KR20220037596A - X-ray target apparatus for linear accelerator - Google Patents

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KR20220037596A
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electron beam
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김영만
곽경일
문진혁
한찬호
안준호
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주식회사 쎄크
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Abstract

Disclosed is a target device that emits X-rays by an electron beam passing through an acceleration tube of a linear accelerator. The target device comprises: a body connected to one end of the acceleration tube and having a passage through which the electron beam passes therein; a base connected to one end of the body; a target fixed to the base and emitting X-rays when the electron beam that has passed through the passage of the body collides; and a cooling passage in which a coolant flows from one end of the body and continues to the other end of the body through the base, wherein one part of the cooling passage passes through the inside of the base so that the X-rays emitted from the target pass through the coolant. Therefore, the present invention is capable of having an advantage that can serve as X-ray curing by the coolant.

Description

선형가속기의 엑스레이 타겟 장치{X-RAY TARGET APPARATUS FOR LINEAR ACCELERATOR}X-ray target device of linear accelerator {X-RAY TARGET APPARATUS FOR LINEAR ACCELERATOR}

본 발명은 선형가속기의 엑스레이 타겟 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고에너지 전자빔을 엑스레이(X-ray)로 변화시키는 선형가속기의 엑스레이 타겟 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray target apparatus for a linear accelerator, and more particularly, to an X-ray target apparatus for a linear accelerator that converts a high-energy electron beam into X-rays.

선형가속기는 전자를 높은 에너지로 가속하여 타겟에 충돌시켜 엑스레이를 발생시키는 장치이다.　A linear accelerator is a device that generates X-rays by accelerating electrons to high energy and collided with a target.

종래의 선형가속기는 전자빔이 타겟에 충돌하여 엑스레이 변화될 때의 엑스레이 발생 효율(e)은 하기 수학식 1과 같다.In the conventional linear accelerator, the X-ray generation efficiency (e) when an electron beam collides with a target and changes to an X-ray is expressed by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

e = 1.1 Х 10-9 ZVe = 1.1 Х 10 -9 ZV

상기 엑스레이 발생 효율(e)은 타겟 물질의 원자번호(Z)와 전자의 가속 전압(V)에 비례하며 아주 작은 비율만 엑스레이로 변화되고 나머지는 열로 소모된다. 이때 발생하는 열을 필수적으로 냉각해야 하는데 타겟 물질인 텅스텐에 아주 작은 집속 빔으로 충돌할 때 충분하게 빠른 시간 내에 열을 전달 확산하여 냉각할 수 있는 구조가 필수적이다.The X-ray generation efficiency (e) is proportional to the atomic number (Z) of the target material and the acceleration voltage (V) of electrons, and only a very small proportion is converted into X-rays, and the rest is consumed as heat. The heat generated at this time must be cooled, and when it collides with the target material tungsten with a very small focused beam, a structure that can transfer and diffuse heat within a sufficiently fast time is essential for cooling.

또한 전자빔이 단일 에너지로 가속되어 충돌하여도 엑스레이는 도 1과 같은 전형적인 엑스레이 스펙트럼으로 발생된다. 이때 발생된 엑스레이를 이용하여 다양한 응용분야에 활용된다. 엑스레이는 도 1에 도시된 에너지 영역 내에서 최대 에너지 대역만 활용되고 나머지 저에너지 대역은 활용성이 낮아 제거한다. 이처럼 저에너지 대역을 제거하기 위해 통상적으로 타겟 일면(타겟으로부터 엑스레이가 발생하는 면)에 다양한 소재의 하드웨어 필터를 사용하여 저에너지 대역을 제거하여 엑스레이를 경화하는 역할을 하게 한다.In addition, even when the electron beam is accelerated by a single energy and collides, X-rays are generated in a typical X-ray spectrum as shown in FIG. 1 . The generated X-rays are used in various applications. In the X-ray, only the maximum energy band is utilized within the energy region shown in FIG. 1 , and the remaining low energy band is removed due to low utility. As such, in order to remove the low energy band, hardware filters of various materials are used on one surface of the target (the surface where X-rays are generated from the target) to remove the low energy band, thereby curing the X-rays.

