KR20180082095A - 방사선 계측 환경 개선 방법 및 방사선 계측 챔버 - Google Patents
방사선 계측 환경 개선 방법 및 방사선 계측 챔버 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 배경준위(background level) 저감을 이용한 방사선 계측 환경 개선 방법에 관한 것으로, 계측 챔버의 내부의 공기가 계측 챔버의 외부로 배기(排氣)되는 단계, 계측 챔버의 내부로 비방사성 기체가 주입되는 단계 및 계측 챔버의 내부에서 계측대상시료의 방사선량이 계측기에 의하여 계측되는 단계를 포함하고, 계측 챔버의 내부로부터 공기가 배기되고, 비방사성 기체가 계측 챔버의 내부로 주입되어 계측 챔버의 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측 챔버 내에서의 계측효율이 증가되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 방사선 계측 환경 개선 방법 및 방사선 계측 챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계측 챔버의 내부로부터 공기가 배기되고, 비방사성 기체가 계측 챔버의 내부로 주입되어 계측 챔버의 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측 챔버 내에서의 계측효율이 기존에 비하여 상대적으로 증가되는 방사선 계측 환경 개선 방법 및 방사선 계측 챔버에 관한 것이다.
방사선이란 어떤 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내놓는 알파선, 전자, 감마선, X선, 중성자를 의미하여, 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 내놓는 전자기파보다 에너지가 크기 때문에 훨씬 더 위험하다.
근래 후쿠시마 원전 사고, 원자력 발전소 등으로 인하여 방사능 오염에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 방사선량을 측정하는 계측기의 개발이 증가하고 있다.
종래 방사선 계측 시, 계측 챔버 내부에 방사선 계측기가 위치하고, 차폐된 상태에서 계측 시료의 방사선량을 계측기가 측정하는 방식으로 진행되었다.
다만, 이러한 종래의 계측 방법에는 계측 챔버 내부를 채우고 있는 공기 중에 우라늄 및 토륨 계열의 자연방사성 물질이 포함되어 있을 가능성이 높고, 이러한 자연방사성 물질은 방사선 계측의 정확도 및 민감도를 저해하는 배경잡음(background noise)으로 작용될 가능성이 있는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 계측 챔버 내부의 자연방사성 물질을 제거하여 배경준위가 저감되고, 이로 인하여 계측효율이 기존의 계측기 및 계측 챔버에 비하여 상대적으로 증가할 수 있는 방사선 계측 환경 개선 방법을 제공하고자 한다.
또한, 기존의 방사선 계측 장치와 대비하여 상대적으로 측정 시간을 줄일 수 있고, 정밀한 계측이 가능한 방사선 계측 환경 개선 방법을 제공한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로써, 배경준위(background level) 저감을 이용한 방사선 계측 환경 개선 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법에 의하면, 계측 챔버의 내부의 공기가 계측 챔버의 외부로 배기(排氣)되는 단계, 계측 챔버의 내부로 비방사성 기체가 주입되는 단계 및 계측 챔버의 내부에서 계측대상시료의 방사선량이 계측기에 의하여 계측되는 단계를 포함할 수 있고, 계측 챔버의 내부로부터 공기가 배기되고, 비방사성 기체가 계측 챔버의 내부로 주입되어 계측 챔버의 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측 챔버 내에서의 계측효율이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법은, 계측 챔버의 내부의 압력이 측정되는 단계를 더 포함할 수 있고, 계측 챔버의 내부는 압력 조절이 가능할 수 있다.
이 때, 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 중 어느 하나일 수 있고, 계측대상시료는 고체, 액체 또는 기체 상태일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로써, 배경준위 저감을 이용한 방사선 계측 챔버가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버는 외부 공기의 유입을 차단하는 밀폐 셀(cell), 밀폐 셀의 내부에 위치하고, 계측대상시료의 방사선량을 계측하는 계측기, 밀폐 셀의 일단에 위치하고, 밀폐 셀 내부의 기체를 배기하여 진공 상태를 생성하는 펌프 및 밀폐 셀의 일단에 위치하고, 밀폐 셀 내부로 비방사성 기체를 주입하는 인렛을 포함할 수 있고, 밀폐 셀의 내부로부터 기체가 배기되고, 비방사성 기체가 밀폐 셀 내부로 주입되어 밀폐 셀 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측기의 계측효율이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버는, 밀폐 셀 내부의 압력을 측정하는 압력측정기를 더 포함할 수 있고, 펌프 또는 인렛에 의하여 밀폐 셀 내부의 압력 조절이 가능할 수 있다.
