KR20180110569A - A method for detecting a radionuclide, a process for detecting a radionuclide using the same, and a radiation detecting devece for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사성 핵종을 검출하는 방법, 상기 검출방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정, 및 이를 위한 방사선 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a radionuclide, a radionuclide detecting process using the detecting method, and a radiation detecting apparatus therefor.
어떠한 대상물에서 방사선이 나오는지를 측정하는 방사선 측정은, 원자력 시설이나 의료 시설 등과 같은 분야뿐 아니라, 공항, 항만 등을 출입하는 화물에서도 이루어지는 등 다양한 분야에서 널리 이루어지고 있다. 한 예시로서, 출입문에 설치되어 그 출입문을 통과하는 차량의 방사선 유무를 검사하는 기술이 한국등록특허 제1581004호("출입차량 방사선 감시 시스템", 이하 선행문헌 1)에 개시되어 있다. 선행문헌 1에 개시된 시스템에서는, 특정 파장의 광선을 받으면 섬광을 발생시키는 플라스틱 섬광체를 포함하여 이루어짐으로써, 대상물에서 나오는 방사선에 의하여 섬광체에서 발생되는 섬광 신호를 분석하여 방사선 유무를 측정하도록 되어있다.Radiation measurements that measure radiation from an object are widely used in a variety of fields such as nuclear power facilities and medical facilities, as well as cargo entering and exiting airports and ports. As an example, Korean Patent No. 1581004 ("Exit Vehicle Radiation Monitoring System ", hereinafter referred to as prior art 1) discloses a technique for checking the presence or absence of radiation of a vehicle installed in a doorway and passing through the doorway. The system disclosed in the prior art document 1 includes a plastic scintillator for generating scintillation light when a light of a specific wavelength is received, thereby analyzing a scintillation signal generated in the scintillation object by radiation emitted from the object to measure the presence or absence of radiation.
섬광체에 대하여 좀더 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. NaI(TL)과 같은 무기 섬광체는 입사 방사선의 에너지에 비례한 특정 강도의 광자를 발생시켜 입사 방사선의 에너지를 측정할 수 있다. 따라서, 무기 섬광체는 주로 입사 방사선의 에너지와 세기를 바탕으로 하여 핵종분석에 주로 사용되고 있다. 한편 PVT(Polyvinyltoluene)과 같은 유기 섬광체는 밀도가 낮고 광전효과에 의한 입사방사선과의 상호작용일 일어날 확률이 낮아 입사 방사선의 에너지를 측정하기 어렵다는 약점이 있어, 유기 섬광체는 입사 방사선의 세기만 주로 측정한다. 그러나 플라스틱 유기 섬광체는 무기 섬광체에 비해 제조가 쉽고 m2 크기 이상의 대형으로 제작이 가능하기 때문에 화물 내부의 방사선 유무를 측정하는 용도로 널리 사용되고 있다. 상술한 선행문헌 1의 방사선 측정 시스템에서도 플라스틱 섬광체, 즉 유기 섬광체를 사용하는 것으로 기재되는 바와 같이, 일반적으로 공항 또는 항만의 출입구에 설치되는 화물 방사선 검색 시스템은 25 L 내지 65 L 체적을 갖는 PVT 플라스틱 섬광체가 사용된다.A more detailed description of the scintillator is as follows. An inorganic scintillator, such as NaI (TL), can generate photons of a specific intensity proportional to the energy of the incident radiation to measure the energy of the incident radiation. Therefore, inorganic scintillators are mainly used for nuclide analysis based on energy and intensity of incident radiation. On the other hand, the organic scintillator such as PVT (Polyvinyltoluene) has a low density and it is difficult to measure the energy of the incident radiation because the probability of occurrence of interaction with the incident radiation due to the photoelectric effect is low. Therefore, the organic scintillator only measures the intensity of the incident radiation . However, plastic organic scintillators are widely used for measuring the presence or absence of radiation in cargo, because they are easier to manufacture than inorganic scintillators and can be manufactured in sizes larger than m 2 . In the radiation measurement system of the above-mentioned prior art document 1, as described in the use of a plastic scintillator, that is, an organic scintillator, a cargo radiation detection system generally installed at an airport or a port entrance is a PVT plastic having a volume of 25 L to 65 L A scintillator is used.
그런데, 이러한 방사선 검색 시스템에서는 단순히 방사선의 유무뿐만 아니라 인공방사선의 유무 즉, 인공방사선의 핵종을 판단할 수 있는 기능도 요구된다. 앞서 설명한 바와 같이 무기 섬광체를 사용하는 방사선 검출기를 사용한다면 방사선의 에너지 및 세기를 측정하여 핵종분석을 할 수 있기 때문에 인공방사선 유무의 판단이 용이하겠으나, 유기 섬광체를 사용하는 방사선 검출기를 사용하는 경우 방사선의 세기만을 주로 측정하기 때문에 인공방사선과 자연방사선을 구분해야 한다.However, in such a radiation detection system, not only the presence of radiation but also the presence or absence of artificial radiation, that is, the function of determining the nuclide of artificial radiation, is also required. As described above, if a radiation detector using an inorganic scintillator is used, the presence or absence of artificial radiation can be easily determined because the radiation energy and intensity can be measured and analyzed for nuclides. However, when a radiation detector using an organic scintillator is used, Since we mainly measure only the intensity of artificial radiation, we should distinguish between artificial radiation and natural radiation.
현재까지 자연방사선과 인공방사선의 구분은 첫째로 플라스틱 섬광체로 측정한 에너지 스펙트럼 데이터를 백그라운드 스펙트럼 데이터와 직접 비교하는 방법, 둘째로 플라스틱 섬광체로 측정한 에너지 스펙트럼의 각 에너지에 가중치 값을 줘서 결정하는 방법 등이 있다. 첫째 방법 즉 스펙트럼 데이터를 직접 비교하는 방법은 한국공개특허 제2016-0060208호("플라스틱 섬광체를 이용한 방사성 핵종 분별 방법 및 장치", 이하 선행문헌 2)에 상세히 개시되어 있으며, 둘째 방법 즉 에너지 가중치 적용 방법은 한국공개특허 제2010-0033175호("플라스틱 섬광체 기반 방사선 검출기 및 이를 이용한 방사성 핵종 검출 방법", 이하 선행문헌 3)에 상세히 개시되어 있다.To date, natural radiation and artificial radiation have been classified into two categories: first, direct comparison of energy spectral data measured with plastic scintillation data to background spectral data; second, determination of weighted energy values of energy spectra measured with plastic scintillators; . The first method, that is, a method of directly comparing spectral data is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0060208 ("Method and apparatus for separating radionuclides using plastic scintillators", hereinafter referred to as Prior Art 2) The method is disclosed in detail in Korean Patent Publication No. 2010-0033175 ("Plastic scintillation-based radiation detector and method for detecting radionuclides using the same, hereinafter referred to as Prior Art 3).
