KR20160003409A - 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치 - Google Patents

플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치 Download PDF

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KR20160003409A
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주관식
김정호
홍현승
박혜민
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명지대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치에 관한 것으로서, 방사선원으로 부터 방사되는 방사선에 반응하여 광 신호를 발생하는 방사선 검침부; 상기 방사선 검침부로부터 발생된 광 신호로부터 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 검출부; 및 상기 방사선량 검출부로부터 측정된 선량을 디지털 신호로 변환하는 방사선량 처리부를 포함하는 방사선 선량 측정 장치를 제공한다.

Description

플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치{RADIATION DETECTING DEVICE USING PLASTIC SCINTILLATOR}
본 발명은 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유연성을 가지는 플라스틱 섬광체를 이용하여, 굴곡이 있는 배관 내부의 방사선 선량 측정이 가능한 방사선 선량 측정 장치에 관한 것이다.
방사선 검출기는 방사선량을 측정하거나 혹은 방사선 에너지를 측정하는 장치로서, 사용되는 물질에 따라 가스 검출기, 섬광체 검출기, 반도체 검출기 등으로 구분될 수 있다. 그 중 섬광체 검출기는 섬광체 물질의 여기 작용을 이용하여 입사되는 방사선을 빛으로 변환하고, 변환된 빛을 광증폭관(PhotoMultiplier Tube; PMT)을 통해 전기 신호로 변환하여 처리하는 방식이다.
원자력 시설을 운영하는 과정에서 시설 폐기물이 발생되는데, 배관 형태의 폐기물은 그 내부에 방사선 물질이 포함되어 있어 일반적인 방사선 검출기로는 내부의 방사선 오염도를 측정하기 어렵다.
따라서 배관 내부의 방사선을 측정할 수 있는 방사선 검출 장비가 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 개시된 것으로서, 유연성을 가지는 플라스틱 섬광체를 이용하여, 굴곡이 있는 배관 내부의 방사선 선량 측정이 가능한 방사선 선량 측정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 방사선원으로 부터 방사되는 방사선에 반응하여 광 신호를 발생하는 방사선 검침부; 상기 방사선 검침부로부터 발생된 광 신호로부터 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 검출부; 및 상기 방사선량 검출부로부터 측정된 선량을 디지털 신호로 변환하는 방사선량 처리부를 포함하는 방사선 선량 측정 장치를 제공한다.
이때, 상기 방사선 검침부는 방사선에 반응하여 발광하는 플라스틱 섬광체;
상기 플라스틱 섬광체에서 발생된 광을 반사시키는 반사체; 및 상기 플라스틱 섬광체의 외부로부터 유입되는 빛을 차단하는 차폐막을 포함한다.
이때, 상기 플라스틱 섬광체는 방사선과 반응하여 가시광선을 방출한다.
이때, 상기 반사체는 백색 금속산화물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 백색 금속산화물은 TiO2 및 MgO 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 방사선량 검출부는 실리콘 광 증배 소자를 포함하고,
상기 실리콘 광 증배 소자는 상기 플라스틱 섬광체와 결합되는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
이때, 상기 플라스틱 섬광체는 지름 0.5mm 내지 1mm, 길이 1m 내지 2m로 제작된다. 또한, 상기 플라스틱 섬광체는 유연성을 가지게 제작될 수 있다.
상기 방사선 검침부는 상기 방사선량 검출부와 분리 결합 되는 것을 특징으로 한다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 의한 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치는 실리콘 광 증배 소자에 유연성을 가지는 1m 내지 2m 길이로 제조된 플라스틱 섬광체를 결합하여 실리콘 광 증배소자가 방사선원에 인접하여 피폭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 방사선 선량 측정 장치의 수명 단축을 방지할 수 있고 동작의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 방사선 선량 측정 장치 조작자가 고준위 방사선에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 측정하고자 하는 방사선원에 따라 섬광체 부분을 교체 장착 가능하여 방사선 선량 측정 장치의 크기를 소형화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검침부의 단면도이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 도시한다.
플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치(100)는 방사선 검침부(110), 방사선량 검출부(120) 및 방사선량 처리부(130)를 포함한다.
방사선 검침부(110)는 배관(200) 내부의 방사선원으로 부터 방사되는 방사선에 반응하여 방사선의 존재 유무를 방사선량 검출부(120)로 전달한다.
방사선 검침부(110)는 1m 내지 2m 길이로 제조되어 배관(200) 내로 삽입되어 방사선량을 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 도시한다.
도 2는 방사선 검침부(110)는 유연성을 가지는 플라스틱 섬광체를 포함하여 배관(300)이 굽은 형태일 경우에도 그 내부에 삽입되어 방사선량을 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치의 블록도이다.
도 3에 도시된 바에 의하면 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치(100)는 방사선 검침부(110), 방사선량 검출부(120) 및 방사선량 처리부(130)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검침부의 단면도이다.
방사선 검침부(110)는 플라스틱 섬광체(111), 반사체(112) 및 차폐막(113)을 포함한다.
플라스틱 섬광체(111)는 방사선에 반응하여 발광하는 물질로서, 검출하고자 하는 방사선의 종류에 따라 다른 종류로 구성될 수 있다. α선 검출을 위한 물질, β선 검출을 위한 물질, γ선 검출을 위한 섬광체 및 χ선 검출을 위한 물질을 각각 패키징 하여 각각 다른 종류로 플라스틱 섬광체(111)가 구성될 수 있다. 즉, 탐지하고자 하는 방사선원에 따라 플라스틱 섬광체(111)를 구성하는 물질은 변경될 수 있다.
일 실시예에 따르면 플라스틱 섬광체(111)는 플라스틱 유기섬광체로 이루어 질 수 있으며, 유기 섬광체는 지름 0.5mm 내지 1mm, 길이 1m 내지 2m 로 제작되고 베타선과 반응하여 가시광선을 방출할 수 있다.
반사체(112)는 플라스틱 섬광체(111)에서 발광된 광이 누광되는 것을 방지하기 위해 섬광체를 둘러싸는 구조로 배치된다. 반사체(112)는 TiO2, MgO 등의 백색 금속산화물로 이루어진 페인트로 구성될 수 있다.
플라스틱 섬광체(111)는 방출된 광을 방사선량 검출부(120)까지 이송한다. 측정하고자 하는 배관(200, 300)의 길이에 따라 방사선을 검침하는 플라스틱 섬광체(111)의 길이는 1m 내지 2m 정도로 실시될 수 있다. 플라스틱 섬광체(111)의 길이를 길게 하여, 방사선원으로 부터 방출된 방사선이 검출부(120) 및 방사선량 처리부(130)에 직접 조사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 실시예에 따르면 방사선량 검출부(120)는 실리콘 광 증배 센서(121), 증폭부(122) 및 신호 처리부(123)를 포함한다.
실리콘 광 증배 센서(121)는 플라스틱 섬광체(111)를 발생되어 이송된 광을 검출한다. 플라스틱 섬광체(111)에서 방출된 광은 미약한 세기를 가지며 실리콘 광 증배 센서(121)는 미약한 세기이 광을 전기 신호로 전환한다.
증폭부(122)는 실리콘 광 증배 센서(121)의 광 검출에 따라 발생된 전기 신호를 증폭한다. 실시예에 따르면 증폭부(1122)는 검출된 미소 방사선 검출 신호를 2V 이상으로 증폭한다.
신호 처리부(123)는 증폭부(122)에서 증폭된 신호를 처리한다. 증폭부(122)에서 증폭된 신호는 암전류 등에 의한 아날로그 노이즈가 포함되어 있다. 따라서 신호 처리부(123)는 증폭부(122)에서 증폭된 신호를 필터링하여 아날로그 노이즈를 제거한다.
방사선량 처리부(130)는 방사선량 검출부(120)로부터 측정된 방사선 선량을 디지털 신호로 변환한다. 구체적으로 방사선량 처리부(130)는 신호변환부(아날로그 디지털 컨버터, 이하 ADC(131)로 설명) 노이즈 필터(132) 및 선량 처리부(133)를 포함한다.
ADC(1131)는 신호 처리부(123)로부터 아나로그 노이즈가 제거된 신호를 디지털 신호로 변환한다. 노이즈필터(132)는 디지털 신호에 포함된 디지털 잡음을 제거한다.
선량 처리부(133)는 노이즈필터(132)로부터 방사선량을 검출한 신호를 수신하여 방사선량을 계수한다. 즉, 검출된 방사선량을 수치화 한다.
상술한 설명에 의하면 증폭부(122), 신호 처리부(123), ADC(131) 노이즈필터(132) 및 선량 처리부(133)는 분리된 구성요소로 설명되어 있으나, 실시예에 따라 폭부(122), 신호 처리부(123), ADC(131) 노이즈필터(132) 및 선량 처리부(133)는 하나의 패키지된 소자로 구현될 수도 있다.
본 발명의 실시예 따른 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치에 의하면 플라스틱 섬광체의 길이를 1m 내지 2m로 제조하여 실리콘 광 증배소자가 방사선원에 인접하여 피폭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 방사선 선량 측정 장치의 수명 단축을 방지할 수 있고 동작의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 방사선 선량 측정 장치 조작자가 고준위 방사선에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 측정하고자 하는 방사선원에 따라 플라스틱 섬광체 부분을 교체 장착 가능하다.
이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
200, 300 : 배관
100 : 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 선량 측정 장치
110 : 방사선 검침부
120 : 방사선량 검출부
130 : 방사선량 처리부
111 : 플라스틱 섬광체
112 : 반사체
113 : 차폐막

