KR20180095345A - optical fiber distributed detector for detecting radiation and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 방사선 감응 광섬유를 통해 위치별 방사선량과 방사선량률을 산출할 수 있도록 된 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber distribution type radiation detector and a detection method thereof, and more particularly, to an optical fiber distribution type radiation detector and a detection method capable of calculating a radiation dose and a radiation dose rate for each position through a radiation sensitive optical fiber.
일반적으로 방사선 센서는 원자력 산업에서 원자력 발전소, 입자 가속기, 방사성 동위 원소 생산 취급 기관, 원자력 관련 연구소 등의 시설들의 안전을 위한 방사선량 계측에 사용되고 있다. 특히 의료 산업에서 방사선 치료시 환자의 개인 선량을 측정하는 데 응용되고 있으며, 아울러 물성 특성 및 비파괴 검사(NDT)와 학술분야에서 연구용으로 널리 이용되고 있다.In general, radiation sensors are used in the nuclear industry to measure radiation doses for the safety of facilities such as nuclear power plants, particle accelerators, radioactive isotope production hospitals, and nuclear research institutes. Especially, it is applied to the measurement of individual dose of patient in radiation treatment in medical industry, and it is widely used in researches in physical properties and nondestructive testing (NDT) and academic field.
방사선 센서 종류로는 직접 전리 방식에 의한 방사선 측정과 간접 전리 방식에 의한 측정 방법이 있고, 측정은 계수기, 분광법, 선량 측정법 및 영상 측정 방법이 있다. 최근에는 기존 방사선 측정 방법에 비하여 저가, 전기적 및 정전기적 방해에 대한 내성, 방사선 원격 감시 및 신호의 다중화 등의 장점을 가진 광섬유를 이용한 방사선 선량 측정 방법이 개발되고 있고 국내 공개특허 제10-2014-0137065호에 광섬유기반 방사선 센서 시스템이 게시되어 있다.There are two types of radiation sensors: direct ionization and indirect ionization. Counter, spectroscopy, dosimetry, and image measurement methods are available. In recent years, there has been developed a radiation dose measuring method using an optical fiber having advantages such as resistance to low cost, electric and electrostatic interference, remote monitoring of radiation and multiplexing of signals, compared to the conventional radiation measuring method, and Korean Patent Laid- 0137065 discloses a fiber-based radiation sensor system.
상기 방사선 센서 시스템은 방사센 센서 프로부가 병렬적으로 다수 적용되며 종단에 방사선 민감 물질을 적용한 구조로서 채널수의 확장에 한계가 있고, 구조가 복잡한 단점이 있다.In the radiation sensor system, a plurality of radiation sensor pros are applied in parallel, and a radiation sensitive material is applied to the end of the radiation sensor system, which limits the extension of the number of channels and complicates the structure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 광섬유의 위치별 방사선량을 정밀하게 측정할 수 있는 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an optical fiber distribution type radiation detector and a detection method capable of precisely measuring a radiation dose of each optical fiber position.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기는 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유와; 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유와; 광을 출사하는 광송신부와; 상기 광송신부에서 출사된 광을 제1분기광과 제2분기광으로 분배하여 출력하는 광분배기와; 상기 광분배기에서 분배된 제1분기광을 제1입력단을 통해 입력받아 제1출력단으로 출력하고, 상기 제1출력단에서 역으로 입사되는 광을 제1검출단으로 출력하는 제1광서큘레이터와; 상기 광분배기에서 분배된 제2분기광을 제2입력단을 통해 입력받아 제2출력단으로 출력하고, 상기 제2출력단에서 역으로 입사되는 광을 제2검출단으로 출력하는 제2광서큘레이터와; 상기 제1출력단에 일단이 접속되며 타단은 상기 방사선 감응 광섬유와 접속되는 제1기준광섬유와; 상기 제2출력단에 일단이 접속되며 타단은 상기 내방사선 광섬유에 접속되는 제2기준광섬유와; 상기 제1 및 제2검출단에서 출력되는 신호를 수신하는 광수신부와; 상기 광수신부에서 수신된 신호로부터 상기 방사능 감응 광섬유의 위치별 방사능 검출을 측정하는 신호 처리부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical fiber distribution type radiation detector comprising: a radiation sensitive optical fiber for generating light loss when exposed to radiation; An intrinsic radiation optical fiber unreactive to radiation; An optical transmitter for emitting light; An optical splitter that divides the light emitted from the optical transmitter into first and second branched lights; A first optical circulator for receiving first branched light divided by the optical splitter through a first input end and outputting the first branched light to a first output end and outputting light incident on the first output end to a first detection end; A second optical circulator for receiving the second branched light split by the optical splitter through a second input terminal and outputting the second branched light to a second output terminal and outputting light incident on the second output terminal to a second detection terminal; A first reference optical fiber having one end connected to the first output terminal and the other end connected to the radiation sensitive optical fiber; A second reference optical fiber having one end connected to the second output terminal and the other end connected to the inner radiation optical fiber; A light receiving unit receiving a signal output from the first and second detecting units; And a signal processing unit for measuring the radiation detection by the position of the radiation-sensitive optical fiber from the signal received by the light receiving unit.