그러나 실제 화물 방사선 검색시스템을 통과하는 차량의 속도(최대 18km/h) 및 길이(최대 15m)를 고려하면 차량 통과시간이 짧게는 3 초, 길게는 10 초 이내이기 때문에, 상당한 세기의 방사선이 검출되지 않는 한 상술한 두 방법 모두 현실적으로 사용하기 어려울 수 있다. 또한, 여러 방사선 선원이 함께 있는 경우에는 더욱 더 판정하기 어려운 환경이 될 수 있다.However, considering the vehicle speed (up to 18 km / h) and the length (up to 15 m) of the vehicle passing through the actual cargo radiation detection system, the vehicle passing time is within 3 seconds for short time and within 10 seconds for long time, The above two methods may be difficult to be practically used. Also, if there are several sources of radiation, it can be an environment that is more difficult to judge.
본 발명의 목적은 방사성 핵종을 검출하는 방법, 상기 검출방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정, 및 이를 위한 방사선 검출장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for detecting a radionuclide, a method for detecting a radionuclide using the detection method, and a radiation detecting apparatus therefor.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본원의 제 1 측면은,According to a first aspect of the present invention,
방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서,A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
방사선을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계; 및Performing cumulative count value computation for an arbitrary energy value using the measured background energy spectrum data and the measured object energy spectrum data in the presence of the object without the object to detect radiation; And
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하는 단계;Comparing the background cumulative count value and the object cumulative count value;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사성 핵종을 검출하는 방법을 제공한다.A method for detecting radionuclides is provided.
또한, 본원의 제 2 측면은,In addition, the second aspect of the present invention,
방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서,A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
방사성 핵종을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계;Performing cumulative count value calculation for an arbitrary energy value using background energy spectrum data measured without an object to detect the radionuclide and object energy spectrum data measured in the presence of an object;
대상물 누적 카운트값으로부터 에너지에 따른 규격화 값으로 나타나는 대상물 규격화 누적 카운트값을 산출하되, 상기 규격화 값은 임의의 에너지값에 있어서 대상물 누적 카운트값 및 백그라운드 누적 카운트값의 비율로 정의되는, 규격화 누적 카운트값 산출 단계; 및Calculating an object normalized cumulative count value represented by a normalized value according to energy from an object cumulative count value, wherein the normalized value is a normalized cumulative count value defined as a ratio of an object cumulative count value and a background cumulative count value at an arbitrary energy value Calculating step; And
상기 대상물 규격화 누적 카운트값에 있어서 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계;Finding a minimum energy value of the object normalized accumulation count value having a normalized value within a certain range from 1;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사성 핵종을 검출하는 방법을 제공한다.A method for detecting radionuclides is provided.
또한 본원의 제 3 측면은,The third aspect of the present invention,
방사선 검출기 및 상기 본원의 제 1 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정에 있어서,In a radionuclide detection process using a radiation detector and a method for detecting a radionuclide according to the first aspect of the present invention,
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 누적 카운트값 비교단계가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;Wherein the cumulative count value calculating step and the cumulative count value comparing step are sequentially performed when the count of the object energy spectrum data is equal to or greater than the detection reference value so that the radioactive nuclide is detected;
를 포함하는Containing
방사성 핵종 검출공정을 제공한다.Thereby providing a radionuclide detection process.
또한, 본원의 제 4 측면은,In addition, the fourth aspect of the present invention,
방사선 검출기 및 상기 본원의 제 2 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정에 있어서,In a radionuclide detection process using a radiation detector and a method for detecting a radionuclide according to the second aspect of the present invention,
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 규격화 누적 카운트값 산출 단계, 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 에너지값을 찾는 단계;가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;A step of calculating an accumulated count value, a step of calculating a normalized cumulative count value, and a step of finding an energy value whose standardized value is within a certain range, when the count of the object energy spectrum data is equal to or larger than the detection reference value, A radionuclide detection step;
를 포함하는Containing
방사성 핵종 검출공정을 제공한다.Thereby providing a radionuclide detection process.
또한, 본원의 제 5 측면은,In addition, the fifth aspect of the present invention,
대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 방사선 검출기;A radiation detector for measuring background energy spectrum data in the absence of an object and measuring object energy spectrum data in the presence of the object;
상기 방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 수행하는 산출부; 및A calculation unit for calculating an accumulated count value for an arbitrary energy value using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from the radiation detector; And
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하여 방사성 핵종을 구분하는 판정부;A judging unit for discriminating a radionuclide by comparing a background cumulative count value and an object cumulative count value;
를 포함하고, Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사선 검출장치를 제공한다.A radiation detection apparatus is provided.
본 발명에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 채용할 경우, 새로운 판별식 및 알고리즘을 도입하여, 실제 대상물에서 나오는 방사선이 그리 크지 않다 하더라도 이의 핵종을 매우 효과적으로 용이하게 판별해 낼 수 있다. 특히 본 발명은 기존의 시스템에 새로운 장치나 부품을 도입하거나 할 필요가 전혀 없이, 본 발명에서 제시하는 새로운 판별식 및 알고리즘만을 기존의 장치에 도입하면 바로 적용할 수 있는 바, 기존의 방사선 검출 시스템과의 호환성이 극대화될 수 있다.When employing the method for detecting a radionuclide according to the present invention, a new discriminant and an algorithm can be introduced to easily and effectively discriminate the radionuclide even if the radiation from the actual object is not very large. Particularly, the present invention can be applied to a conventional apparatus by introducing only a new discrimination formula and algorithm proposed in the present invention without necessity of introducing a new apparatus or a part into an existing system, Can be maximized.
또한, 상기 검출 방법을 채용할 경우, 방사성 핵종을 용이하게 검출해 낼 수 있기 때문에, 화물, 방사선 폐기물, 음식물 등 수없이 다양한 대상물로 널리 확장시켜 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the above-mentioned detection method is employed, radionuclides can be easily detected. Therefore, the present invention can be widely used as various objects such as cargo, radioactive waste, food, and the like.
도 1은 본 발명에 있어서, 방사성 핵종을 검출하는 방법을 나타낸 개략도이고,
도 2는 플라스틱 섬광체를 사용하는 방사선 검출기에 의해 측정된 다양한 선원에 대한 에너지 스펙트럼 데이터 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 3은 본 발명에 있어서, 다양한 선원에 대한 에너지값에 따른 누적 카운트값을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명에 있어서, 다양한 선원에 대한 에너지값에 따른 제1규격화 누적 카운트값을 나타낸 그래프이고,
도 5는 본 발명에 있어서, 방사성 핵종 검출공정을 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명에 있어서, 방사선 검출장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a schematic view showing a method of detecting a radionuclide in the present invention,
FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of energy spectrum data for various sources, measured by a radiation detector using a plastic scintillator,
3 is a graph showing cumulative count values according to energy values for various sources in the present invention,
4 is a graph showing a first standardized accumulated count value according to energy values for various sources in the present invention,
5 is a schematic view showing a radionuclide detecting step in the present invention,
6 is a block diagram schematically showing a radiation detection apparatus according to the present invention.