Claims (9)

  1. 방사선원으로 부터 방사되는 방사선에 반응하여 광 신호를 발생하는 방사선 검침부;
    상기 방사선 검침부로부터 발생된 광 신호로부터 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 검출부; 및
    상기 방사선량 검출부로부터 측정된 선량을 디지털 신호로 변환하는 방사선량 처리부를 포함하는 방사선 선량 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사선 검침부는
    방사선에 반응하여 발광하는 플라스틱 섬광체;
    상기 플라스틱 섬광체에서 발생된 광을 반사시키는 반사체; 및
    상기 플라스틱 섬광체의 외부로부터 유입되는 빛을 차단하는 차폐막을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라스틱 섬광체는 지름 0.5mm 내지 1mm, 길이 1m 내지 2m로 제작되는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라스틱 섬광체는 방사선과 반응하여 가시광선을 방출하는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사체는 백색 금속산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 백색 금속산화물은 TiO2 및 MgO 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 방사선량 검출부는 실리콘 광 증배 소자를 포함하고,
    상기 실리콘 광 증배 소자는 상기 플라스틱 섬광체와 결합되는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사선 검침부는 상기 방사선량 검출부와 분리 결합 되는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라스틱 섬광체는 유연성을 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 선량 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017171261A1 (ko) * 2016-03-28 2017-10-05 (주)제이에스테크윈 섬광체에의 광증배관 장착구조
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