KR20170122570A - 고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법 - Google Patents

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KR20170122570A KR1020160051721A KR20160051721A KR20170122570A KR 20170122570 A KR20170122570 A KR 20170122570A KR 1020160051721 A KR1020160051721 A KR 1020160051721A KR 20160051721 A KR20160051721 A KR 20160051721A KR 20170122570 A KR20170122570 A KR 20170122570A
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Abstract

조직등가비례계수기를 제조하는 방법은, 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법으로서, 내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버를 이루는 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 각각 준비하는 단계; 및 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구는 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함하여, 상기 단위 조직등가비례계수기를 조립하는 단계; 및 상기 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계로서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 제 2 결합 구조를 통해서, 서로 다른 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계;를 포함한다.

Description

고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING HIGH SENSITIVITY TISSUE EQUIVALENT PROPORTIONAL COUNTER}
본 발명은 고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요구되는 감도가 서로 상이한 환경에서도 해당 환경에 대응되게 방사선 피폭량을 측정할 수 있는 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하며, 종래 요구되는 감도가 커지게 되면, 감도가 표면적에 비례하기 때문에 부피가 매우 커지게 되는 단점을 해결하여, 동일한 감도를 내면서도 아주 작은 부피로 제조하는 것이 가능한, 고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법에 관한 것이다.
방사선(放射線, 영어: radiation)은 방사능을 가진 원자에서 발생하는 빛 또는 물질이다. 몸을 투과하면 분자와 공명하여 세포를 파괴시키거나, DNA 혹은 RNA의 수소결합을 절단하여 유전자를 파괴하거나 변형시킨다. 일반적인 노출은 인체에 해가 되지만 이를 집중하여 쬐면 종양 등을 파괴하고 유전자를 변형시킬수 있는 수단이 된다. 약한 상호 작용에 의해 원자가 붕괴하면서 나오기도 한다.
2011년 후쿠시마 원자력발전소 사고 이후에는 방사선 피폭 등에 대한 일반인의 관심이 이전보다 높아졌으며, 우주 개발과 더불어 우주선 승무원들이 여러 가지 임무를 수행하는 과정에서 우주 방사선 피폭에 대한 우려가 증가하고 있으며, 이들의 안전을 보장하기 위하여 많은 노력을 하고 있으며, 생활 환경에서도 항공승무원들이 방사선에 노출될 우려가 많아서 방사선 피폭의 정도를 평가하는 기술에 대한 요구는 지속적으로 증가하고 있는 상황이다.
이와 같은 방사선 피폭에 의한 생물학적 효과를 평가하기 위하여 흡수선량과 방사선하중계수의 곱인 등가선량을 적용하여야 하고, 방사선 하중계수는 방사선의 LET에 따라 결정되므로(ICRP 60 1009), 우주공간에서의 방사선량 모니터링에 있어서 LET의 평가가 매우 중요하다.
이를 위해, 보너(Bonner) 구(sphere), 시버트(sievert) 계수기 및 TLD (Thermo Luminescence Dosimetry), SSNTD(solid state nuclear track detector) 등 여러 종류의 검출기들이 우주공간에서 등가선량을 평가하기 위하여 사용되고 있으며, 그 중에서 조직등가비례계수기(TEPC; tissue equivalent proportional counter)(Rossi et al, 1955)는 여러 가지 형태들의 검출기들이 존재하였다.
한편, 본 발명자는 생활 방사선 등 상대적으로 방사선 피폭량이 크지 않은 환경에서 사용하는 조직등가비례계수기는 감도가 좋아야만 사용이 가능하며, 원자력 발전소, 핵융합연구소, CT, MRI 촬영장소 등과 같이 방사선 피폭량이 큰 환경에서는 감도가 상대적으로 낮아야만 사용이 가능하다는 점에 착안하였다. 조직등가비례계수기의 감도가 그 사용환경에 맞게 낮지 않고 너무 높게 되면, 포화 상태가 되어 검출이 되지 않는 현상을 초래하게 된다는 문제점을 갖는다.
이와 같이 요구되는 감도가 상이한 환경에서도 손쉽게 방사선 피폭량을 측정하는 조직등가비례계수기를 제조하는 기술에 대해서는 종래 기술에서 전혀 발견할 수 없었으며, 각각 환경에 맞게 요구되는 감도에 따라, 서로 다른 별개의 조직등가비례계수기를 각각 제조해서 사용할 뿐이었다.