그런데 종래의 선형가속기의 타겟 장치는 저에너지 대역을 필터링하기 위해 하드웨어 필터를 타겟에 부착해야 하므로 조립 공정 및 조립 시간이 늘어나는 문제가 있었다. 또한, 타겟을 냉각하기 위한 별도의 냉각 구조를 함께 구비함에 따라 타겟 장치의 구조가 복잡한 문제가 있었다.However, in the conventional target device of the linear accelerator, a hardware filter must be attached to the target in order to filter the low energy band, so there is a problem in that the assembly process and assembly time increase. In addition, as a separate cooling structure for cooling the target is provided, the structure of the target device is complicated.

본 발명의 목적은 심플한 냉각 구조를 통해 높은 열 에너지를 효과적으로 냉각함과 동시에 엑스레이의 저에너지 대역을 필터링하는 엑스레이 경화(Hardening)를 겸할 수 있는 선형가속기의 엑스레이 타겟 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an X-ray target device of a linear accelerator capable of effectively cooling high thermal energy through a simple cooling structure and also performing X-ray hardening that filters a low energy band of X-rays.

또한, 본 발명의 다른 목적은 타겟에 충돌하는 전자빔을 실시간으로 측정하여 타겟 전류를 모니터링 함으로써 선형가속기의 상태를 실시간으로 진단할 수 있는 선형가속기의 엑스레이 타겟 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an X-ray target device for a linear accelerator capable of diagnosing the state of a linear accelerator in real time by measuring an electron beam colliding with a target in real time and monitoring the target current.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 선형가속기의 가속관을 통과한 전자빔에 의해 엑스레이를 방사하는 타겟 장치에 있어서, 상기 가속관의 일단에 연결되고 내측에 상기 전자빔이 통과하는 통로를 가지는 몸체; 상기 몸체 일단에 연결된 베이스; 상기 베이스에 고정되고 상기 몸체의 통로를 통과한 전자빔이 충돌 시 엑스레이를 방사하는 타겟; 및 상기 몸체의 일단으로부터 상기 베이스를 거쳐 상기 몸체의 타단으로 이어지는 냉각수가 흐르는 냉각 유로;를 포함하며, 상기 냉각 유로의 일부는 상기 타겟에서 방사되는 엑스레이가 냉각수를 통과하도록 상기 베이스의 내부를 통과하는 타겟 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a target device for emitting X-rays by an electron beam passing through an acceleration tube of a linear accelerator, comprising: a body connected to one end of the acceleration tube and having a passage through which the electron beam passes inside; a base connected to one end of the body; a target fixed to the base and emitting X-rays when the electron beam passing through the passage of the body collides; and a cooling passage through which cooling water flows from one end of the body to the other end of the body through the base, wherein a portion of the cooling passage passes through the inside of the base so that the X-rays radiated from the target pass through the cooling water A target device is provided.

상기 냉각 유로의 일부는, 상기 타겟이 고정되는 상기 베이스의 고정부와 상기 엑스레이를 상기 베이스 외부로 가이드하는 가이드부 사이에 위치할 수 있다.A portion of the cooling passage may be positioned between a fixing part of the base to which the target is fixed and a guide part guiding the X-rays to the outside of the base.

상기 냉각 유로의 일부는, 상기 엑스레이 방사 방향에 대하여 수직으로 배치될 수 있다.A portion of the cooling passage may be disposed perpendicular to the X-ray radiation direction.

상기 베이스의 고정부는 상기 타겟이 배치되는 요홈이 형성될 수 있다.The fixing portion of the base may be formed with a groove in which the target is disposed.