본원의 제 1 측면은,According to a first aspect of the present invention,
방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서,A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
방사선을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계; 및Performing cumulative count value computation for an arbitrary energy value using the measured background energy spectrum data and the measured object energy spectrum data in the presence of the object without the object to detect radiation; And
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하는 단계;Comparing the background cumulative count value and the object cumulative count value;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사성 핵종을 검출하는 방법을 제공한다.A method for detecting radionuclides is provided.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for detecting a radionuclide according to the first aspect of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
먼저, 본 발명에 있어서 방사성 핵종을 검출하는 이유는 자연방사선 및 인공방사선을 구분하기 위함으로써 이들 용어는 하기와 같이 정의된다. 일정 수준 이하 크기의 방사선은 인체에 유의미한 악영향을 끼치지 않으며, 일반적으로 자연계에 존재하는 물건들에도 이러한 정도의 미세한 방사선은 방출되고 있다는 것이 잘 알려져 있는데 이러한 방사선을 자연방사선이라 한다. 한편, 세슘(Cs-137), 코발트(Co-60) 등과 같은 인공적인 방사성 물질의 경우, 자연방사선에 비해 좀더 센 방사선을 방출하며, 이 방사선 양이 많아지면 인체에 악영향을 끼칠 수도 있다. 즉 이러한 인공적인 방사성 물질로부터 방출되는 방사선을 인공방사선이라 한다. 따라서, 본 발명의 방사성 핵종을 검출하는 방법은 인체에 유해한 인공방사선을 검출하고자 수행되는 것일 수 있다.First, in the present invention, the reason for detecting the radionuclide is defined as follows in order to distinguish between natural radiation and artificial radiation. It is well known that radiation below a certain level does not cause a significant adverse effect on the human body, and that such a degree of fine radiation is generally emitted to objects in the natural world. Such radiation is called natural radiation. On the other hand, artificial radioactive materials such as cesium (Cs-137) and cobalt (Co-60) emit more radioactive rays than natural radiation, and if this amount of radiation is increased, the human body may be adversely affected. In other words, radiation emitted from such artificial radioactive materials is called artificial radiation. Accordingly, the method of detecting the radionuclide of the present invention may be performed to detect artificial radiation harmful to the human body.
또한, 방사성 핵종을 검출한다는 것은 아무것도 없는 상태(이를 일반적으로 "백그라운드 상태"라고 한다)에서 측정된 자연방사선과 비교하여, 특정 방사성 물질에서 발생되는 방사선이라고 추정될 수 있는 방사선 즉 특정 방사선의 핵종을 판별하는 것이다. 따라서 방사성 핵종의 검출을 위해서는, 방사선 검출기를 이용한 에너지 스펙트럼 데이터를 구하는 것이 가장 기본적인 단계가 된다.In addition, in comparison with the natural radiation measured in a state in which nothing is detected as a radionuclide (which is generally referred to as a "background state"), radiation which can be presumed to be radiation generated in a specific radioactive material, . Therefore, in order to detect radionuclides, it is the most fundamental step to obtain energy spectrum data using a radiation detector.
한편, 본 발명의 방사성 핵종을 검출하는 방법은, 새로운 장치나 부품을 도입하는 것이 아니라 기존의 방사선 검출기 및 검출 시스템을 그대로 활용하되, 새로운 판별식 및 알고리즘을 도입하는 것이다. 이러한 관점에서, 본 발명에서는 방사선 검출기 자체나 방사선 검출기에서 에너지 스펙트럼 데이터를 얻어내는 방식 자체는 기존과 마찬가지이므로, 이에 대한 설명은 간략하게만 서술한다.Meanwhile, the method of detecting a radionuclide of the present invention is not introducing a new apparatus or a component but introducing a new discriminant equation and algorithm, while using the existing radiation detector and detection system as it is. From this viewpoint, in the present invention, the method of obtaining the energy spectrum data by the radiation detector itself or the radiation detector is the same as the conventional method, so that the description thereof will be briefly described.
방사선 검출기에서 에너지 스펙트럼 데이터를 얻어내는 방식을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 상기 방사선 검출기가 플라스틱 섬광체를 이용한 방사선 검출기일 경우 먼저 플라스틱 섬광체에 대상물에서 나오는 방사선을 쬐어 주면, 플라스틱 섬광체에서 섬광 신호가 발생된다. 이 섬광 신호를 전기 신호로 바꾸고, 크기를 증폭하고, 노이즈를 제거하여 분석 가능한 신호로 변환한다. 이렇게 변환된 신호는 펄스 형태로 나타나는데, 이 펄스를 카운트하여 전압값의 크기에 따라 구분하여 저장한다. 이렇게 각 전압값의 펄스를 카운트하여 할당된 버퍼에서 일정시간 누적 관리되는 각각의 과정을 각각 에너지라고 한다. 이러한 과정을 통해, 에너지값에 따른 카운트값으로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 구할 수 있다. 앞서도 설명한 바와 같이 플라스틱 섬광체를 사용하는 방사선 검출기에서는 모두 이러한 방법으로 에너지 스펙트럼 데이터를 구하고 있으므로(상술한 선행문헌 1 내지 3 모두에 이러한 방법으로 구한 에너지 스펙트럼 그래프가 개시된다), 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.A method of obtaining energy spectrum data from a radiation detector will be briefly described as follows. For example, when the radiation detector is a radiation detector using a plastic scintillator, if a plastic scintillator is irradiated with radiation from an object, a scintillation signal is generated in the plastic scintillation material. It transforms the flash signal into an electrical signal, amplifies its size, and removes noise to convert it into an analytical signal. The converted signal appears as a pulse, which is counted and stored according to the magnitude of the voltage value. Each process in which the pulses of the respective voltage values are counted and cumulatively managed in the allocated buffer for a predetermined time is referred to as energy. Through this process, the energy spectrum data represented by the count value according to the energy value can be obtained. As described above, the radiation detector using the plastic scintillator finds the energy spectrum data in this manner (the energy spectrum graph obtained by this method is disclosed in all of the above-mentioned prior art documents 1 to 3), and further detailed explanation is omitted do.
이러한 에너지 스펙트럼 데이터는 방사선을 발생시키는 근원(선원)이 되는 물질의 핵종에 따라 달라진다. 따라서 이상적으로 생각할 때, 미리 어떤 핵종에서 어떤 형태의 에너지 스펙트럼 데이터가 나오는지를 알고 있다면, 측정된 에너지 스펙트럼 데이터로부터 대상물에 포함되어 있는 선원의 핵종을 판별할 수 있을 것이다.This energy spectral data depends on the nuclide of the material that is the source (source) that generates the radiation. Therefore, ideally, if you know in advance what type of energy spectral data is coming from a nuclide in advance, you will be able to determine the nuclide of the source contained in the object from the measured energy spectral data.