나아가, 종래 고감도의 조직등가비례계수기를 제조하기 위하여 아주 큰 부피의 조직등가비례계수기를 제조해야 하는 문제점을 가졌다.
실용신안등록번호 제0238890호(2001.07.06), α,β 방사능 측정용 2π 비례계수기.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 요구되는 감도가 서로 상이한 환경에서도 해당 환경에 대응되게 방사선 피폭량을 측정할 수 있는 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하며, 종래 요구되는 감도가 커지게 되면, 감도가 표면적에 비례하기 때문에 부피가 매우 커지게 되는 단점을 해결하여, 동일한 감도를 내면서도 아주 작은 부피로 제조하는 것이 가능한, 고감도의 조직등가비례계수기를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고감도 조직등가비례계수기를 제조하는 방법은, 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법으로서, 내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버를 이루는 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 각각 준비하는 단계; 및 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구는 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함하여, 상기 단위 조직등가비례계수기를 조립하는 단계; 및 상기 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계로서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 제 2 결합 구조를 통해서, 서로 다른 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제 1 결합 구조는, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 삽입되는 결합부재를 통하여 상기 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어진다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator); 및 상기 애노드 인설레이터의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support);를 포함한다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 애노드 서포트를 내부에 감싸면서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링을 더 포함한다.
또한, 상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터가 각각 안착되는 단계; 상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조를 통해서 애노드 서포트를 삽입하여 결합하는 단계; 상기 애노드 와이어가 양쪽 끝 PCB에 각각 솔더링되는 단계; 및상기 PCB가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)가 상기 애노드 인설레이터와 결합되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 와이어 서포트의 사이에 스프링을 개재하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 복수의 단위 조직등가비례계수기 사이를 하나의 공통된 애노드 와이어로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 애노드를 형성하는 단계는, 상기 애노드 와이어가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는 상기 애노드 와이어의 직경보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법은, 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 n개(n개, n은 2 이상의 자연수)의 조직등가비례계수기를 결합하기 위하여, 장구형 단위체 (n-1)개, 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법으로서, 내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버의 일부를 이루되, 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 양쪽 방향이 개방되게 서로 일체로 결합된 장구형 단위체를 준비하는 단계; 상기 (n-1)개의 장구형 단위체를 조립하되, 상기 장구형 단위체 (n-1)개의 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 인접하는 장구형 단위체의 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계; 및 상기 장구형 단위체 (n-1)개 중 양쪽 끝에 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 장구형 단위체에 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제 1 결합 구조는, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 삽입되는 결합부재를 통하여 상기 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어진다.
또한, 상기 장구형 단위체는, 상기 장구형 단위체를 이루는 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 사이에 제 2 결합 구조를 통해서 일체로 결합되어 있는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator); 및 상기 애노드 인설레이터의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support);를 포함한다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 애노드 서포트를 내부에 감싸면서, 상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링을 더 포함한다.
또한, 상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터가 각각 안착되는 단계; 상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조를 통해서 애노드 서포트를 삽입하여 결합하는 단계; 상기 애노드 와이어가 양쪽 끝 PCB에 각각 솔더링되는 단계; 및 상기 PCB가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)가 상기 애노드 인설레이터와 결합되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 와이어 서포트의 사이에 스프링을 개재하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 전체 조직등가비례계수기를 하나의 공통된 애노드 와이어로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 애노드를 형성하는 단계는, 상기 애노드 와이어가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는 상기 애노드 와이어의 직경보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 고감도 조직등가비례계수기의 제조 방법은,
첫째, 요구되는 감도가 서로 상이한 환경에서도 해당 환경에 대응되게 방사선 피폭량을 측정할 수 있는 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하다.
즉, 생활 방사선 등 상대적으로 방사선 피폭량이 크지 않은 환경에서 사용하는 조직등가비례계수기는 감도가 좋아야만 사용이 가능하며, 원자력 발전소, 핵융합연구소, CT, MRI 촬영장소 등과 같이 방사선 피폭량이 큰 환경에서는 감도가 상대적으로 감도가 낮아야만 사용이 가능하고, 포화 상태가 되어 검출이 되지 않는 현상을 막을 수 있는데, 이와 같이 서로 상이한 환경에 맞게 감도가 높은 조직등가비례계수기는 물론이고 감도가 낮은 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하다.