바람직하게는 상기 방사선감응 광섬유의 코어에는 Al, Co, Fe, Ti, Cu , P, Yb, Er, Tm, Ge 중 적어도 하나가 함유되어 있다.Preferably, the core of the radiation-sensitive optical fiber contains at least one of Al, Co, Fe, Ti, Cu, P, Yb, Er, Tm and Ge.
또한, 상기 제1 및 제2 기준광섬유의 코어에는 Ge, F 중 적어도 하나가 함유되거나 실리카 소재로 형성된 것이 적용된다.In addition, at least one of Ge and F may be contained in the cores of the first and second reference optical fibers or may be formed of silica.
또한, 상기 방사선 감응 광섬유와 상기 내방사선 광섬유는 상호 나란하게 배치된다.In addition, the radiation-sensitive optical fiber and the inner radiation optical fiber are arranged side by side.
바람직하게는 상기 신호 처리부는 상기 광송신부로부터 펄스광이 출력되게 제어하고, 상기 내방사 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 보정기준신호를 이용하여 상기 방사선 감응 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 센싱신호를 보정하고, 보정된 신호로부터 시간에 따른 방사선량인 방사선량률을 산출한다.Preferably, the signal processing unit controls the pulse light to be output from the optical transmission unit, and outputs the correction reference signal received through the light reception unit from the radiation optical fiber to the sensing unit, The signal is corrected, and the radiation dose rate, which is the radiation dose over time, is calculated from the corrected signal.
또한, 상기 제1기준광섬유와 상기 방사선 감응 광섬유 상호간 및 상기 제2기준광섬유와 상기 내방사선 광섬유 상호간은 광접속부를 통해 상호 접속되어 있고, 상기 내방사선 광섬유는 코어 및 클래딩에 불소가 함유되어 있거나, 코어에는 도펀트가 함유되어 있지 않고 클래드에만 불소가 함유된 것이 적용된다.Further, the first reference optical fiber and the radiation-sensitive optical fiber, and between the second reference optical fiber and the inner radiation optical fiber are mutually connected through an optical connection portion, and the inner radiation optical fiber has fluorine contained in the core and the cladding, The core does not contain a dopant and only fluorine is contained in the clad.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방사선 검출 방법은 가. 준비모드에서 상기 방사선 감응 광섬유의 방사선 노출전의 반사광을 검출하여 비교기준 정보로 기록하는 단계와; 나. 측정모드에서 상기 방사선 감응 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 광과 상기 비교기준정보와의 차를 이용하여 거리에 따른 누적 광손실값을 산출하는 단계와; 다. 측정모드에서 상기 내방사선 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 광으로부터 상기 방사선 감응 광섬유의 기계적 손실을 보상하여 상기 누적광손실값을 조정하는 단계와; 라. 상기 다단계에서 조정된 거리별 누적 광손실값을 거리별 방사선량값으로 변환하는 단계와; 마. 상기 라 단계에서 산출된 방사선량값의 시간 변화율을 이용하여 광섬유 위치별 방사선량을 산출하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a radiation detecting method comprising: Detecting reflected light before the radiation exposure of the radiation-sensitive optical fiber in the preparation mode and recording it as comparison reference information; I. Calculating an accumulated optical loss value according to a distance using a difference between the light received from the radiation receiving optical fiber through the light receiving unit and the comparison reference information in a measurement mode; All. Adjusting a cumulative optical loss value by compensating a mechanical loss of the radiation-sensitive optical fiber from light received through the optical reception unit from the inner radiation optical fiber in a measurement mode; la. Converting the cumulative optical loss value for each distance adjusted in the multistage to a distance radiation dose value; hemp. And calculating a radiation dose for each optical fiber position using the time variation rate of the radiation dose value calculated in the step (a).