다만, 도 2에 나타낸 바와 같이 에너지에 따른 에너지 스펙트럼 데이터로만 구별할 경우 각각의 방사성 핵종에 따른 에너지 스펙트럼 데이터가 서로 겹쳐져서 나타나기 때문에 그 구별이 쉽지 않음을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 2, when energy spectrum data based on energy are distinguished only from each other, energy spectrum data according to each radionuclide are superimposed on each other, so that discrimination thereof is not easy.
따라서, 본원에서는 하기 기술할 바와 같이 새로운 판별식 및 알고리즘을 도입하여 방사성 핵종을 용이하게 검출하고자 한다.Therefore, the present invention intends to easily detect radionuclides by introducing new discriminants and algorithms as described below.
이에, 상기 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서 우선, 단계 1은 방사선을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계(S100)이다.In the method for detecting the radionuclide, first, step 1 is performed by using background energy spectrum data measured without an object to be detected with radiation and object energy spectrum data measured in the presence of an object, (Step S100), respectively.
이때, 상기 누적 카운트값은 임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의될 수 있다.In this case, the cumulative count value may be defined as a sum of energy values that are greater than or equal to an energy value based on an arbitrary energy value.
상기 누적 카운트값은 하기 수식으로 계산될 수 있다.The cumulative count value may be calculated by the following equation.
상기 수식에서, i는 임의의 에너지값, n은 마지막 에너지값, C(i)는 각각의 에너지값에 대한 카운트값, S(i)는 임의의 에너지값에 대한 누적 카운트값이다.Where i is an arbitrary energy value, n is a last energy value, C (i) is a count value for each energy value, and S (i) is a cumulative count value for any energy value.
예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이 에너지가 1 내지 2,000까지 있을 때, 임의의 에너지가 1이라면 이에 대한 누적 카운트값 S(i)은 에너지 1부터 에너지 2,000까지의 각각의 카운트값을 모두 더한 값이 된다. 같은 방식으로 임의의 에너지가 2일 경우 이에 대한 누적 카운트값 S(i)는 에너지 2부터 에너지 2,000까지의 각각의 카운트값을 모두 더한 값이 된다.For example, as shown in FIG. 3, when the energy is 1 to 2,000, if the arbitrary energy is 1, the cumulative count value S (i) for that energy is the sum of the count values of energy 1 to energy 2,000 . In the same manner, when the arbitrary energy is 2, the cumulative count value S (i) is a sum of the count values of energy 2 to energy 2,000.
또한, 상기 방사선 검출기의 종류는 기체 전리 작용을 이용한 검출기, 고체 전리 작용을 이용한 검출기(반도체 검출기), 또는 여기작용을 이용한 검출기일 수 있으며 바람직하게 여기작용을 이용한 검출기일 수 있다.In addition, the kind of the radiation detector may be a detector using a gas ionization action, a detector using a solid ionization action (semiconductor detector), or a detector using an excitation action, and preferably a detector using an excitation action.
상기 기체 전리 작용을 이용한 검출기는 전리함, 비례 계수관(Proportional Counter), 소멸가스(Quenching gas), 또는 GM 계수관(Geiger Muller Counter)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The detector using the gas ionizing action may be, but is not limited to, an ionizer, a proportional counter, a quenching gas, or a Geiger Muller counter.
상기 고체 전리 작용을 이용한 검출기(반도체 검출기)는 P-N 접합형 검출기, 표면장벽형 검출기, Li 드리프트형(p-i-n형) 검출기, 또는 고순도반도체형 검출기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The solid ionization detector (semiconductor detector) may be, but is not limited to, a P-N junction detector, a surface barrier detector, a Li drift type (p-i-n type detector) or a high purity semiconductor detector.
또한, 상기 여기작용을 이용한 검출기는 신틸레이터내의 어떤 발광물질이 방사선이 입사하면 이 물질의 원자나 분자가 여기 후 기저 상태로 돌아갈 때 적당한 파장의 빛을 내며, 이 빛이 실리콘 그리스나 루사이트(Lusite) 파이프를 통해 광전자 증배관으로 들어가 Sb-Sc가 증착된 광전면에서 전자로 변화시켜 이것을 다이노드(dynode)로 증폭하여 전기적인 신호를 얻는 검출기로서 상기 신틸레이터는 무기결정형, 유기결정형, 액체형, 또는 플라스틱형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the detector using the excitation function emits light of a proper wavelength when a certain atomic substance in the scintillator is irradiated, and when the atom or molecule of the substance returns to a base-excited state, Lusite) pipe, the Sb-Sc is changed from the front surface of the deposited light to the electron and amplified by a dynode to obtain an electric signal. The scintillator is an inorganic crystal type, an organic crystal type, a liquid type , Or plastic, but is not limited thereto.
다음으로, 단계 2는 백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하는 단계(S200)이다.Next, step 2 is a step (S200) of comparing the background cumulative count value and the object cumulative count value.
상기 비교하는 단계는 상기 대상물 누적 카운트값과 상기 백그라운드 누적 카운트값의 차이가 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 것일 수 있으며, 상기 일정 범위는 상기 백그라운드 누적 카운트값 기준 약 1.1 배 내지 1.2 배 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게 상기 백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하여 누적 카운트값이 동일한 에너지값을 찾는 단계를 포함하는 것일 수 있다.The comparing step may be to find a minimum energy value in which the difference between the cumulative count value of the object and the background cumulative count value is within a certain range, and the predetermined range may be about 1.1 to 1.2 times the background cumulative count value But is not limited thereto. And comparing the background accumulation count value with the object accumulation count value to find an energy value having the same cumulative count value.
또한, 상기 비교하는 단계에서 찾아진 에너지값과 미리 준비된 방사성 핵종별 에너지값을 비교하여 대상물에서 검출된 방사성 핵종을 구별하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The method may further include comparing the energy value found in the comparing step with a previously prepared radionuclide species energy value to distinguish the radionuclides detected in the object.
이때, 상기 미리 준비된 방사성 핵종별 에너지값은 방사성 핵종별로 상기 본원의 제 1 측면에 따라 수행되어 기 저장된 에너지값을 의미한다.Here, the previously prepared radionuclide species energy value means the energy value stored and performed according to the first aspect of the present invention by the type of the radioactive nucleus.
또한, 본원의 제 2 측면은,In addition, the second aspect of the present invention,
방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서,A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
방사성 핵종을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계;Performing cumulative count value calculation for an arbitrary energy value using background energy spectrum data measured without an object to detect the radionuclide and object energy spectrum data measured in the presence of an object;
대상물 누적 카운트값으로부터 에너지에 따른 규격화 값으로 나타나는 대상물 규격화 누적 카운트값을 산출하되, 상기 규격화 값은 임의의 에너지값에 있어서 대상물 누적 카운트값 및 백그라운드 누적 카운트값의 비율로 정의되는, 규격화 누적 카운트값 산출 단계; 및Calculating an object normalized cumulative count value represented by a normalized value according to energy from an object cumulative count value, wherein the normalized value is a normalized cumulative count value defined as a ratio of an object cumulative count value and a background cumulative count value at an arbitrary energy value Calculating step; And
상기 대상물 규격화 누적 카운트값에 있어서 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계;Finding a minimum energy value of the object normalized accumulation count value having a normalized value within a certain range from 1;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사성 핵종을 검출하는 방법을 제공한다.A method for detecting radionuclides is provided.