둘째, 종래 요구되는 감도가 커지게 되면, 감도가 표면적에 비례하기 때문에 부피가 매우 커지게 되는 단점을 가지고 있었으나, 본 발명에 따라 조직등가비례계수기를 제조할 경우, 동일한 감도를 내면서도 아주 작은 검출기를 제조하는 것이 가능하다. 그 결과, 부피가 작아야만 사용이 가능하던 환경이나 기존에 부피가 큰 검출기를 대체하는 것이 가능하게 된다.
셋째, 구형의 조직등가비례계수기이므로 방향 의존성이 없다는 장점을 갖는다.
넷째, 동일한 형태의 복수 개의 단위체를 적층하여 제작하기 때문에, 제작이나 조립하는 것이 쉬워서 생산 비용을 저감시킬 수 있는 고감도 조직등가비례계수기를 제조하는 것이 가능하다.
도 1은 2개의 서로 다른 단위 조직등가비례계수기가 결합된 조직등가비례계수기의 전개 사시도,
도 2는 챔버 반구에 대한 도면 및 동일한 형태의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버로 조립되어 단위 조직등가비례계수기를 만드는 모습을 나타낸 도면,
도 3은 각각 만들어진 2개의 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 제 2 결합 구조를 통해서 결합되어, 2개의 서로 다른 단위 조직등각비례계수기가 결합되는 모습을 나타낸 도면,
도 4는 애노드 서포트 관통구조과 주사기로 전도성 에폭시가 삽입될 수 있는 에폭시 삽입홀을 갖는 애노드 인설레이터, 애노드 인설레이터를 관통하는 애노드 서포트에 대해서 도시한 도면,
도 5는 2개의 단위 조직등가비례계수기를 조립한 조직등가비례계수기의 모습을 나타낸 도면이고,
도 6은 8개의 단위 조직등가비례계수기를 조립한 조직등가비례계수기의 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또다른 조직등가비례계수기에 따른 장구형 단위체를 도시한 도면이다.
참고로, 도 2 내지 도 6에 도시된 도면은 투명 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(제 1 실시예)
본 발명의 제 1 실시예에 따른 조직등가비례계수기를 제조하는 방법은, 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법이다.
도 1은 2개의 서로 다른 단위 조직등가비례계수기가 결합된 조직등가비례계수기의 전개 사시도이다.
여기서, 내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버를 이루는 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구(10) 및 제 2 챔버 반구(10)를 각각 준비한다. 조직등가비례계수기는 일정한 체적 내에 가스를 봉입하고 양단에 전압을 걸어 입사되는 방사선이 가스 등 기체 내에서 전리작용을 일으킨 결과로 생성된 이온쌍(양의 이온과 음의 이온)을 각각 반대 전극에 수집함으로써 인체 조직과 등가인 흡수선량을 측정한다. 이때 전극은 직경 10μm의 금이 코팅된 텅스텐 와이어 또는 SUS 와이어 등의 애노드 와이어(100)로 이루어진다. 이렇게 조직등가비례검출기(110)에 의해 측정된 흡수선량은 인체의 등가선량을 평가하는 정보로 이용된다.
본 발명의 발명자들은 방향 의존성이 없다는 장점을 갖는 조직등가비례계수기인 구형의 조직등가비례계수기로 설계하였으며, 서로 동일한 형태로 이루어져서 제조시 구분이 없이 제조하는 것이 가능한 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구 2개를 합치면 하나의 전체 구 형태를 이루게 된다.
즉, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구는 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조(20)가 형성되어 있어서, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조(20)를 통해서 구 형태의 챔버가 조립된다.
여기서, 상기 단위 조직등가비례계수기를 조립하는 단계; 및 상기 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계로서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 제 2 결합 구조를 통해서, 서로 다른 단위 조직등가비례계수기를 결합하게 된다. 즉, 2개의 제 1 챔버 반구 및 2개의 제 2 챔버 반구가 결합되어 2개의 단위 조직등가비례계수기를 만들고, 각각 만들어진 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 제 2 결합 구조를 통해서 결합되게 되어, 결과적으로 2개의 서로 다른 단위 조직등각비례계수기가 결합되게 된다. 관련하여, 도 3은, 각각 만들어진 2개의 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 제 2 결합 구조(30, 40, 70)를 통해서 결합되어, 2개의 서로 다른 단위 조직등각비례계수기가 결합되는 모습을 나타내었다.