상기 몸체는, 상기 가속관에 인접한 제1 몸체부; 상기 베이스에 인접한 제2 몸체부; 및 상기 제1 및 제2 몸체부 사이에 배치된 절연 부재;를 포함할 수 있다.The body may include: a first body portion adjacent to the acceleration tube; a second body portion adjacent to the base; and an insulating member disposed between the first and second body parts.

상기 타겟 장치는 상기 타겟에 전기적으로 연결되어 상기 타겟에 흐르는 전류를 검출하는 타겟 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.The target device may further include a target current detector electrically connected to the target to detect a current flowing through the target.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 타겟 장치 전체를 냉각하기 위한 냉각 유로를 타겟에 인접한 위치로 배치하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있고, 타겟으로부터 방사되는 엑스레이가 냉각 유로를 거쳐 통과함으로써 냉각수에 의해 엑스레이 경화를 겸할 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, cooling efficiency can be improved by arranging a cooling flow path for cooling the entire target device in a position adjacent to the target, and X-rays radiated from the target pass through the cooling flow path, so that the It has the advantage of being able to combine hardening.

또한 본 발명에 있어서는, 전자빔을 가속하는 가속관과 전자빔이 충돌하는 위치인 베이스를 상호 절연 상태로 분리하여 타겟 전류를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 선형가속기의 상태를 실시간으로 진단할 수 있다.In addition, in the present invention, since the target current can be monitored in real time by separating the accelerator tube that accelerates the electron beam and the base where the electron beam collides in a mutually insulated state, the state of the linear accelerator can be diagnosed in real time.

도 1은 전형적인 엑스레이 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치를 구비한 선형가속기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 표시된 Ⅲ 부분을 나타낸 확대도이다.　
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치의 타겟 전류를 측정하는 예를 나타낸 개략도이다.1 is a graph showing a typical X-ray spectrum.
2 is a cross-sectional view showing a linear accelerator having an X-ray target device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an X-ray target apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing part III shown in FIG. 3 .
5 is a schematic diagram illustrating an example of measuring a target current of an X-ray target apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein may be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only provided to facilitate understanding of the various embodiments. Accordingly, the technical spirit is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but these components are not limited by the above-mentioned terms. The above terminology is used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the present specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형가속기의 엑스레이 타겟 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an X-ray target apparatus of a linear accelerator according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치를 구비한 선형가속기를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a linear accelerator having an X-ray target device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 선형가속기(1)는 전자총(10), 전자총에서 발사된 전자빔을 가속시키는 가속관(30), 가속된 전자빔을 엑스레이로 변화시키는 타겟 장치(50)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the linear accelerator 1 includes an electron gun 10 , an accelerator tube 30 for accelerating an electron beam fired from the electron gun, and a target device 50 for converting the accelerated electron beam into X-rays.

가속관(30)은 소정 길이의 직선 형태로 이루어지며 내측에 복수의 캐비티(31)가 마련된다. 가속관(30)의 일단과 타단에는 각각 제1 플랜지(20) 및 제2 플랜지(40)가 결합된다.The acceleration tube 30 is formed in a straight line with a predetermined length, and a plurality of cavities 31 are provided inside. A first flange 20 and a second flange 40 are coupled to one end and the other end of the acceleration pipe 30 , respectively.

제1 플랜지(20)는 내측에 전자총(10)으로부터 발사된 전자빔이 통과하는 통로가 형성되며 일측에 전자총(10)이 결합된다. 전자총(10)과 제1 플랜지(20) 사이에는 초고진공이 가능하도록 제1 메탈 가스켓(21)이 배치된다.The first flange 20 has a passage through which the electron beam emitted from the electron gun 10 passes is formed on the inside, and the electron gun 10 is coupled to one side. A first metal gasket 21 is disposed between the electron gun 10 and the first flange 20 to enable ultra-high vacuum.