이 때, 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 어느 하나일 수 있고, 계측대상시료는 고체, 액체 또는 기체 상태일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법에 의하면, 계측 챔버 내부의 자연방사성 물질을 제어하여 배경준위가 저감되고, 이로 인하여 계측효율이 기존의 계측기 및 계측 챔버에 비하여 상대적으로 증가될 수 있다.
또한, 기존의 방사선 계측 장치와 대비하여 상대적으로 측정 시간을 줄일 수 있고, 정밀한 계측이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 3은 액체질소 저장용기를 포함하는 방사선 계측 챔버의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 3은 액체질소 저장용기를 포함하는 방사선 계측 챔버의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 구성을 나타내는 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
방사선이란 어떤 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내놓는 알파선, 전자, 감마선, X선, 중성자를 의미하여, 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 내놓는 전자기파보다 에너지가 크기 때문에 훨씬 더 위험하다.
근래 후쿠시마 원전 사고, 원자력 발전소 등으로 인하여 방사능 오염에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 방사선량을 측정하는 계측기의 개발이 증가하고 있다.
종래 방사선 계측 시, 계측 챔버 내부에 방사선 계측기가 위치하고, 차폐된 상태에서 계측 시료의 방사선량을 계측기가 측정하는 방식으로 진행되었다.
다만, 이러한 종래의 계측 방법에는 계측 챔버 내부를 채우고 있는 공기 중에 우라늄 및 토륨 계열의 자연방사성 물질이 포함되어 있을 가능성이 높고, 이러한 자연방사성 물질은 방사선 계측의 정확도 및 민감도를 저해하는 배경잡음(background noise)으로 작용될 가능성이 있는 문제점이 존재한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법의 순서도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예로써, 배경준위(background level) 저감을 이용한 방사선 계측 환경 개선 방법이 제공될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법에 의하면, 계측 챔버의 내부의 공기가 계측 챔버의 외부로 배기(排氣)되는 단계(S100), 계측 챔버의 내부로 비방사성 기체가 주입되는 단계(S200) 및 계측 챔버의 내부에서 계측대상시료의 방사선량이 계측기에 의하여 계측되는 단계(S300)를 포함할 수 있고, 계측 챔버의 내부로부터 공기가 배기되고, 비방사성 기체가 계측 챔버의 내부로 주입되어 계측 챔버의 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측 챔버 내에서의 계측효율이 기존의 계측기 및 계측 챔버에 비하여 상대적으로 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 환경 개선 방법은, 계측 챔버의 내부의 압력이 측정되는 단계를 더 포함할 수 있고, 계측 챔버의 내부는 압력 조절이 가능할 수 있다.
이 때, 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 중 어느 하나일 수 있고, 계측대상시료는 특정용기에 담긴 고체, 액체, 기체 상태일 수 있다. 또한, 비방사성 기체는 비방사성 액체로 대체될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 예시적인 구성을 나타내고, 도 3은 액체질소 저장용기를 포함하는 방사선 계측 챔버(1000)의 예시적인 구성을 나타내며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 다른 실시예로써, 배경준위 저감을 이용한 방사선 계측 챔버(1000)가 제공될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버(1000)는 외부 공기의 유입을 차단하는 밀폐 셀(cell)(1100), 밀폐 셀(1100)의 내부에 위치하고, 계측대상시료의 방사선량을 계측하는 계측기(1200), 밀폐 셀(1100)의 일단에 위치하고, 밀폐 셀(1100) 내부의 기체를 배기하여 진공 상태를 생성하는 펌프(1300) 및 밀폐 셀(1100)의 일단에 위치하고, 밀폐 셀(1100) 내부로 비방사성 기체를 주입하는 인렛(1400)을 포함할 수 있고, 밀폐 셀(1100)의 내부로부터 기체가 배기되고, 비방사성 기체가 밀폐 셀(1100) 내부로 주입되어 밀폐 셀(1100) 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 계측기(1200)의 계측효율이 기존의 계측기 및 계측 챔버에 비하여 상대적으로 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버(1000)는, 밀폐 셀(1100) 내부의 압력을 측정하는 압력측정기(1500)를 더 포함할 수 있고, 펌프(1300) 또는 인렛(1400)에 의하여 밀폐 셀(1100) 내부의 압력 조절이 가능할 수 있다. 이 때 압력측정기(1500)는 펌프(1300) 내부 또는 펌프(1300)에 인접하여 위치할 수 있다.