이와 같이 함으로써, 종래 요구되는 감도가 커지게 되면, 감도가 표면적(구의 경우, 구의 표면적인 4πr2에 비례하기 때문에 부피가 매우 커지게 되는 단점을 극복하는 것이 가능하게 된다.
예를 들어, 직경 125mm와 동등한 감도를 얻기 위해서는 직경 15.56mm 9개로 구성할 경우, 1.12배의 감도를 만들 수 있는 반면에, 부피는 (4π/3)r3에 비례하므로, (1/64)배 줄일 수 있다는 결론에 도달한다.
따라서, 본 발명에 따라 조직등가비례계수기를 제조할 경우, 동일한 감도를 내면서도 아주 작은 부피의 검출기를 제조하는 것이 가능하다. 그 결과, 부피가 작아야만 사용이 가능하던 환경이나 기존에 부피가 큰 검출기를 대체하는 것이 가능하게 된다.
나아가, 요구되는 감도가 서로 상이한 환경에서도 해당 환경에 대응되게 방사선 피폭량을 측정할 수 있는 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하다. 즉, 생활 방사선 등 상대적으로 방사선 피폭량이 크지 않은 환경에서 사용하는 조직등가비례계수기는 감도가 좋아야만 사용이 가능하며, 원자력 발전소, 핵융합연구소, CT, MRI 촬영장소 등과 같이 방사선 피폭량이 큰 환경에서는 감도가 상대적으로 감도가 낮아야만 사용이 가능하고, 포화 상태가 되어 검출이 되지 않는 현상을 막을 수 있는데, 이와 같이 서로 상이한 환경에 맞게 감도가 높은 조직등가비례계수기는 물론이고 감도가 낮은 조직등가비례계수기를 손쉽고 빠르게 제조하는 것이 가능하다.
한편, 상기 제 1 결합 구조(20)는, 상기 제 1 챔버 반구(10) 및 상기 제 2 챔버 반구(10)의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈(21)을 형성하고, 상기 결합홈(21)에 삽입되는 결합부재(예를 들어, 접속 핀 등)(20)를 통하여 상기 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어진다. 관련하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 반구에 대한 도면 및 동일한 형태의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버로 조립되어 단위 조직등가비례계수기를 만드는 모습을 나타내었다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)(40)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트(40)와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator)(30), 및 상기 애노드 인설레이터(30)의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support)(40)를 포함한다. 관련하여, 도 4에서는, 도 4는 애노드 서포트 관통구조(31)과 주사기로 전도성 에폭시가 삽입될 수 있는 에폭시 삽입홀(32)을 갖는 애노드 인설레이터(30), 및 애노드 인설레이터를 관통하는 애노드 서포트(40)에 대해서 도시되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 애노드 인설레이터(30) 및 상기 애노드 서포트(40)를 내부에 감싸면서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링(connection ring)(70)을 더 포함한다.
또한, 상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터(30)가 각각 안착되는 단계; 상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조(31)를 통해서 애노드 서포트(40)를 삽입하여 결합하는 단계; 상기 애노드 와이어(100)가 양쪽 끝 PCB(50)에 각각 솔더링되는 단계; 및 상기 PCB(50)가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)(80)가 상기 애노드 인설레이터(30)와 결합되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링(60)이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어(100)에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터(30) 및 상기 와이어 서포트(40)의 사이에 스프링(60)을 개재하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 복수의 단위 조직등가비례계수기 사이를 하나의 공통된 애노드 와이어(100)로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 애노드를 형성하는 단계는, 상기 애노드 와이어(100)가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는 상기 애노드 와이어의 직경(예를 들어 직경이 10마이크로미터)보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체(직경이 30마이크로미터)를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 할 수도 있다.
상술한 조직등가비례계수기의 제조 방법에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 단위 조직등가비례계수기를 조립하여 감도가 상대적으로 낮은 조직등가비례계수기를 제조하는 것도 가능하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 감도가 상대적으로 높은, 즉 도 5에 도시된 조직등가비례계수기 보다 감도가 4배 높은 8개의 단위 조직등가비례계수기를 조립하여 조직등가비례계수기를 제조하는 것도 가능하다. 이와 같이, 동일한 형태의 복수 개의 단위체를 적층하여 제작하기 때문에, 제작이나 조립하는 것이 쉬워서 생산 비용을 저감시키는 것이 가능하다.