제2 플랜지(40)는 내측에 가속관(30)을 통과한 전자빔이 통과하는 통로가 형성되며 일측에 타겟 장치(50)가 결합된다. 제2 플랜지(40)와 타겟 장치(50) 사이에는 초고진공이 가능하도록 제2 메탈 가스켓(41)이 배치된다.The second flange 40 has a passage through which the electron beam that has passed through the accelerator tube 30 passes therein, and the target device 50 is coupled to one side thereof. A second metal gasket 41 is disposed between the second flange 40 and the target device 50 to enable ultra-high vacuum.

선형가속기(1)는 서로 연결되는 부품들 사이에 제1 및 제2 메탈 가스켓(21, 41)이 배치됨에 따라 선형가속기(1)의 내부가 초고진공 상태를 유지할 수 있다.As the first and second metal gaskets 21 and 41 are disposed between the parts connected to each other, the linear accelerator 1 may maintain an ultra-high vacuum state inside the linear accelerator 1 .

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 표시된 ²부분을 나타낸 확대도이다.　3 is a cross-sectional view showing an X-ray target apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view showing the ² part shown in FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 타겟 장치(50)는 제1 및 제2 몸체부(51, 55)를 포함하는 몸체와, 절연 부재(53)와, 베이스(57)와, 베이스(57)의 일부에 배치되는 타겟(58)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the target device 50 includes a body including first and second body parts 51 and 55 , an insulating member 53 , a base 57 , and a part of the base 57 . and a target 58 on which it is placed.

타겟 장치(50)는 타겟(58)에 가속된 전자빔이 충돌 시 발생하는 열 에너지를 흡수하기 위해 타겟 장치(50)의 내부를 따라 냉각 유로가 형성된다.In the target device 50 , a cooling passage is formed along the inside of the target device 50 to absorb thermal energy generated when the electron beam accelerated to the target 58 collides.

냉각 유로는 제1 몸체부(51)의 일단에 형성된 유입구(51c)로부터 절연 부재(53), 제2 몸체부(55) 및 베이스(57)를 거쳐 다시 제2 몸체부(55), 절연 부재(53) 및 제1 몸체부(51)의 배출구(51f)까지 연속적으로 이어진다. 냉각 유로는 후술하는 제1 내지 제 7 유로부를 포함할 수 있다.The cooling passage passes from the inlet 51c formed at one end of the first body 51 through the insulating member 53, the second body 55 and the base 57 again to the second body 55 and the insulating member. (53) and continues to the outlet (51f) of the first body portion (51). The cooling passage may include first to seventh passage portions to be described later.

제1 몸체부(51)는 제2 플랜지(40)의 타측과 결합된다. 이 경우, 제1 몸체부(51)는 제2 메탈 가스켓(41)이 밀착되는 부분에 나이프 에지(knife edge) 구조(51a)를 가지는 CF 플랜지가 형성된다. 제1 몸체부(51)는 중앙을 관통하는 제1 통로(51b)가 형성된다. 제1 통로(51b)는 가속관(30)을 통과하면서 가속된 전자빔이 통과한다.The first body portion 51 is coupled to the other side of the second flange (40). In this case, a CF flange having a knife edge structure 51a is formed on the first body portion 51 to which the second metal gasket 41 is in close contact. The first body portion 51 is formed with a first passage (51b) passing through the center. The electron beam accelerated while passing through the accelerator tube 30 passes through the first passage 51b.

제1 몸체부(51)는 일단에 냉각수가 공급되는 유입구(51c)가 형성되고, 유입구(51c)와 연결된 제1 유로부(51d)와, 배출구(51f)와 연결된 제7 유로부(51e)가 형성된다.　 제1 유로부(51d)는 타겟 장치(50)로 냉각수가 유입되는 부분이고, 제7 유로부(51e)는 타겟 장치(50) 외부로 냉각수가 배출되는 부분이다.The first body portion 51 has an inlet 51c through which cooling water is supplied at one end, a first passage portion 51d connected to the inlet 51c, and a seventh passage portion 51e connected to the outlet 51f. is formed The first flow path portion 51d is a portion through which the cooling water flows into the target device 50 , and the seventh flow passage portion 51e is a portion through which the cooling water is discharged to the outside of the target device 50 .