본 발명에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법에 의하면, 방사선 감응 광섬유의 위치별 노출 방사선량의 원격 실시간 모니터링이 가능하고, 방사선 측정의 정확도도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.According to the optical fiber distribution type radiation detector and detection method of the present invention, it is possible to perform remote real-time monitoring of the exposure dose by the position of the radiation-sensitive optical fiber and to improve the accuracy of the radiation measurement.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 방사선 감응 광섬유의 적용조건을 설명하기 위한 그래프이고,
도 3은 도 1의 광수신부를 통해 수신되는 신호를 설명하기 위한 그래프이고,
도 4는 도 3의 광손실에 대응하는 방사선량을 나타내보인 그래프이다.1 is a view showing an optical fiber distribution type radiation detector according to the present invention,
FIG. 2 is a graph for explaining application conditions of the radiation-sensitive optical fiber of FIG. 1,
FIG. 3 is a graph for explaining signals received through the optical receiver of FIG. 1,
4 is a graph showing the radiation dose corresponding to the optical loss of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an optical fiber distribution type radiation detector and a detection method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an optical fiber distribution type radiation detector according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유 분포형 방사선 검출기(100)는 광송신부(110), 광분배기(120), 제1 및 제2광서큘레이터(131)(132), 제1 및 제2기준 광섬유(141)(142), 광접속부(160), 방사선감응 광섬유(151), 내방사선 광섬유(152), 광수신부(170), 신호 처리부(180)를 구비한다.1, an optical fiber distribution
광송신부(110)는 신호 처리부(180)에 제어되어 광을 출사한다.The
광송신부(110)는 400 내지 1600 nm 파장 대역 내의 광을 출사하는 광원이 적용되는 것이 바람직하다.Preferably, the
광분배기(120)는 광송신부(110)에서 출사된 광을 수신받아 제1분배경로와 제2분배경로를 통해 제1분기광과 제2분기광으로 각각 분배하여 출력한다.The
광분배기(120)는 광커플러가 적용될 수 있다.The
제1광서큘레이터(131)는 광분배기(120)에서 분배된 제1분기광을 제1입력단(131a)을 통해 입력받아 제1출력단(131b)으로 출력하고, 제1출력단(131b)에서 역으로 입사되는 광을 제1검출단(131c)으로 출력한다.The first
제2광서큘레이터(132)는 광분배기(120)에서 분배된 제2분기광을 제2입력단(132a)을 통해 입력받아 제2출력단(132b)으로 출력하고, 제2출력단(132b)에서 역으로 입사되는 광을 제2검출단(132c)으로 출력한다.The second
제1기준 광섬유(141)는 제1출력단(131b)에 일단이 접속되며 타단은 광접속부(160)를 통해 방사선 감응 광섬유(151)와 접속되게 설치된다.The first reference