즉, 상기 본원의 제 1 측면과 동일하게 본원의 제 2 측면 또한 방사성 핵종을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계를 포함한다. In other words, like the first aspect of the present invention, the second aspect of the present invention also provides a method for measuring radionuclides by using background energy spectrum data measured without an object to detect radionuclides and object energy spectrum data measured with the object, And a cumulative count value calculation for each value.
다만, 본원의 제 2 측면에서는 이후 규격화 누적 카운트값 산출 단계 및 규격화 값이 1이 되는 에너지값을 찾는 단계를 포함하는 점에서 본원의 제 1 측면과 차이가 있다.In the second aspect of the present invention, there is a difference from the first aspect of the present invention in that it includes a step of calculating a cumulative count value of a standardized value and a step of finding an energy value having a normalized value of 1.
이하, 본원의 제 2 측면에 대하여 상기 본원의 제 1 측면과 상이한 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the second aspect of the present invention will be described in detail with respect to a configuration different from the first aspect of the present invention.
우선, 본원의 제 1 측면과 같이 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행한 이후, 대상물 누적 카운트값으로부터 에너지에 따른 규격화 값으로 나타나는 대상물 규격화 누적 카운트값을 산출한다.First, as in the first aspect of the present application, after calculating cumulative count values for an arbitrary energy value, an object cumulative count value of an object expressed as a normalized value according to energy is calculated from the cumulative count value of the object.
이때, 상기 규격화 값은 임의의 에너지값에 있어서 대상물 누적 카운트값 및 백그라운드 누적 카운트값의 비율로 정의된다. 이하, 대상물 누적 카운트값을 백그라운드 누적 카운트값으로 나눈 값을 제1규격화 값이라 하고, 백그라운드 누적 카운트값을 대상물 누적 카운트값으로 나눈 값을 제2규격화 값이라 한다.At this time, the normalized value is defined as a ratio of the object accumulation count value and the background accumulation count value at an arbitrary energy value. Hereinafter, a value obtained by dividing the cumulative count value of the object by the background cumulative count value is referred to as a first normalized value, and a value obtained by dividing the background cumulative count value by the cumulative object count value is referred to as a second normalized value.
상기 제1규격화 값을 구하는 방법을 수식으로 나타내면 하기와 같다.A method of obtaining the first normalized value may be expressed as follows.
상기 수식에서, i는 에너지값, Se(i)는 임의의 에너지값에 대한 대상물 누적 카운트값, Sb(i)는 임의의 에너지값에 대한 백그라운드 누적 카운트값, Sr1(i)은 임의의 에너지값에 대한 대상물 누적 카운트값에서 백그라운드 누적 카운트값을 나눈 비율이다.S i (i) is a background accumulation count value for an arbitrary energy value, Sr 1 (i) is an accumulation count value of an arbitrary energy value, Sb Is the ratio of the background cumulative count value to the cumulative count value of the object.
또한, 상기 제2규격화 값을 구하는 방법을 수식으로 나타내면 하기와 같다.A method of obtaining the second standardized value may be expressed as follows.
상기 수식에서, i는 에너지값, Se(i)는 임의의 에너지값에 대한 대상물 누적 카운트값, Sb(i)는 임의의 에너지값에 대한 백그라운드 누적 카운트값, Sr2(i)는 임의의 에너지값에 대한 백그라운드 누적 카운트값에서 대상물 누적 카운트값을 나눈 비율이다.S i (i) is a background accumulation count value for an arbitrary energy value, Sr 2 (i) is an accumulation count value of an arbitrary energy value, Sb Is the rate at which the cumulative count value of the object is divided by the background cumulative count value.
이때, 상기 에너지값을 찾는 단계의 값 1은, 상기 제1규격화 또는 제2규격화 누적 카운트값 산출 단계의 대상물 누적 카운트값 대신 백그라운드 누적 카운트값으로부터 얻어지는 백그라운드 제1규격화 또는 제2규격화 누적 카운트값에서, 에너지에 따라 일정한 값으로 얻어지는 제1규격화 또는 제2규격화 값으로서의 1을 의미한다.In this case, the value 1 in the step of finding the energy value may be a value obtained by subtracting the background cumulative count value from the background cumulative count value obtained from the first cumulative cumulative count value in the first normalized cumulative cumulative count value calculating step , And means 1 as a first normalized value or a second normalized value that is obtained at a constant value according to energy.
또한, 상기 본원의 제 1 측면 및 제 2 측면의 방사성 핵종을 검출하는 방법에 있어서, 상기 누적 카운트값 산출을 수행하는 단계는 에너지 값을 변화시켜 가며 수행되는 것일 수 있으며, 상기 누적 카운트값은 미리 결정된 임의의 에너지 구간 즉, 미리결정된 하한 에너지값 내지 상한 에너지값 내에서 정의되는 것일 수 있다.Further, in the method for detecting radionuclides of the first aspect and the second aspect of the present invention, the step of calculating the cumulative count value may be performed while changing the energy value, May be defined within any determined energy interval, that is, within a predetermined lower energy value to an upper energy value.
이때, 하한 에너지값은 일반적으로 0 또는 1로 결정될 수 있다. 상기 에너지값은 이산적인 값(discrete value)으로서 말하자면 인덱스에 해당하는 것이다. 이때, 일반적으로 인덱스를 넘버링함에 있어서 0에서 시작하는 경우 또는 1에서 시작하는 경우가 모두 널리 사용되고 있으며, 따라서 인덱스 넘버링을 0에서 시작한다면 상기 하한 에너지값은 0이 될 수 있고, 인덱스 넘버링을 1에서 시작한다면 상기 하한 에너지값은 1이 될 수 있다. At this time, the lower limit energy value may be generally determined as 0 or 1. [ The energy value corresponds to an index as a discrete value. At this time, in general, when the index numbering is started from 0 or starting from 1 is widely used, if the index numbering starts from 0, the lower limit energy value can be 0, and if the index numbering is 1 The lower limit energy value may be 1.
또한 상한 에너지값은 물론 실제 에너지값들 중 최고값으로 결정될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Also, the upper limit energy value may be determined as the highest value among the actual energy values, but is not limited thereto.
즉, 도 3을 참조하면, 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 누적 카운트값 산출을 한 후, 에너지에 대한 백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 하나의 그래프 상에 나타내면 각각의 방사성 핵종에 대하여 그 누적 카운트값이 육안으로 구별이 용이함을 알 수 있다. 또한, 각각의 방사성 핵종에 대한 누적 카운트값과 백그리운드 누적 카운트값의 차이가 특정 에너지값에서 근접하므로 상기 차이가 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾으면 대상물에 포함된 방사성 핵종의 종류를 확인할 수 있다.3, after calculating the cumulative count value using the background energy spectrum data and the object energy spectrum data, if the background cumulative count value and the object cumulative count value for the energy are shown on one graph, It can be seen that the cumulative count value for the nuclide is easy to distinguish visually. In addition, since the difference between the cumulative count value and the backlogged cumulative count value for each radionuclide is close to the specific energy value, the type of the radionuclide contained in the object can be determined by finding the minimum energy value within the predetermined range have.