절연 부재(53)는 제1 몸체부(51)와 제2 몸체부(55) 사이에 배치되며 제2 몸체부(55)와 제1 몸체부(51)를 상호 연결시킴과 동시에 상호 절연시킨다. 절연 부재(53)는 강성을 가지며 부도체인 세라믹으로 이루어질 수 있다.The insulating member 53 is disposed between the first body part 51 and the second body part 55 and connects the second body part 55 and the first body part 51 to each other and at the same time insulates them from each other. The insulating member 53 has rigidity and may be made of a non-conductive ceramic.

절연 부재(53)는 중앙을 관통하는 제2 통로(53a)가 형성된다. 제2 통로(53a)는 제1 몸체부(51)의 제1 통로(51b)와 연결되며 제1 통로(51b)의 지름과 동일한 지름으로 형성되며 제1 통로(51b)와 동일 축상에 배치된다.　　The insulating member 53 is formed with a second passage 53a passing through the center. The second passage (53a) is connected to the first passage (51b) of the first body portion (51), is formed with the same diameter as the diameter of the first passage (51b) and is disposed on the same axis as the first passage (51b). .

절연 부재(53)는 내부에 제1 몸체부의 제1 유로부(51d)와 연결되는 제2 유로부(53b)가 형성되고, 제1 몸체부의 제7 유로부(51e)와 연결되는 제6 유로부(53c)가 형성된다.The insulating member 53 has a second flow path part 53b connected to the first flow path part 51d of the first body part therein, and a sixth flow path part connected to the seventh flow path part 51e of the first body part. A portion 53c is formed.

제2 몸체부(55)는 절연 부재에 의해 제1 몸체부(51)로부터 이격 배치된다. 제2 몸체부(55)는 중앙을 관통하는 제3 통로(55a)가 형성된다. 제3 통로(55a)는 전술한 제1 통로(51b) 및 제2 통로(53a)와 동일한 지름을 가지며 동일 축상에 배치되어, 가속관(30)을 통과하여 가속된 전자빔을 타겟(58)으로 가이드한다.The second body portion 55 is spaced apart from the first body portion 51 by an insulating member. The second body portion 55 is formed with a third passage 55a passing through the center. The third passage (55a) has the same diameter as the aforementioned first passage (51b) and the second passage (53a) and is disposed on the same axis, and transmits the electron beam accelerated through the accelerator tube (30) to the target (58). guide

제2 몸체부(55)는 내부에 절연 부재의 제2 유로부(53b)와 연결되는 제3 유로부(55b)가 형성되고, 절연 부재의 제6 유로부(53c)와 연결되는 제5 유로부(55c)가 형성된다.The second body portion 55 has a third passage portion 55b connected to the second passage portion 53b of the insulating member formed therein, and a fifth passage connected to the sixth passage portion 53c of the insulating member. A portion 55c is formed.

베이스(57)는 타겟(58)에서 발생한 열을 효율적으로 분산하기 위해 열전도율이 높은 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 베이스(57)의 재질은 구리(Cu)이고, 타겟(58)의 재질은 텅스텐으로 이루어질 수 있다.The base 57 is preferably made of a metal material having high thermal conductivity in order to efficiently dissipate the heat generated by the target 58 . For example, the material of the base 57 may be copper (Cu), and the material of the target 58 may be tungsten.

베이스(57)는 제2 몸체부(55)에 결합되며, 타겟(58)이 고정되는 요홈(58a)이 형성된다. 요홈(58a)은 제3 통로(55a)와 동일한 지름을 가지며 동일 축상에 배치된다. 이 경우 타겟(58)은 전자빔이 이동하는 방향에 대하여 대략 수직하게 배치될 수 있다. The base 57 is coupled to the second body portion 55, and a recess 58a to which the target 58 is fixed is formed. The recess 58a has the same diameter as the third passage 55a and is disposed on the same axis. In this case, the target 58 may be disposed substantially perpendicular to the direction in which the electron beam moves.

