 튜브를 따라 방사선 소스를 콜리미터와 컨테이너 사이를 이동시키도록 와이어를 밀거나 당기도록 조작하기 위한 조절기구로 이루어진다.The backward measuring instrument includes an operation tube connected to the rear of the container, a wire inserted into the operation tube and connected to the radiation source, and a wire pushing or pulling wire to move the radiation source along the source guide tube between the collimator and the container. And a control valve for operating the valve.

그런데 방사선 투과 검사는, 콜리미터로부터 방사선을 방출하여 검사하는데, 콜리미터는 지지대를 통해 시험편(예; 선박의 후판)에 부착해 두어야 하므로 작업자가 직접 다루어야 하는 측정구이면서 근처에 검사 작업자뿐만 아니라 타 작업자가 왕래를 하게 되므로 방사선 투과 검사를 할 때에는 언제나 방사선 피폭 문제를 염두에 두어야 한다.Radiation penetration test, however, radiates radiation from the collimator. The collimator must be attached to the specimen (eg, the plate of the ship) through the support, Since the operator will come and go, the radiation exposure problem should always be considered when conducting the radiographic examination.

잘 아는 바와 같이, 방사선은 무색, 무취, 무형으로 사람이 인지하지 못하는 상태에서 피폭될 가능성이 크고, 일정수준 이상으로 피폭되면 중추신경에 손상을 주어 전신장애를 일으키거나 탈모, 불임, 궤양, 수표, 백혈구 감소 등의 급성 영향을 주고, 백내장, 백혈병 등의 악성종양이나 재생불량성 빈혈을 야기하는 만성영향을 주는 것으로 알려져 있다.As is well known, radiation is colorless, odorless, and intangible. It is highly likely to be exposed in a state where it can not be recognized by a person. If it is exposed above a certain level, it may damage the central nervous system causing systemic disorders, hair loss, infertility, , Leukocyte reduction, etc., and it is known to give chronic effects such as malignant tumors such as cataract, leukemia, and anemia of reproduction.

따라서, 콜리미터에서 방사되는 방사선이 작업자에게 주는 영향을 최소화할 수 있도록 설계되어야 한다.Therefore, it should be designed to minimize the impact on the operator of radiation emitted by the collimator.

특히, 작업자는 실제 측정시 콜리미터에서 방사되는 방사선이 시험체에 부딪힌 후 반사되어 주변으로 퍼지는 산란 방사선(도 1 참조)에 의한 피폭의 위험이 매우 크므로, 이러한 산란 방사선의 폭을 줄이는 것이 매우 중요하다.In particular, it is very important for the operator to reduce the width of this scattering radiation because the radiation emitted by the collimator in the actual measurement is highly likely to be exposed by the scattering radiation (see FIG. 1) Do.

공개특허공보 공개번호 제10-2012-0040507호(2012.04.27. 공개)Open Patent Publication No. 10-2012-0040507 (published on April 27, 2012) 등록실용신안공보 등록번호 제20-0380954호(2005.03.29. 등록)Registered Utility Model Registration No. 20-0380954 (registered on March 29, 2005) 등록실용신안공보 등록번호 제20-0346952호(2004.03.25. 등록)Registered Utility Model Registration No. 20-0346952 (registered on March 25, 2004)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 개발한 것으로서, 방사각도를 줄이는 한편 산란 방사선의 확산 범위를 줄일 수 있는 구조를 가짐으로써 방사선 피폭의 위험을 최소화할 수 있도록 하는 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been developed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a collimator structure for radiographic inspection, which can minimize the risk of radiation exposure by reducing the radiation angle and reducing the diffusion range of scattering radiation And to provide the above-mentioned objects.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조는, 금속제로 이루어지는 한편, 내부의 방사위치에 방사선 소스가 위치하는 경우 해당 방사선 소스로부터 나온 방사선이 외부로 투과하여 방사되지 못하도록 차폐할 수 있는 반경을 가지는 원기둥형의 바디와; 상기 바디의 일측 단부에서 축 중심선을 따라 방사위치까지 축방향으로 형성되어 방사선 소스가 매입된 소스 헤드가 방사위치까지 진입할 수 있도록 유도하고 안내하는 소스 유도공과; 상기 바디의 축 중심으로부터 시험체 방향으로 반경방향 두께를 얇게 형성한 영역으로서 방사위치에 있는 방사선 소스로부터 나온 방사선이 해당 영역을 투과하여 시험체를 향해 방사가 이루어지도록 하는 방사창 영역을 포함하며, 상기 방사창 영역은, 상기 방사선 소스로부터 나오는 방사선의 축방향 방사 각도가 90도 각도 이내를 이루도록 형성되는 구조로 이루어진다.In order to achieve the above object, the collimator structure for radiographic examination according to the present invention is made of a metal, and when a radiation source is located at a radiation position inside, radiation emitted from the radiation source is transmitted to the outside A cylindrical body having a radius that can not be blocked; A source induction hole formed at one end of the body in the axial direction along the axial center line to guide and guide the source head embedded in the radiation source into the radiation position; And a radiation window area for allowing radiation emitted from a radiation source in the radiation position to be transmitted through the area and to be emitted toward the test body, the area having a thin radial thickness from the axial center of the body toward the test body, The window region has a structure in which the axial radiation angle of the radiation coming from the radiation source is formed to be within 90 degrees.