여기서 제1기준광섬유(141)는 통신용 광섬유가 적용되면 되고, 일 예로서, 코어(141a)에 Ge 또는 F가 첨가된 것을 적용하거나, 코어(141a)가 실리카 소재로 형성된 것을 적용한다. 참조부호 141b는 제1기준광섬유(141)의 코어(141a)를 감싸며 코어(141a) 보다 굴절율이 낮게 형성된 클래드이고, 참조부호 141c는 피복층이다. Here, the optical fiber for communication may be applied to the first reference
제2기준 광섬유(142)는 제2출력단(132b)에 일단이 접속되며 타단은 광접속부(160)를 통해 내방사선 광섬유(152)와 접속되게 설치된다.The second reference
제2 기준광섬유(142)도 통신용 광섬유가 적용되면 되고, 제1기준광섬유(141)와 마찬가지로 코어에 Ge 또는 F가 첨가된 것을 적용하거나, 코어가 실리카 소재로 형성된 것을 적용한다.The second reference
광접속부(160)는 제1기준광섬유(141)와 방사선 감응 광섬유(151)를 상호 접속시키고, 제2기준광섬유(142)와 내방사선 광섬유(152)를 상호 접속시킬 수 있도록 되어 있다.The
광접속부(160)는 통상의 광섬유 커넥터를 적용하는 어댑터 접속방식, 융착 등 다양한 방식을 적용할 수 있다.The
방사선감응 광섬유(151)는 방사선원(20)에 의해 방사선이 노출될 수 있는 방사선 감시영역(10)에 설치되어 있다.The radiation-sensitive
방사선 감응 광섬유(151)는 방사선에 노출되면 광손실을 발생시킬 수 있게 되어 있다.The radiation-sensitive
방사선 감응 광섬유(151)의 코어(151a)에는 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키도록 Al, Co, Fe, Ti, Cu , P, Yb, Er, Tm, Ge 중 적어도 하나가 함유된 것을 적용한다. 참조부호 151b는 방사선 감응 광섬유(151)의 코어(151a)를 감싸며 코어(151a) 보다 굴절율이 낮게 형성된 클래드이고, 참조부호 151c는 피복층이다. The
한편, 방사선 감응 광섬유(151)에 대해 분포형으로 활용하기 위해서는 아래의 수학식1로 표기된 조건을 만족하게 구축되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in order to utilize the radiation-sensitive
여기서, 는 방사선 감응 광섬유(151) 고유의 광전송 손실 특성값(단위: dB/m)이고, 는 단위길이 및 단위선량당 방사선 노출에 따른 광전송 손실 특성값(단위: dB/(Gy*m))이고, (n)는 단위 길이별 노출 방사선량(단위: Gy)이고, RL은 레일레이 산란손실(단위: dB)이고, Io는 입력광의 인텐서티(단위: dBm)이고, Imin는 측정가능한 최소광의 인텐서티(단위: dBm)이고, C는 기타 광손실(단위: dB)이다.here, (Unit: dB / m) inherent to the radiation-sensitive
기타 광손실 C는 굽힘손실, 접속손실 등에 의해 발생하는 손실을 고려한 것이다.Other optical loss C takes into account losses caused by bending loss, connection loss, and the like.
이러한 조건에 대해, 일 예로서, L=1000m, (n)=10 kGy, RL=30dB, Io=20dBm), Imin=-70dBm, C=1dB일 때, 값의 범위는 0.0295~0dB/m이고, 값에 대응되는 의 최대 허용값 범위는 0~2.95×10-3 dB/(Gy*m)이며 이러한 관계가 도 2에 예시되어 있다. For this condition, as an example, L = 1000 m, (n) = 10 kGy, RL = 30 dB, Io = 20 dBm), I min = -70 dBm, C = The value ranges from 0.0295 to 0 dB / m, The value corresponding to Is in the range of 0 to 2.95 × 10 -3 dB / (Gy * m) and this relationship is illustrated in FIG.