베이스(57)는 내측을 따라 제4 유로가 형성된다. 제4 유로는 엑스레이가 방사되는 방향(또는 전자빔이 이동하는 방향)에 수직하게 배치될 수 있다. 또는 제4 유로는 타겟(58)이 배치된 방향에 평행하게 배치될 수 있다.A fourth flow path is formed along the inner side of the base 57 . The fourth flow path may be disposed perpendicular to a direction in which the X-rays are emitted (or a direction in which the electron beam moves). Alternatively, the fourth flow path may be disposed parallel to the direction in which the target 58 is disposed.

베이스(57)는 타겟(58)을 고정함과 동시에, 냉각 유로의 일부를 포함하고 있어 타겟(58)을 냉각할 수 있다.The base 57 fixes the target 58 and includes a part of the cooling passage to cool the target 58 .

도 4를 참조하면, 제4 유로는 제1 연통구(57a)를 통해 제3 유로부(55b)와 연결되는 제1 부분(57b)과, 요홈(58a)의 바닥부를 이루는 고정부(57g)와 엑스레이를 가이드하는 가이드부(57h) 사이에 마련된 제2 부분(57c)과, 제2 연통구(57e)를 통해 제5 유로부(55c)와 연결되는 제3 부분(57d)을 포함한다. 가이드부(57h)의 경사홈(57f)은 엑스레이를 베이스(57) 외부로 원하는 형태로 가이드 하기 위해 대략 콘 형상으로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 4 , the fourth flow path includes a first part 57b connected to the third flow path part 55b through the first communication hole 57a and a fixing part 57g forming the bottom of the recess 58a. and a second portion 57c provided between the guide portion 57h for guiding the X-rays, and a third portion 57d connected to the fifth passage portion 55c through the second communication hole 57e. The inclined groove 57f of the guide portion 57h may have a substantially cone shape to guide the X-rays out of the base 57 in a desired shape.

제4 유로의 제2 부분(57c)은 전자빔이 타겟(58)에 충돌하여 방사되는 엑스레이가 통과하는 영역이다. 엑스레이는 제4 유로의 제2 부분(57c)을 통과하면서 냉각수에 의해 경화된다. 즉, 엑스레이는 냉각수에 의해 저에너지 대역이 필터링된다.The second portion 57c of the fourth flow passage is a region through which the X-ray emitted by the electron beam collides with the target 58 . The X-ray is cured by cooling water while passing through the second portion 57c of the fourth flow path. That is, the low energy band of the X-ray is filtered by the cooling water.

이와 같이, 본 발명의 타겟 장치(50) 내로 공급되는 냉각수는 엑스레이를 경화하는 필터 역할과 함께 타겟(58) 및 타겟 장치(50) 전체를 지속적으로 또는 실시간으로 냉각하는 역할을 겸할 수 있다.In this way, the cooling water supplied into the target device 50 of the present invention may serve to continuously or in real time cool the entire target 58 and the target device 50 as well as a filter for curing the X-rays.

도 4에서는 제4 유로의 제2 부분(57c)의 폭(W1)이 제4 유로의 제1 부분(57b) 또는 제3 부분(57d)의 폭(W2)보다 좁게 형성되는 것으로 도시하였다. 제4 유로의 제2 부분(57c)의 폭(W1)은 베이스(57)의 두께(예를 들면, 고정부(57g)의 두께와 가이드부(57h)의 두께의 합)와 함께 고려하여 전자빔의 가속에너지에 따라 최적으로 설정할 수 있다.In FIG. 4 , the width W1 of the second portion 57c of the fourth passage is narrower than the width W2 of the first portion 57b or the third portion 57d of the fourth passage. The width W1 of the second portion 57c of the fourth flow path is considered together with the thickness of the base 57 (eg, the sum of the thickness of the fixing portion 57g and the thickness of the guide portion 57h) and the electron beam It can be set optimally according to the acceleration energy of