일 실시예에 있어서, 상기 바디에는, 소스 유도공의 개구 측으로부터 축방향으로 일정 깊이의 나사공이 형성되며, 상기 나사공에는 소스 안내 튜브의 커넥터가 나사 체결된다.In one embodiment, the body is formed with a screw hole having a predetermined depth in the axial direction from the opening side of the source guide hole, and the connector of the source guide tube is screwed to the screw hole.

일 실시예에 있어서, 상기 방사창 영역은, 상기 방사선 소스로부터 나오는 방사선의 단면 방향 방사 각도가 60도 각도 이내로 제한되도록 형성되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the radiation window region is preferably formed such that the radiation angle in the cross-directional direction of the radiation coming from the radiation source is limited within an angle of 60 degrees.

본 발명의 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조에 의하면, 콜리미터에서 방사되는 방사선의 방사 폭이 줄어드는 한편, 산란 방사선의 확산 범위도 줄어들고, 그에 따라 방사선 피폭의 위험성이 줄어든다.According to the collimator structure for radiographic examination of the present invention, the radiation width of the radiation radiated from the collimator is reduced while the diffusion range of the scattering radiation is also reduced, thereby reducing the risk of radiation exposure.

도 1은 본 발명에 따른 콜리미터의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콜리미터의 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 콜리미터의 횡단면도이다.1 is a perspective view of a collimator according to the present invention.
2 is a longitudinal sectional view of a collimator according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of a collimator according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 콜리미터를 나타내는 것으로서, 도 1은 사시도이고, 도 2는 종단면도이며, 도 3은 횡단면도이다.1 to 3 show a collimator according to the present invention. Fig. 1 is a perspective view, Fig. 2 is a longitudinal sectional view, and Fig. 3 is a transverse sectional view.

콜리미터(100)는 360도 각도로 방사되는 방사선을 원하는 한쪽 방향, 즉, 시험체 방향으로만 방사되도록 하고, 그 이외의 부분으로는 방사선 차폐효과를 높이는 안전장구이다.The collimator 100 is a safety device that radiates radiation radiated at 360 degrees in only one direction, that is, in the direction of the test body, and enhances the radiation shielding effect at other parts.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콜리미터(100)는, 텅스텐 등의 금속제로 이루어진 원기둥형의 바디(110)와, 바디(110)의 일측 단부에서 축 중심선을 따라 방사위치까지 축방향으로 형성되는 소스 유도공(112)과, 바디(110)의 축 중심으로부터 시험체 방향으로 반경방향 두께를 얇게 형성한 영역으로서 방사위치에 있는 방사선 소스(2)로부터 시험체를 향해 방사가 이루어지도록 하는 방사창 영역(116)을 포함한다.1 to 3, the collimator 100 according to the present invention includes a cylindrical body 110 made of a metal such as tungsten and a cylindrical body 110. The collimator 100 includes a body 110, A source induction hole 112 formed in the axial direction and a radial direction thinning region formed from the axial center of the body 110 in the direction of the test body so as to be radiated from the radiation source 2 in the radial position toward the test body And a radiation window region 116.

소스 유도공(112)은, 방사선 소스(2)가 매입된 소스 헤드(4)가 방사위치까지 진입할 수 있도록 유도하고 안내하는 방사선 소스(2) 진입 통로의 역할을 한다.The source guide hole 112 serves as a radiation source entrance path for guiding and guiding the source head 2 into which the embedded source head 4 can enter to the radiation position.