내방사선 광섬유(152)는 방사선 감응 광섬유(151)의 굴곡 등에 의한 기계적 광손실을 파악하여 보상할 수 있게 방사선 노출시에도 광손실이 거의 없는 것으로 형성되어 방사선 감응 광섬유(151)와 상호 나란하게 배치되어 설치되어 있다.The radiation-sensitive
내방사선 광섬유(152)를 방사선 감응 광섬유(151)와 상호 연동되어 굴신을 허용하도록 하는 방식으로 도시된예에서는 방사선 감응 광섬유(151)와 내방사선 광섬유(152)를 상호 바인딩하는 바인더(155)가 적용되어 있다. The
바인더(155)는 일정 간격으로 설치되거나 단일몸체로 튜브형태로 연장되어 방사선 감응 광섬유(151)와 내방사선 광섬유(152)를 모두 수용할 수 있게 설치될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the
내방사선 광섬유(152)는 방사선에 대해 비반응하여 광손실이 발생하지 않는 것을 적용한다.The inner radiation
내방사선 광섬유(152)는 코어(152a) 및 클래딩(152b)에 불소(F)가 함유되어 있거나, 코어(152a)에는 도펀트가 함유되어 있지 않고 클래드(152b)에만 불소(F)가 함유된 것을 적용한다. 참조부호 152c는 내방사선 광섬유(152)의 피복층이다.The radiation ray
광수신부(170)는 방사선 감응 광섬유(151)와 내방사선 광섬유(152)에서 산란되어 역으로 진행하여 제1 및 제2검출단(131c)(132c)에서 출력되는 신호인 레일레이(Rayleigh) 산란 신호를 수신하여 전기적신호로 신호 처리부(180)에 제공한다.The
신호 처리부(180)는 광송신부(110)의 구동을 제어하고, 광수신부(170)에서 수신된 신호로부터 방사능 감응 광섬유(151)의 길이방향을 따르는 위치별 방사능 검출여부 및 방사선량을 측정한다.The
신호 처리부(180)는 광송신부(110)로부터 펄스광이 출력되게 제어하고, 내방사 광섬유(151)로부터 광수신부(170)를 통해 수신된 보정기준신호를 이용하여 방사선 감응 광섬유(151)로부터 광수신부(170)를 통해 수신된 센싱신호를 보정하고, 보정된 신호로부터 시간에 따른 방사선량인 방사선량률을 산출하여 출력부(미도시)를 통해 출력한다.The
여기서, 출력부는 표시장치 또는 원격지의 관리서버로 산출정보를 전송하는 통신장치가 적용될 수 있다.Here, the output unit may be a display device or a communication device that transmits the calculation information to a management server at a remote location.
이하에서는 이러한 방사선 검출과정을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, such a radiation detection process will be described in more detail.
먼저, 신호처리부(180)는 조작부(미도시)를 통해 준비모드로 설정되면 준비모드에서는 방사선 감응 광섬유(151)의 방사선 노출전의 광수신부(170)를 통해 수신된 반사광을 검출하여 비교기준 정보로 메모리(미도시)에 기록한다.First, when the
여기서 준비모드는 방사선원(20)이 배제된 실험실 환경에서 실행하여 비교기준정보를 기록하거나, 현장 환경에서 방사선원(20)이 배제되거나 방사선이 노출되지 않은 것을 확인한 초기 상태에서 준비모드를 수행하여 비교기준 정보를 획득 및 기록하도록 처리하며 된다.Here, the preparation mode is performed in a laboratory environment in which the
준비모드 이후 조작부(미도시)를 통해 측정모드로 설정되면, 신호처리부(180)는 설정된 가동주기마다 광송신부(110)를 제어하여 펄스광이 출사되게 처리하고, 방사선 감응 광섬유(151)로부터 광수신부(170)를 통해 수신된 광과 비교기준정보와의 차를 이용하여 거리에 따른 누적 광손실값을 산출한다.After the preparation mode is set to the measurement mode through the operation unit (not shown), the
여기서, 방사선 감응 광섬유(151)를 통해 방사선 노출전 거리에 따른 반사광이 도 3에 실선으로 표기된 바와 같이 수신되었다면, 방사선이 노출후에는 점선으로 표기된 바와 같이 수신광의 세기가 변하게 된다.Here, if the reflected light according to the distance before exposure through the radiation-sensitive
즉, 도 3에서 S1구간과, S2구간은 방사선 노출이 감지된 위치에 해당한다.That is, in FIG. 3, the S1 section and the S2 section correspond to the positions where the radiation exposure is detected.