이 때, 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 중 어느 하나일 수 있고, 계측대상시료는 고체, 액체 또는 기체 상태일 수 있고, 계측대상시료는 특정 용기에 담긴 형태일 수 있다. 또한, 비방사성 기체는 액체로 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계측기(1200)는 고순도 저마늄(High Purity Germanium)일 수 있으나, 이에 한정되지는 아니하고 대상시료의 방사선을 계측할 수 있는 모든 계측장비를 포함할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면 반도체 검출기의 냉각제로 사용되는 액체질소가 액체질소 저장용기(1600)에 저장되고, 액체질소 저장용기(1600)에 저장된 액체질소가 냉각 후 기화되어 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 계측 챔버(1000)의 인렛(1400)을 통하여 밀폐 셀(1100)로 주입될 수 있다. 즉, 반도체 검출기의 냉각제로 사용된 후 기화되어 버려지는 액체질소를 활용한 비방사성 기체가 밀폐 셀(1100)로 주입됨으로써, 별도의 비방사성 기체를 활용하는 것보다 경제적 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치와 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 장치와 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 방사선 계측 챔버
1100: 밀폐 셀
1200: 계측기
1300: 펌프
1400: 인렛
1500: 압력측정기
1600: 액체질소 저장용기
1100: 밀폐 셀
1200: 계측기
1300: 펌프
1400: 인렛
1500: 압력측정기
1600: 액체질소 저장용기
Claims (9)
- 배경준위(background level) 저감을 이용한 방사선 계측 환경 개선 방법에 있어서,
계측 챔버의 내부의 공기가 상기 계측 챔버의 외부로 배기(排氣)되는 단계;
상기 계측 챔버의 내부로 비방사성 기체가 주입되는 단계; 및
상기 계측 챔버의 내부에서 계측대상시료의 방사선량이 계측기에 의하여 계측되는 단계;를 포함하고,
상기 계측 챔버의 내부로부터 공기가 배기되고, 상기 비방사성 기체가 상기 계측 챔버의 내부로 주입되어 상기 계측 챔버의 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 상기 계측 챔버 내에서의 계측효율이 증가되는 것을 특징으로 하는 방사선 계측 환경 개선 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 계측 챔버의 내부의 압력이 측정되는 단계;를 더 포함하고,
상기 계측 챔버의 내부는 압력 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 방사선 계측 환경 개선 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사선 계측 환경 개선 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 계측대상시료는 고체, 액체 또는 기체 상태인 것을 특징으로 하는 방사선 계측 환경 개선 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
- 배경준위(background level) 저감을 이용한 방사선 계측 챔버에 있어서,
외부 공기의 유입을 차단하는 밀폐 셀(cell);
상기 밀폐 셀의 내부에 위치하고, 계측대상시료의 방사선량을 계측하는 계측기;
상기 밀폐 셀의 일단에 위치하고, 상기 밀폐 셀 내부의 기체를 배기하여 진공 상태를 생성하는 펌프; 및
상기 밀폐 셀의 일단에 위치하고, 상기 밀폐 셀 내부로 비방사성 기체를 주입하는 인렛;을 포함하고,
상기 밀폐 셀의 내부로부터 기체가 배기되고, 상기 비방사성 기체가 상기 밀폐 셀 내부로 주입되어 상기 밀폐 셀 내부의 자연방사성 물질의 분압이 감소되고, 배경준위가 저감되어 상기 계측기의 계측효율이 증가되는 것을 특징으로 하는 방사선 계측 챔버.
- 제 6 항에 있어서,
상기 밀폐 셀 내부의 압력을 측정하는 압력측정기를 더 포함하고,
상기 펌프 또는 상기 인렛에 의하여 상기 밀폐 셀 내부의 압력 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 방사선 계측 챔버.
- 제 6 항에 있어서,
상기 비방사성 기체는 질소, 아르곤 및 헬륨 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사선 계측 챔버.
- 제 6 항에 있어서,
상기 계측대상시료는 고체, 액체 또는 기체 상태인 것을 특징으로 하는 방사선 계측 챔버.
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