상기 소스 헤드(4)는 와이어(6)의 단부에 결합되어 있고, 와이어(6)는 도시하지 않은 소스 안내 튜브 내에 삽입되어 있으며, 소스 안내 튜브의 단부에 구비된 커넥터는 상기 나사공(114)에 결합하여 연결된다.The source head 4 is coupled to the end of the wire 6 and the wire 6 is inserted into a source guide tube not shown, Respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 바디(110)의 소스 유도공(112)의 개구 측으로부터는 나사공(114)이 축방향으로 일정 깊이 형성된다. 본 실시예에서는, 나사공(114)을 가진 접속 블록(114a)을 바디(110)에 용접하여 일체화한 것으로 도면에 도시하였으나, 접속 블록(114a) 부분을 바디(110)로부터 직접 연장한 형태이거나, 바디(110)를 지름 변화없이 그대로 연장하여 나사공(114)을 형성한 형태가 당연히 가능하다.In one embodiment, a screw hole 114 is formed at a certain depth in the axial direction from the opening side of the source guide hole 112 of the body 110. Although the connection block 114a having the screw hole 114 is welded to the body 110 and is integrally formed in this embodiment, the connection block 114a may be directly extended from the body 110 It is possible to form the screw hole 114 by extending the body 110 without changing the diameter.

상기 나사공(114)에는 도시하지 않은 소스 안내 튜브의 커넥터가 나사 체결된다.A connector of a source guide tube (not shown) is screwed into the screw hole 114.

상기 방사창 영역(116)은, 방사선 소스(2)로부터 360도 각도로 방사되는 방사선을 원하는 한쪽 방향, 즉, 시험체 방향으로만 방사되도록 하는 역할을 하는 것으로서, 바디(110)의 일부 영역의 두께를 얇게 형성하여 방사선이 바디(110) 외측으로 투과되오 나올 수 있도록 한 부분이다.The radiation window region 116 functions to radiate the radiation radiated from the radiation source 2 at a 360 degree angle only in a desired one direction, i.e., in the direction of the test body. The thickness of a part of the body 110 So that the radiation can be transmitted to the outside of the body 110. FIG.

즉, 콜리미터(100)의 바디(110)는, 축 중심에 방사선 소스(2)가 위치하는 경우 해당 방사선 소스(2)로부터 나온 방사선이 외부로 투과하여 방사되지 못하도록 차폐할 수 있는 반경을 가지는 원기둥형으로 이루어지고, 방사창 영역(116)은 반경방향 두께를 얇게 하여 방사선의 투과가 가능하도록 한 것이다.That is, the body 110 of the collimator 100 has a radius capable of shielding radiation emitted from the radiation source 2 from being transmitted to the outside when the radiation source 2 is located at the center of the axis And the radiation window region 116 is made thinner in the radial direction so that the radiation can be transmitted.

따라서, 방사창 영역(116) 이외의 부분, 즉, 반경방향 두께가 두꺼운 부분으로는 방사선이 투과되지 못하도록 하여 방사선 차폐효과를 높이고, 반경방향 두께를 얇게 형성한 방사창 영역(116)으로만 방사선 소스(2)로부터 방사되는 방사선이 투과한 후 선박의 후판과 같은 시험체를 투과할 수 있도록 한 구조로 이루어진다.Therefore, the radiation shielding effect is prevented from being transmitted through the portion other than the radiation window region 116, that is, the portion having a large radial thickness, and the radiation shielding effect is improved only by the radiation window region 116 having a thin radial thickness, And is configured so as to be able to transmit a specimen such as a thick plate of a ship after the radiation radiated from the source 2 is transmitted.

본 발명에 따른 콜리미터(100)에 있어서, 방사창 영역(116)의 축방향 방사각도는, 2에 도시된 것처럼 90도 각도 이내로 제한되도록 구성된다.In the collimator 100 according to the present invention, the axial radiation angle of the radiation window region 116 is configured to be limited within an angle of 90 degrees as shown in Fig.

일반적인 콜리미터의 축방향 방사각도는 대략 120도 각도를 이루고 있었으나, 본 발명에서는 방사창 영역(116)의 구조를 반경방향 두께를 얇게 한 홈 형태로 만들면서 방사창 영역(116)을 통해 방사되는 방사선의 각도를 90도 각도 이내로 제한함으로써 간단한 구조에 의해 방사영역이 감소할 뿐만 아니라 산란 방사선의 확산범위를 줄여 피폭가능거리를 최소화한다.In general, the axial emission angle of the collimator is approximately 120 degrees. However, in the present invention, the structure of the emission window region 116 is formed into a groove having a reduced thickness in the radial direction while being radiated through the emission window region 116 By limiting the angle of the radiation to within 90 degrees, the radiation area is reduced by a simple structure as well as the diffusion range of scattering radiation is reduced to minimize the exposure range.