(제 2 실시예)
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조직등가비례계수기의 제조 방법은, 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 n개(n개, n은 2 이상의 자연수)의 조직등가비례계수기를 결합하기 위하여, 장구형 단위체 (n-1)개, 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법이다. 여기서 장구형 단위체는 도 7에 도시된 것과 같이 형성될 수 있다.
즉, 내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버의 일부를 이루되, 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 양쪽 방향이 개방되게 서로 일체로 결합된 장구형 단위체를 준비하는 단계; 상기 (n-1)개의 장구형 단위체를 조립하되, 상기 장구형 단위체 (n-1)개의 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 인접하는 장구형 단위체의 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계; 및 상기 장구형 단위체 (n-1)개 중 양쪽 끝에 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 장구형 단위체에 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함한다. 상술한 바와 같이 장구형 단위체는 복수 개의 조직등가비례계수기를 제조할 때 실제로 조립상의 속도 향상 등을 위하여 도움을 주게 된다.
또한, 상기 제 1 결합 구조는, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 삽입되는 결합부재를 통하여 상기 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어진다.
또한, 상기 장구형 단위체는, 상기 장구형 단위체를 이루는 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 사이에 제 2 결합 구조를 통해서 일체로 결합되어 있는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator); 및 상기 애노드 인설레이터의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support);를 포함한다.
또한, 상기 제 2 결합 구조는, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 애노드 서포트를 내부에 감싸면서, 상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링을 더 포함한다.
나아가, 장구형 단위체는 애노드 서포트, 애노드 인설레이터, 접속링까지 일체로 조립이 된 상태로 제조되는 것이, 복수 개의 조직등가비례계수기를 제조할 때 실제로 조립 상의 속도 향상 등을 위하여 도움을 주게 된다.
또한, 상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터가 각각 안착되는 단계; 상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조를 통해서 애노드 서포트를 삽입하여 결합하는 단계; 상기 애노드 와이어가 양쪽 끝 PCB에 각각 솔더링되는 단계; 및 상기 PCB가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)가 상기 애노드 인설레이터와 결합되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 와이어 서포트의 사이에 스프링을 개재하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 전체 조직등가비례계수기를 하나의 공통된 애노드 와이어로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 애노드를 형성하는 단계는, 상기 애노드 와이어가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는 상기 애노드 와이어의 직경보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 ... 제 1 챔버 반구 또는 제 2 챔버 반구
20 ... 제 1 결합 구조
30 ... 애노드 인설레이터
31 ... 애노드 서포트 관통구조
32 ... 에폭시 삽입홀
40 ... 애노드 서포트
50 ... 애노드 와이어 PCB
60 ... 스프링
70 ... 접속링
80 ... 와이어 서포트
100 ... 애노드 와이어

Claims (15)

  1. 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법으로서,
    내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버를 이루는 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 각각 준비하는 단계; 및 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구는 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함하여, 상기 단위 조직등가비례계수기를 조립하는 단계; 및
    상기 필요로 하는 단위 조직등가비례계수기의 개수만큼의 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계로서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 제 2 결합 구조를 통해서, 서로 다른 단위 조직등가비례계수기를 결합하는 단계;를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 구조는,
    상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 삽입되는 결합부재를 통하여 상기 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어지는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 구조는,
    서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator); 및
    상기 애노드 인설레이터의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support);를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 구조는,
    상기 애노드 인설레이터 및 상기 애노드 서포트를 내부에 감싸면서, 서로 인접한 서로 다른 단위 조직등가비례계수기의 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링을 더 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터가 각각 안착되는 단계;