참고로 도 3에서 노출전의 거리에 따른 수신광의 세기가 급격하게 수직으로 감쇠하는 부분은 광접속부(160)에서의 접속손실을 의미한다.In FIG. 3, the portion where the intensity of the incident light according to the distance before the exposure is sharply and vertically attenuated refers to a connection loss at the optical connecting
한편, 측정모드에서 누적 광손실값을 산출한 이후에는 내방사선 광섬유(152)로부터 광수신부(170)를 통해 수신된 광으로부터 방사선 감응 광섬유(151)의 기계적 손실을 보상하여 누적광손실값을 조정한다. 즉, 내방사선 광섬유(152)로부터 수신된 광이 굽힘손실등에 의해 감소한 경우 이를 보상하여 방사선 감응 광섬유(151)에 의한 누적광손실값을 조정한다.On the other hand, after the cumulative optical loss value is calculated in the measurement mode, the mechanical loss of the radiation-sensitive
그리고 나서, 신호처리부(180)는 도 4에 도시된 바와 같이 조정된 거리별 누적 광손실값을 거리별 방사선량값으로 변환한다.Then, the
신호처리부(180)의 방사선량값 산출은 비교기준정보에 대응하여 노출된 방사선량에 대응한 광손실을 미리 실험에 의해 측정하고, 측정된 값을 산출용으로 메모리에 기록해놓은 것을 이용하면 된다.The calculation of the radiation dose value of the
또한, 신호처리부(180)는 산출된 방사선량값의 시간 변화율을 이용하여 광섬유 위치별 방사선량을 산출한다.Further, the
이상에서 설명된 광섬유 분포형 방사선 검출기 및 검출 방법에 의하면, 방사선 감응 광섬유의 위치별 노출 방사선량의 원격 실시간 모니터링이 가능하고, 방사선 측정의 정확도도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.According to the optical fiber distribution type radiation detector and detection method described above, remote real-time monitoring of the exposure dose by the position of the radiation-sensitive optical fiber is possible and the accuracy of the radiation measurement can be improved.
110: 광송신부 120: 광분배기
131: 제1광서큘레이터 132: 제2광서큘레이터
141: 제1기준 광섬유 142: 제2기준 광섬유
160: 광접속부 151: 방사선감응 광섬유
152: 내방사선 광섬유 170: 광수신부
180: 신호 처리부110: optical transmitter 120: optical splitter
131: first optical circulator 132: second optical circulator
141: first reference optical fiber 142: second reference optical fiber
160: Optical connection part 151: Radiation-sensitive optical fiber
152: IR radiation optical fiber 170:
180: Signal processing section
Claims (8)
방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유와;
광을 출사하는 광송신부와;
상기 광송신부에서 출사된 광을 제1분기광과 제2분기광으로 분배하여 출력하는 광분배기와;
상기 광분배기에서 분배된 제1분기광을 제1입력단을 통해 입력받아 제1출력단으로 출력하고, 상기 제1출력단에서 역으로 입사되는 광을 제1검출단으로 출력하는 제1광서큘레이터와;
상기 광분배기에서 분배된 제2분기광을 제2입력단을 통해 입력받아 제2출력단으로 출력하고, 상기 제2출력단에서 역으로 입사되는 광을 제2검출단으로 출력하는 제2광서큘레이터와;
상기 제1출력단에 일단이 접속되며 타단은 상기 방사선 감응 광섬유와 접속되는 제1기준광섬유와;
상기 제2출력단에 일단이 접속되며 타단은 상기 내방사선 광섬유에 접속되는 제2기준광섬유와;
상기 제1 및 제2검출단에서 출력되는 신호를 수신하는 광수신부와;
상기 광수신부에서 수신된 신호로부터 상기 방사능 감응 광섬유의 위치별 방사능 검출을 측정하는 신호 처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 분포형 방사선 검출기.A radiation sensitive optical fiber for generating a light loss when exposed to radiation;
An intrinsic radiation optical fiber unreactive to radiation;
An optical transmitter for emitting light;
An optical splitter that divides the light emitted from the optical transmitter into first and second branched lights;
A first optical circulator for receiving first branched light divided by the optical splitter through a first input end and outputting the first branched light to a first output end and outputting light incident on the first output end to a first detection end;
A second optical circulator for receiving the second branched light split by the optical splitter through a second input terminal and outputting the second branched light to a second output terminal and outputting light incident on the second output terminal to a second detection terminal;
A first reference optical fiber having one end connected to the first output terminal and the other end connected to the radiation sensitive optical fiber;
A second reference optical fiber having one end connected to the second output terminal and the other end connected to the inner radiation optical fiber;
A light receiving unit receiving a signal output from the first and second detecting units;
And a signal processing unit for measuring the radiation activity of each of the radiation-sensitive optical fibers from the signal received by the light receiving unit.