타겟(58)은 전자빔이 충돌함에 따라 엑스레이를 효율적으로 방사할 수 있는 재질 예를 들면, 텅스텐으로 형성될 수 있다. 타겟(58)의 두께는 전자빔의 가속에너지에 따라 적절하게 설정할 수 있다.The target 58 may be formed of a material capable of efficiently emitting X-rays as the electron beam collides, for example, tungsten. The thickness of the target 58 can be appropriately set according to the acceleration energy of the electron beam.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 타겟 장치의 타겟 전류를 측정하는 예를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating an example of measuring a target current of an X-ray target apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 타겟 장치(50)의 제2 몸체부(55)는 절연 부재(53)를 통해 제1 몸체부(51)와 절연된 상태이고, 베이스(57)는 제2 몸체부(55)에 결합되어 있다. 이러한 구조하에서 타겟(58) 역시 제1 몸체부(51)와 절연된 상태를 이룬다. 따라서 타겟(58)은 제1 몸체부(51)와 제2 플랜지(40)로 연결된 가속관(30)과 절연되는 것은 물론, 가속관(30)과 제1 플랜지(20)로 연결된 전자총(10)과도 절연되어 폐회로를 이루지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명은 타겟 전류 검출부(70)를 통해 타겟(58)의 타겟 전류를 측정하고, 이를 도시미터(dosimeter) 값과 비교하여 실시간으로 선형가속기의 상태를 진단할 수 있다.5, the second body portion 55 of the target device 50 according to the present invention is insulated from the first body portion 51 through the insulating member 53, and the base 57 is 2 is coupled to the body portion (55). Under this structure, the target 58 is also insulated from the first body portion 51 . Therefore, the target 58 is insulated from the acceleration tube 30 connected by the first body portion 51 and the second flange 40 , as well as the electron gun 10 connected by the acceleration tube 30 and the first flange 20 . ) is also insulated so that a closed circuit is not formed. Accordingly, the present invention can diagnose the state of the linear accelerator in real time by measuring the target current of the target 58 through the target current detecting unit 70 and comparing it with a dosimeter value.

타겟 전류 검출부(70)는 타겟(58)에 전기적으로 연결되는 배선(71)과, 배선(71)을 통해 전달되는 타겟 전류를 작은 신호 전압(small signal voltage)으로 전환하는 전류 변환기(73)와, 작은 신호 전압을 증폭하여 출력하는 증폭기(75)를 포함한다.The target current detection unit 70 includes a wiring 71 electrically connected to the target 58 and a current converter 73 that converts the target current transmitted through the wiring 71 into a small signal voltage; , and an amplifier 75 for amplifying and outputting a small signal voltage.

이와 같이, 본 발명은 타겟 전류 검출부(70)를 통해 타겟(58)에 충돌하는 전자빔을 실시간으로 측정하여 타겟 전류를 모니터링 함으로써 선형가속기(1)의 상태를 실시간으로 파악할 수 있다.　As described above, in the present invention, the state of the linear accelerator 1 can be grasped in real time by monitoring the target current by measuring the electron beam colliding with the target 58 in real time through the target current detection unit 70 .

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 타겟 장치 전체를 냉각하기 위한 냉각 유로를 타겟에 인접한 위치로 배치하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있고, 타겟으로부터 방사되는 엑스레이가 냉각 유로를 거쳐 통과함으로써 냉각수에 의해 엑스레이 경화를 겸할 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, cooling efficiency can be improved by arranging a cooling flow path for cooling the entire target device in a position adjacent to the target, and X-rays radiated from the target pass through the cooling flow path, so that the It has the advantage of being able to combine hardening.