    상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조를 통해서 애노드 서포트를 삽입하여 결합하는 단계;
    상기 애노드 와이어가 양쪽 끝 PCB에 각각 솔더링되는 단계; 및
    상기 PCB가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)가 상기 애노드 인설레이터와 결합되는 단계;를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 조직등가비례계수기 가운데 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 와이어 서포트의 사이에 스프링을 개재하는 단계;를 더 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 단위 조직등가비례계수기 사이를 하나의 공통된 애노드 와이어로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 애노드를 형성하는 단계는,
    상기 애노드 와이어가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는
    상기 애노드 와이어의 직경보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  8. 제조하고자 하는 조직등가비례계수기에서 요구하는 감도 및 단위 조직등가비례계수기의 감도에 기초하여 도출된, 필요로 하는 n개(n개, n은 2 이상의 자연수)의 조직등가비례계수기를 결합하기 위하여, 장구형 단위체 (n-1)개, 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구를 결합하여 조직등가비례계수기를 제조하는 방법으로서,
    내부에 가스가 봉입되고 입사되는 방사선이 가스 내에서 전리작용을 일으키게 하는 챔버의 일부를 이루되, 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구가 양쪽 방향이 개방되게 서로 일체로 결합된 장구형 단위체를 준비하는 단계;
    상기 (n-1)개의 장구형 단위체를 조립하되, 상기 장구형 단위체 (n-1)개의 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 인접하는 장구형 단위체의 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계; 및
    상기 장구형 단위체 (n-1)개 중 양쪽 끝에 개방된 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에는 각각 서로 결합되는 외주링의 대향면에 제 1 결합 구조가 형성되어 있어서, 상기 장구형 단위체에 대응되는 제 2 챔버 반구 및 상기 제 1 챔버 반구가 상기 제 1 결합 구조를 통해서 구 형태의 챔버가 조립되는 단계;를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 구조는,
    상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 대향면에 대응되는 위치에 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 삽입되는 결합부재를 통하여 상기 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구의 결합이 이루어지는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 장구형 단위체는,
    상기 장구형 단위체를 이루는 상기 제 1 챔버 반구 및 상기 제 2 챔버 반구의 사이에 제 2 결합 구조를 통해서 일체로 결합되어 있는 단계;를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 구조는,
    상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부가 서로 맞물릴 때 상기 결합부 내면에 안착되고, 그 중앙부를 애노드 서포트(annode support)를 삽입하여 결합될 수 있는 애노드 서포트 관통구조를 갖고, 주사기로 전도성 에폭시를 삽입하여 상기 애노드 서포트와 고정될 수 있도록 하는 동시에 외부와 통전하게 하는 에폭시 삽입홀을 갖는, 애노드 인설레이터(anode insulator); 및
    상기 애노드 인설레이터의 애노드 서포트 관통구조에 삽입하여 결합되는 애노드 서포트(annode support);를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 구조는,
    상기 애노드 인설레이터 및 상기 애노드 서포트를 내부에 감싸면서, 상기 장구형 단위체를 이루는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부를 고정하는 접속링을 더 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝에 위치하는 제 1 챔버 반구 및 제 2 챔버 반구에 형성된 결합부 내면에 애노드 인설레이터가 각각 안착되는 단계;
    상기 애노드 인설레이터의 중앙부의 애노드 서포트 관통구조를 통해서 애노드 서포트를 삽입하여 결합하는 단계;
    상기 애노드 와이어가 양쪽 끝 PCB에 각각 솔더링되는 단계; 및
    상기 PCB가 안착되는 구조를 제공하는 와이어 서포트(wire support)가 상기 애노드 인설레이터와 결합되는 단계;를 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 조직등가비례계수기의 양쪽 끝 중 어느 하나 이상에 있어서, 스프링이 상기 PCB를 복원력으로 밀어서 상기 애노드 와이어에 장력(tension)을 제공하도록, 상기 애노드 인설레이터 및 상기 와이어 서포트의 사이에 스프링을 개재하는 단계;를 더 포함하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전체 조직등가비례계수기를 하나의 공통된 애노드 와이어로 관통하여 애노드를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 애노드를 형성하는 단계는,
    상기 애노드 와이어가 미리 관통되어 있으면서 그 외경이 상기 애노드 서포트의 내경보다는 작은 튜브를 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통시킨 다음, 상기 튜브를 제거하여, 상기 애노드 와이어가 상기 복수 개의 애노드 서포트 사이를 관통하게 하거나, 또는
    상기 애노드 와이어의 직경보다는 굵고 상기 애노드 서포트의 내경보다는 가는 매개체를 이용하여, 상기 애노드 와이어를 갈고리로 걸어서, 상기 매개체가 상기 복수 개의 애노드 서포트를 관통하게 하는,
    조직등가비례계수기의 제조 방법.
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