상기 는 상기 방사선 감응 광섬유 고유의 광전송 손실 특성값(단위: dB/m)이고, 상기는 단위길이 및 단위선량당 방사선 노출에 따른 광전송 손실 특성값(단위: dB/(Gy*m))이고, 상기 (n)는 단위 길이별 노출 방사선량(단위: Gy)이고, 상기 RL은 레일레이 산란손실(단위: dB)이고, 상기 Io는 상기 광송신부로부터 입력광의 인텐서티(단위: dBm)이고, Imin는 상기 광수신부의 측정가능한 최소광의 인텐서티(단위: dBm)이고, C는 기타 광손실(단위: dB)인 것을 특징으로 하는 광섬유 분포형 방사선 검출기.The radiation-sensitive optical fiber according to claim 1, wherein the radiation-sensitive optical fiber is formed to satisfy the following condition,
remind Is the optical transmission loss characteristic value (unit: dB / m) inherent to the radiation-sensitive optical fiber, Is the optical transmission loss characteristic value (unit: dB / (Gy * m)) according to the unit length and the radiation exposure per unit dose, (n) is the unit length by exposure dose (unit: Gy) is:: (dBm units), and wherein R L is a Rayleigh scattering loss (in dB), and wherein Io is the input light Intensity from the optical transmission unit I min is an intensities (unit: dBm) of the measurable minimum light of the light receiving unit, and C is other optical loss (unit: dB).
가. 준비모드에서 상기 방사선 감응 광섬유의 방사선 노출전의 반사광을 검출하여 비교기준 정보로 기록하는 단계와;
나. 측정모드에서 상기 방사선 감응 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 광과 상기 비교기준정보와의 차를 이용하여 거리에 따른 누적 광손실값을 산출하는 단계와;
다. 측정모드에서 상기 내방사선 광섬유로부터 상기 광수신부를 통해 수신된 광으로부터 상기 방사선 감응 광섬유의 기계적 손실을 보상하여 상기 누적광손실값을 조정하는 단계와;
라. 상기 다단계에서 조정된 거리별 누적 광손실값을 거리별 방사선량값으로 변환하는 단계와;
마. 상기 라 단계에서 산출된 방사선량값의 시간 변화율을 이용하여 광섬유 위치별 방사선량을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 분포형 방사선 검출 방법.
A light emitting device that emits light respectively to a radiation sensitive optical fiber that generates light loss when exposed to radiation and to an inner radiation optical fiber that does not react with radiation and that receives light reflected from the radiation sensitive optical fiber and the inner radiation optical fiber through a light receiving portion A method for detecting radiation, comprising:
end. Detecting reflected light before the radiation exposure of the radiation-sensitive optical fiber in the preparation mode and recording it as comparison reference information;
I. Calculating an accumulated optical loss value according to a distance using a difference between the light received from the radiation receiving optical fiber through the light receiving unit and the comparison reference information in a measurement mode;
All. Adjusting a cumulative optical loss value by compensating a mechanical loss of the radiation-sensitive optical fiber from light received through the optical reception unit from the inner radiation optical fiber in a measurement mode;
la. Converting the cumulative optical loss value for each distance adjusted in the multistage to a distance radiation dose value;
hemp. And calculating a radiation dose for each optical fiber position using the time variation rate of the radiation dose value calculated in the step (a).
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