예를 들어, 35가층(텅스텐 17mm) 콜리미터에 본 발명을 적용하게 되면, 콜리미터(100)로부터 실제 작업자의 대피위치까지 거리가 24m인 경우, 대피위치에서의 선량은 약 4.54(μSv/hr)로 줄어들어, 방사선관리구역의 선량인 10(μSv/hr) 기준에 비해 매우 낮은 수치를 보인다.For example, if the present invention is applied to a 35-layer (tungsten 17 mm) collimator, if the distance from the collimator 100 to the actual worker's retracted position is 24 m, the dose at the retracted position is about 4.54 ), Which is much lower than the radiation dose of 10 (μSv / hr) in the radiation management area.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콜리미터(100)의 단면방향 방사각도도 90도 각도 이내로 제한되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, the radiation angle in the cross direction of the collimator 100 according to the present invention is preferably limited to within 90 degrees.

콜리미터(100)의 단면방향 방사각도는 검사부위의 형태에 따라 다르지만, 선체를 이루는 후판의 용접 라인과 같이 검사부위의 폭이 좁고 길이가 긴 경우에는 60도 각도 이내로 제한하는 것이 바람직하다.Although the radiation angle in the cross direction of the collimator 100 varies depending on the shape of the inspection site, it is preferable to limit the collimator 100 to an angle of less than 60 degrees when the width of the inspection site is narrow and the length is long, such as a welding line of a thick plate.

이와 같이 본 발명에 따른 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조에 의하면, 콜리미터에서 방사되는 방사선의 방사 폭이 줄어드는 한편, 산란 방사선의 확산 범위도 줄어들기 때문에, 방사선 피폭의 위험성이 줄어들게 된다.As described above, according to the collimator structure for radiographic examination according to the present invention, since the radiation width of the radiation radiated from the collimator is reduced while the diffusion range of the scattering radiation is also reduced, the risk of radiation exposure is reduced.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.The foregoing is a description of certain preferred embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

2 : 방사선 소스
4 : 소스 헤드
100 : 콜리미터
110 : 바디
112 : 소스 유도공
114 : 나사공
114a : 접속 블록
116 : 방사창 영역2: radiation source
4: source head
100: collimator
110: Body
112: Source Instructor
114:
114a: connection block
116: radiation window area

Claims (3)

금속제로 이루어지는 한편, 내부의 방사위치에 방사선 소스(2)가 위치하는 경우 해당 방사선 소스(2)로부터 나온 방사선이 외부로 투과하여 방사되지 못하도록 차폐할 수 있는 반경을 가지는 원기둥형의 바디(110)와;
상기 바디(110)의 일측 단부에서 축 중심선을 따라 방사위치까지 축방향으로 형성되어 방사선 소스(2)가 매입된 소스 헤드(4)가 방사위치까지 진입할 수 있도록 유도하고 안내하는 소스 유도공(112)과;
상기 바디(110)의 축 중심으로부터 시험체 방향으로 반경방향 두께를 얇게 형성한 영역으로서 방사위치에 있는 방사선 소스(2)로부터 나온 방사선이 해당 영역을 투과하여 시험체를 향해 방사가 이루어지도록 하는 방사창 영역(116)을 포함하며,
상기 방사창 영역(116)은, 상기 방사선 소스(2)로부터 나오는 방사선의 축방향 방사 각도가 90도 각도 이내를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조.A cylindrical body 110 having a radius that is made of a metal and can shield radiation emitted from the radiation source 2 from being radiated to the outside when the radiation source 2 is located at a radiation position inside, Wow;
A source inducer 112 for guiding and guiding the source head 4 embedded in the radiation source 2 to the radiation position is formed axially from one end of the body 110 to the radiation position along the axial center line, )and;
And a radiation window area for allowing radiation emitted from the radiation source (2) in the radiation position to be transmitted through the corresponding area to be radiated toward the test body, as an area having a thin radial thickness from the axial center of the body (110) (116)
Wherein the radiation window region (116) is formed such that the axial radiation angle of radiation from the radiation source (2) is within 90 degrees. 제1항에 있어서,
상기 바디(110)에는, 소스 유도공(112)의 개구 측으로부터 축방향으로 일정 깊이의 나사공(114)이 형성되며,
상기 나사공(114)에는 소스 안내 튜브의 커넥터가 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조.The method according to claim 1,
A screw hole 114 having a predetermined depth in the axial direction is formed in the body 110 from the opening side of the source guide hole 112,
And the connector of the source guide tube is screwed to the screw hole (114). 제1항에 있어서,
상기 방사창 영역(116)은, 상기 방사선 소스(2)로부터 나오는 방사선의 단면 방향 방사 각도가 60도 각도 이내로 제한되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 투과 검사용 콜리미터 구조.The method according to claim 1,
Characterized in that the radiation window region (116) is formed such that the radiation angle in the cross-directional direction of the radiation coming from the radiation source (2) is limited within an angle of 60 degrees.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190043051A (en) * 2017-10-17 2019-04-25 한국기초과학지원연구원 Radioactive-rays irradiating device

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