예를 들어, 도 3을 참조할 경우, Ba-133의 카운트비가 백그라운드 카운트비와 약 310 keV의 에너지값에서 한 번 교차함을 확인할 수 있다. 따라서, 특정 방사선원의 에너지에 대한 카운트비가 백그라운드 카운트비와 그래프 상 한번 교차하므로 교차하는 점의 에너지값을 읽어 특정 방사선원의 핵종을 판단할 수 있다.For example, referring to FIG. 3, it can be seen that the count ratio of Ba-133 crosses once with the background count ratio and an energy value of about 310 keV. Thus, since the count ratio of the energy of a specific radiation source intersects the background count ratio once on the graph, the energy value of the intersecting point can be read to determine the nuclide of the specific radiation source.
또한, 도 4를 참조하면, 도 4는 에너지에 따라 제1규격화 값으로 나타나는 제1규격화 누적 카운트값에 대한 그래프이다. 작은 에너지 구간에 있어서, 상기 제1규격화 누적 카운트값은 1 보다 높은 제1규격화 값을 가짐을 확인할 수 있으나, 제2규격화 누적 카운트값은 1 보다 높은 제2규격화 값을 가질 것으로 예상할 수 있다. 다만, 상기 그래프에서 높은 에너지 구간으로 이동함에 따라 규격화 값이 서서히 1로 근접함을 확인할 수 있다.Also, referring to FIG. 4, FIG. 4 is a graph of a first normalized cumulative count value, which is represented by a first normalized value according to energy. The first normalized cumulative count value may have a first normalized value higher than 1, but the second normalized cumulative count value may be expected to have a second normalized value higher than 1. [ However, it can be seen that the standardized value gradually approaches 1 as the energy is moved to the high energy region in the graph.
즉, 상기 본원의 제 2 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법은 대상물 규격화 누적 카운트값이 1로 근접하므로 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾음으로써 방사성 핵종을 검출하는 것일 수 있다.That is, the method of detecting a radionuclide according to the second aspect of the present invention may detect a radionuclide by finding a minimum energy value within a certain range from a normalized value of 1 because the object standardized cumulative count value is close to 1 .
이때, 상기 범위는 백그라운드 에너지 대비 약 0.5%(1.005) 내지 약 1%(1.01)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the range may be about 0.5% (1.005) to about 1% (1.01) of the background energy, but is not limited thereto.
또한, 상기 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계에서 찾아진 에너지값과 미리 준비된 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 방사성 핵종별 에너지값을 비교하여 대상물에서 검출된 방사성 핵종을 구별하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The energy value found in the step of finding the minimum energy value within the range of 1 and the standardized value is compared with the minimum value of the radionuclide type energy having a predetermined range of 1 and a predetermined standard value, And a step of distinguishing between the two.
이때, 상기 미리 준비된 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 방사성 핵종별 에너지값은 방사성 핵종별로 상기 본원의 제 2 측면에 따라 수행되어 기 저장된 에너지값을 의미한다.At this time, the minimum value of the radionuclide species energy having the predetermined standardized value of 1 and a certain range means the energy value stored and stored in accordance with the second aspect of the present invention.
또한, 본원의 제 3 측면은,The third aspect of the present invention,
방사선 검출기 및 상기 본원의 제 1 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정에 있어서,In a radionuclide detection process using a radiation detector and a method for detecting a radionuclide according to the first aspect of the present invention,
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 누적 카운트값 비교단계가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;Wherein the cumulative count value calculating step and the cumulative count value comparing step are sequentially performed when the count of the object energy spectrum data is equal to or greater than the detection reference value so that the radioactive nuclide is detected;
를 포함하는Containing
방사성 핵종 검출공정을 제공한다.Thereby providing a radionuclide detection process.
또한, 본원의 제 4 측면은,In addition, the fourth aspect of the present invention,
방사선 검출기 및 상기 본원의 제 2 측면에 따른 방사성 핵종을 검출하는 방법을 이용한 방사성 핵종 검출공정에 있어서,In a radionuclide detection process using a radiation detector and a method for detecting a radionuclide according to the second aspect of the present invention,
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 규격화 누적 카운트값 산출 단계, 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 에너지값을 찾는 단계;가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;A step of calculating an accumulated count value, a step of calculating a normalized cumulative count value, and a step of finding an energy value whose standardized value is within a certain range, when the count of the object energy spectrum data is equal to or larger than the detection reference value, A radionuclide detection step;
를 포함하는Containing
방사성 핵종 검출공정을 제공한다.Thereby providing a radionuclide detection process.
상기 본원의 제 3 측면 및 제 4 측면은 각각 본원의 제 1 측면 및 제 2 측면의 방사성 핵종을 검출하는 방법을 활용한 것으로서, 도 5에 상기 과정을 나타내었다. 본원의 제 3 측면 및 제 4 측면은 상기 방사성 핵종을 검출하는 방법을 수행하기 전에 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정한다.The third and fourth aspects of the present invention utilize the method of detecting radionuclides of the first and second aspects of the present invention, respectively, and the above process is shown in FIG. In the third and fourth aspects of the present application, background energy spectrum data is measured in the absence of an object with a radiation detector before performing the method for detecting the radionuclide, and the object energy spectrum data Measure the energy spectrum data to be measured.
그 후에, 대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 본원의 제 3 측면 및 제 4 측면에서 각각 본원의 제 1 측면 및 제 2 측면의 방사성 핵종을 검출하는 방법을 수행하여, 방사성 핵종을 검출한다.Thereafter, when the count of the object energy spectrum data is equal to or greater than the detection reference value, a method of detecting the radionuclides of the first and second aspects of the present invention in the third and fourth aspects of the present invention is performed, .
이때, 상기 검출기준값은 1.2 정도로 결정될 수 있다. 즉 백그라운드 스펙트럼 데이터의 카운트 대비 대상물 에너지 스펙트럼의 카운트가 1.2 배 이상이 되면, 대상물이 인공방사성 물질을 포함하고 있는 것으로 의심되는 수준이라고 판단하는 것이다.At this time, the detection reference value may be determined to be about 1.2. That is, when the count of the object energy spectrum relative to the count of the background spectrum data is 1.2 times or more, it is judged that the object is at a level suspected of containing the artificial radioactive material.