또한 본 발명은 전자빔을 가속하는 가속관과 전자빔이 충돌하는 위치인 베이스를 상호 절연 상태로 분리하여 타겟 전류를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 선형가속기의 상태를 실시간으로 진단할 수 있다.In addition, the present invention can monitor the target current in real time by separating the accelerator tube that accelerates the electron beam and the base, which is the location where the electron beam collides, in a mutually insulated state, so that the state of the linear accelerator can be diagnosed in real time.

이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.In the above, various embodiments of the present disclosure have been individually described, but each embodiment is not necessarily implemented alone, and the configuration and operation of each embodiment may be implemented in combination with at least one other embodiment. .

또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.

10: 전자총
20: 제1 플랜지
30: 가속관
40: 제2 플랜지
50: 타겟 장치
51: 제1 몸체부
53: 절연 부재
55: 제2 몸체부
57: 베이스
58: 타겟
70: 타겟 전류 검출부10: electron gun
20: first flange
30: accelerator tube
40: second flange
50: target device
51: first body portion
53: insulation member
55: second body portion
57: base
58: target
70: target current detection unit

Claims (6)

선형가속기의 가속관을 통과한 전자빔에 의해 엑스레이를 방사하는 타겟 장치에 있어서,
상기 가속관의 일단에 연결되고 내측에 상기 전자빔이 통과하는 통로를 가지는 몸체;
상기 몸체 일단에 연결된 베이스;
상기 베이스에 고정되고 상기 몸체의 통로를 통과한 전자빔이 충돌 시 엑스레이를 방사하는 타겟; 및
상기 몸체의 일단으로부터 상기 베이스를 거쳐 상기 몸체의 타단으로 이어지는 냉각수가 흐르는 냉각 유로;를 포함하며,
상기 냉각 유로의 일부는 상기 타겟에서 방사되는 엑스레이가 냉각수를 통과하도록 상기 베이스의 내부를 통과하는, 타겟 장치.In the target device for emitting X-rays by the electron beam passing through the acceleration tube of the linear accelerator,
a body connected to one end of the accelerator tube and having a passage through which the electron beam passes;
a base connected to one end of the body;
a target fixed to the base and emitting X-rays when the electron beam passing through the passage of the body collides; and
and a cooling passage through which coolant flows from one end of the body to the other end of the body through the base.
A portion of the cooling passage passes through the inside of the base so that the X-rays radiated from the target pass through the cooling water, the target device. 제1항에 있어서,
상기 냉각 유로의 일부는,　
상기 타겟이 고정되는 상기 베이스의 고정부와 상기 엑스레이를 상기 베이스 외부로 가이드하는 가이드부 사이에 위치하는, 타겟 장치.According to claim 1,
A part of the cooling passage,
Positioned between the fixing part of the base to which the target is fixed and the guide part for guiding the X-rays to the outside of the base, the target device. 제2항에 있어서,
상기 냉각 유로의 일부는,
상기 엑스레이 방사 방향에 대하여 수직하게 배치되는, 타겟 장치.3. The method of claim 2,
A part of the cooling passage,
The target device, which is disposed perpendicular to the X-ray radiation direction. 제2항에 있어서,
상기 베이스의 고정부는 상기 타겟이 배치되는 요홈이 형성되는, 타겟 장치.3. The method of claim 2,
The fixing portion of the base is formed with a groove in which the target is disposed, the target device. 제1항에 있어서,
상기 몸체는,
상기 가속관에 인접한 제1 몸체부;
상기 베이스에 인접한 제2 몸체부; 및
상기 제1 및 제2 몸체부 사이에 배치된 절연 부재;를 포함하는, 타겟 장치.According to claim 1,
The body is
a first body portion adjacent to the acceleration tube;
a second body portion adjacent to the base; and
Including a; an insulating member disposed between the first and second body portion, the target device. 제5항에 있어서,
상기 타겟에 전기적으로 연결되어 상기 타겟에 흐르는 전류를 검출하는 타겟 전류 검출부를 더 포함하는, 타겟 장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising a target current detection unit electrically connected to the target to detect a current flowing in the target, the target device.
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