예를 들어, 백그라운드 상태에서 카운트값이 10,000 개가 나온다고 할 때, 대상물이 진입한 상태에서 카운트값이 11,500개가 나온다면, 이 대상물은 자연방사선 수준의 방사선을 방출하는 것으로서 안전하다고 판단하는 것이다. 이러한 경우, 즉 백그라운드 스펙트럼 데이터의 카운트 대비 대상물측정 스펙트럼 데이터의 카운트가 상기 검출기준값 미만이면, 상기 대상물에 방사성 물질이 포함되지 않은 것으로 판단되어 상기 대상물이 통과되는, 대상물통과 단계가 수행된다.For example, assuming that 10,000 counts are in the background, if the count reaches 11,500 with the object entering, this object emits radiation at the natural radiation level and is considered safe. In this case, that is, if the count of the background spectral data and the count of the object measurement spectral data is less than the detection reference value, it is determined that the object does not contain the radioactive material and the object is passed through.
반면, 백그라운드 상태에서 카운트값이 10,000개가 나온다고 할 때, 대상물이 진입한 상태에서 카운트값이 12,500개가 나온다면, 이 대상물은 자연방사선 수준 이상의 방사선을 방출하는 것으로서 인공적인 방사성 물질을 포함하고 있는지 정밀하게 검사해 볼 필요가 있다고 판단하게 된다.On the other hand, assuming that the count value is 10,000 in the background state, if the count value reaches 12,500 when the object enters, the object emits radiation above the natural radiation level, It is judged that it is necessary to inspect it.
이 때, 대상물이 인공적인 방사성 물질을 포함하고 있는지의 여부는, 상기 본원의 제 1 측면 또는 제 2 측면의 방사성 핵종의 검출방법을 통하여 판단할 수 있다. 즉 백그라운드 스펙트럼 데이터의 카운트 대비 대상물 스펙트럼 데이터의 카운트가 상기 검출기준값 이상이면 제 1 측면 또는 제 2 측면의 방사성 핵종의 검출방법이 수행되는데, 이를 통하여 방사성 핵종을 검출하여 대상물이 인공방사성 물질을 포함하고 있는지 확인할 수 있다.Whether or not the object contains an artificial radioactive material can be judged through the method of detecting the radionuclide of the first aspect or the second aspect of the present invention. That is, if the count of the object spectrum data of the background spectrum data is greater than or equal to the detection reference value, the detection method of the radionuclide on the first side or the second side is performed, thereby detecting the radionuclide, .
상기 방사성 핵종 검출단계에서 상기 대상물에 인공방사선이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 이 대상물은 다소 강한 세기의 방사선을 방출하고는 있지만 인공적인 방사성 물질을 포함하는 것은 아닌 안전한 것으로 판단되며, 따라서 상기 대상물은 검색대를 통과시켜 내보내면 된다.If it is determined that there is no artificial radiation in the object in the radionuclide detection step, it is determined that the object emits radiation of a relatively strong intensity, but does not contain an artificial radioactive material, You can send it out through the search bar.
상기 방사성 핵종 검출단계에서 상기 대상물에 인공방사선이 존재하는 것으로 판단되면, 별도 관리를 위한 격리검색대로 상기 대상물이 이동되는 대상물격리 단계가 수행된다. 이렇게 격리검색대로 이동된 상기 대상물은, 안전하게 외부와 격리된 상태에서 보다 정밀한 검사가 수행되는 등의 별도 관리가 이루어지게 된다.If it is determined that the artificial radiation is present in the radionuclide detection step, an object isolation step is performed in which the object is moved according to an isolation search for separate management. The object that has been moved to the quarantine search in this way is separately managed such that more precise inspection is carried out while the object is safely isolated from the outside.
또한, 본원의 제 5 측면은,In addition, the fifth aspect of the present invention,
대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 방사선 검출기;A radiation detector for measuring background energy spectrum data in the absence of an object and measuring object energy spectrum data in the presence of the object;
상기 방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 수행하는 산출부; 및A calculation unit for calculating an accumulated count value for an arbitrary energy value using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from the radiation detector; And
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하여 방사성 핵종을 구분하는 판정부;A judging unit for discriminating a radionuclide by comparing a background cumulative count value and an object cumulative count value;
를 포함하고, Lt; / RTI >
상기 누적 카운트값은,Wherein the cumulative count value is calculated by:
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
방사선 검출장치를 제공한다.A radiation detection apparatus is provided.
이하, 방사선 검출장치에 대하여 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the radiation detecting apparatus will be described in detail with reference to FIG.
도 6을 참조하면, 본 발명의 방사선 검출장치(100)는 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 방사선 검출기(110)와, 상기 방사선 검출기(110)로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 수행하는 산출부(120), 그리고 백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하여 방사성 핵종을 구분하는 판정부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
그리고, 상기 판정부(130)를 통하여 방사성 핵종이 확인되면 사용자가 이를 파악할 수 있도록 방사성 핵종을 표시해 주는 디스플레이부(140)를 더 포함한다.The display unit 140 may further include a display unit 140 for displaying a radionuclide such that the user can recognize the radionuclide through the
이때, 본 발명에 의한 방사선 검출장치(100)는 방사성 핵종을 판별하기 위하여, 방사성 핵종별 데이터가 저장되어 있는 메모리부(150)와 상기 판정부(130)를 통하여 파악된 특정 방사선원에 대한 데이터를 상기 메모리부(150)에 저장되어 있는 방사성 핵종별 데이터와 비교하여 일치하는 방사성 핵종을 선별하는 핵종 판별부(160)를 더 포함한다.In order to discriminate the radionuclide, the
상기 메모리부(150)에는 특정 방사선 핵종에 대하여 상기 방사선 구분방법을 통하여 방사성 핵종별 데이터를 미리 확보하여 이를 분류하여 저장된다. 이러한 데이터는 실험실에서 복수의 실험을 통하여 각 방사성 핵종별 데이터를 확보할 수 있다.In the
그리고, 상기 핵종 판별부(160)에서 방사성 핵종이 판별되면 상기 디스플레이부(140)에 이를 표시하여 사용자가 파악할 수 있도록 한다. 따라서, 측정 결과 인체에 유해한 방사성 핵종이 검출되면 이를 격리시키도록 조치할 수 있다.When the radionuclide is discriminated by the
이러한 구성으로, 상기 방사선 검출기(110)는 종래에 사용되고 있는 장치를 그대로 사용할 수 있다. 그리고, 상기 방사선 검출기(110)는 측정 공간을 신속하게 스캐닝하여 데이터를 확보할 수 있다.With such a configuration, the
그리고, 상기 산출부(120)와, 상기 판정부(130)와, 상기 핵종 판별부(160)는 간단한 계산을 통하여 결과값을 도출할 수 있으므로, 상기 방사선 검출기(110)를 통하여 확보된 데이터를 실시간으로 처리하여 사용자에게 방사선 핵종을 판정하여 인공방사선의 유무를 알려줄 수 있다.The
일 예로, 선박을 통하여 다량의 대상품을 수입하는 경우, 종래에는 대상품에서 특정 수량을 샘플링하여 방사선 유무를 측정 하였으므로 신뢰성이 다소 낮은 문제가 있었다. 하지만, 본 발명의 방사선 검출장치(100)를 사용하면 선박에 선적된 컨테이너 모두를 스캐닝하여 신속하고 정확하게 결과값을 도출할 수 있으므로 수입되는 모든 대상품에 대하여 검색을 실시할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.For example, when a large quantity of goods is imported through a ship, there has been a problem that the reliability is somewhat low because the presence or absence of radiation is sampled by sampling a specific quantity of goods in the past. However, by using the
100: 방사선 검출장치
110: 방사선 검출기
120: 산출부
130: 판정부
140: 디스플레이부
150: 메모리부
160: 핵종 판별부100: Radiation detection device
110: Radiation detector
120:
130:
140:
150:
160: Nuclide discrimination unit
Claims (10)
방사선을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계; 및
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하는 단계;
를 포함하고,
상기 누적 카운트값은,
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
Performing cumulative count value computation for an arbitrary energy value using the measured background energy spectrum data and the measured object energy spectrum data in the presence of the object without the object to detect radiation; And
Comparing the background cumulative count value and the object cumulative count value;
Lt; / RTI >
Wherein the cumulative count value is calculated by:
Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
A method for detecting radionuclides.
상기 비교하는 단계는,
상기 대상물 누적 카운트값과 상기 백그라운드 누적 카운트값의 차이가 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계를 포함하는,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the comparing comprises:
And finding a minimum energy value in which a difference between the object accumulation count value and the background accumulation count value is within a certain range.
A method for detecting radionuclides.
상기 비교하는 단계는,
찾아진 에너지값과 미리 준비된 방사성 핵종별 에너지값을 비교하여 대상물에서 검출된 방사성 핵종을 구별하는 단계를 더 포함하는,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the comparing comprises:
Further comprising the step of comparing the energy values found and the energy values prepared in advance to distinguish the radionuclides detected in the object,
A method for detecting radionuclides.
방사성 핵종을 검출하고자 하는 대상물이 없이 측정된 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터 및 대상물이 있는 상태에서 측정된 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 각각 수행하는 단계;
대상물 누적 카운트값으로부터 에너지에 따른 규격화 값으로 나타나는 대상물 규격화 누적 카운트값을 산출하되, 상기 규격화 값은 임의의 에너지값에 있어서 대상물 누적 카운트값 및 백그라운드 누적 카운트값의 비율로 정의되는, 규격화 누적 카운트값 산출 단계; 및
상기 대상물 규격화 누적 카운트값에 있어서 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계;
를 포함하고,
상기 누적 카운트값은,
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
A method for detecting a radionuclide using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from a radiation detector,
Performing cumulative count value calculation for an arbitrary energy value using background energy spectrum data measured without an object to detect the radionuclide and object energy spectrum data measured in the presence of an object;
Calculating an object normalized cumulative count value represented by a normalized value according to energy from an object cumulative count value, wherein the normalized value is a normalized cumulative count value defined as a ratio of an object cumulative count value and a background cumulative count value at an arbitrary energy value Calculating step; And
Finding a minimum energy value of the object normalized accumulation count value having a normalized value within a certain range from 1;
Lt; / RTI >
Wherein the cumulative count value is calculated by:
Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
A method for detecting radionuclides.
상기 누적 카운트값 산출을 수행하는 단계는 에너지 값을 변화시켜 가며 수행되는, 방사성 핵종을 검출하는 방법.
The method according to claim 1 or 4,
Wherein the step of performing the cumulative count value calculation is performed while changing the energy value.
상기 누적 카운트값은,
미리 결정된 임의의 에너지 구간 내에서 정의되는 것인,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
The method according to claim 1 or 4,
Wherein the cumulative count value is calculated by:
Wherein the energy is defined within a predetermined arbitrary energy interval.
A method for detecting radionuclides.
상기 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 에너지값을 찾는 단계에서 찾아진 에너지값과 미리 준비된 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 최소의 방사성 핵종별 에너지값을 비교하여 대상물에서 검출된 방사성 핵종을 구별하는 단계를 더 포함하는,
방사성 핵종을 검출하는 방법.
5. The method of claim 4,
The energy value found at the step of finding the minimum energy value within the range of 1 and the normalized value is compared with the minimum value of the radionuclide species energy having a predetermined range of 1 and a predetermined standard value to discriminate the radionuclides detected in the object ≪ / RTI >
A method for detecting radionuclides.
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 누적 카운트값 비교단계가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;
를 포함하는
방사성 핵종 검출공정.
1. A method for detecting a radionuclide using a radiation detector and a method for detecting the radionuclide of claim 1,
An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
Wherein the cumulative count value calculating step and the cumulative count value comparing step are sequentially performed when the count of the object energy spectrum data is equal to or greater than the detection reference value so that the radioactive nuclide is detected;
Containing
Radionuclide detection process.
상기 방사선 검출기로 대상물이 없는 상태에서 백그라운드 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하고, 방사선 검출기로 대상물이 있는 상태에서 대상물 에너지 스펙트럼 데이터를 측정하는 에너지 스펙트럼 데이터 측정단계;
대상물 에너지 스펙트럼 데이터의 카운트가 검출기준값 이상이면, 상기 누적 카운트값 산출단계, 규격화 누적 카운트값 산출 단계, 규격화 값이 1과 일정 범위 내인 에너지값을 찾는 단계;가 순차적으로 수행되어, 방사성 핵종이 검출되는, 방사성 핵종 검출단계;
를 포함하는
방사성 핵종 검출공정.
A method for detecting a radionuclide using a radiation detector and a method for detecting the radionuclide according to claim 4,
An energy spectrum data measurement step of measuring background energy spectrum data in the absence of an object with the radiation detector and measuring object energy spectrum data in the presence of an object with a radiation detector;
A step of calculating an accumulated count value, a step of calculating a normalized cumulative count value, and a step of finding an energy value whose standardized value is within a certain range, when the count of the object energy spectrum data is equal to or larger than the detection reference value, A radionuclide detection step;
Containing
Radionuclide detection process.
상기 방사선 검출기로부터 얻어지는 에너지에 따른 카운트로 나타나는 에너지 스펙트럼 데이터를 사용하여 임의의 에너지 값에 대한 누적 카운트값 산출을 수행하는 산출부; 및
백그라운드 누적 카운트값과 대상물 누적 카운트값을 비교하여 방사성 핵종을 구분하는 판정부;
를 포함하고,
상기 누적 카운트값은,
임의의 에너지값을 기준으로 그 에너지값 이상 또는 초과의 카운트값들을 모두 더한 것으로 정의되는,
방사선 검출장치.A radiation detector for measuring background energy spectrum data in the absence of an object and measuring object energy spectrum data in the presence of the object;
A calculation unit for calculating an accumulated count value for an arbitrary energy value using energy spectrum data represented by a count according to an energy obtained from the radiation detector; And
A judging unit for discriminating a radionuclide by comparing a background cumulative count value and an object cumulative count value;
Lt; / RTI >
Wherein the cumulative count value is calculated by:
Lt; / RTI > is defined as the sum of all energy values above or above the energy value based on any energy value,
Radiation detection device.
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