KR20220160088A - 자체 전력 검출기를 사용하여 핵 동위원소의 활성을 측정하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치가 개시된다. 방사성 동위원소의 시편은 캡슐 내에 함유된다. 측정 장치는 내부 인클로저, 내부 인클로저 주위에 위치한 감마 방사선 감응 자체 전력 검출기(SPD), 및 SPD와 내부 인클로저 주위에 위치한 외부 인클로저를 포함한다. 내부 인클로저는, 시편을 함유한 캡슐을 수용하도록 구성되는 내부 공동을 포함한다. 내부 인클로저는 길이 방향 축을 정의한다. 외부 인클로저는 SPD를 내부 인클로저에 고정시켜 측정 장치의 작동 및 보관 중에 SPD가 움직이지 않도록 한다.

Description

자체 전력 검출기를 사용하여 핵 동위원소의 활성을 측정하기 위한 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 4월 1일에 출원된 미국 특허 가출원 제63/003,610호의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체가 참조로서 본원에 포함된다.

샘플 내의 방사성 동위원소의 총 활성 수준을 원하는 총 활성 수준으로 충족시키기 위해서, 코발트-60(Co-60)과 같은 샘플 내의 방사성 동위원소의 부피로부터 방출된 감마 방사선의 양을 정확하게 측정해야 한다. 샘플의 총 활성은 단위 시간 및 방사성 동위원소의 부피당 붕괴의 수이다. 방사성 동위원소 샘플 또는 시편은 캡슐, 튜브 및/또는 인클로저 내에 함유될 수 있다. 시편의 활성을 측정하는 것은, 시편의 활성이 최종 목적지로 시편을 배송하는 데 사용되는 캐스크의 허가된 활성 한도를 충족하는지 확인하고 시편의 활성이 상업적 공급업체 요건을 충족하는지 확인하는 데 요구된다. Co-60과 같은 방사성 동위원소는 의료 산업에서 암성 종양의 방사선 조사, 의료 기기의 멸균, 및 무엇보다 식품의 멸균 등을 위해 상업적으로 사용된다. 전술한 작업과 관련된 불확실성 및 노동 비용을 최소화하기 위해 시편의 활성 측정을 수행하는 신속하고 정확한 수단이 요구된다.

다양한 구현예에서, 방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치가 개시되어 있다. 방사성 동위원소의 시편은 캡슐 내에 함유된다. 측정 장치는 내부 인클로저, 내부 인클로저 주위에 위치한 감마 방사선 감응 자체 전력 검출기(SPD), 및 SPD와 내부 인클로저 주위에 위치한 외부 인클로저를 포함한다. 내부 인클로저는, 시편을 함유한 캡슐을 수용하도록 구성되는 내부 공동을 포함한다. 내부 인클로저는 길이 방향 축을 정의한다. 외부 인클로저는 SPD를 내부 인클로저에 고정시켜 측정 장치의 작동 및 보관 중에 SPD가 움직이지 않도록 한다.

다양한 구현예에서, 방사성 동위원소를 포함하는 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법이 개시된다. 방법은, 방사성 동위원소의 복수의 시험 시편을 감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함하는 측정 장치 내에 한 번에 하나씩 위치시키는 단계를 포함하되, 각각의 시험 시편의 활성은 알려져 있다. 방법은, 각각의 시험 시편이 측정 장치 내에 위치하는 경우에 SPD 내에서 전류를 측정하는 단계, 및 측정 장치 내의 시험 시편과 동일한 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키는 단계를 추가로 포함하되, 타겟 시편의 활성은 알려져 있지 않다. 방법은, 타겟 시편이 측정 장치에 위치할 경우에 SPD 내에서 전류를 측정하는 단계, 및 타겟 시편의 활성을 결정하기 위해 시험 시편의 측정된 전류를 타겟 시편의 측정된 전류와 비교하는 단계를 추가로 포함한다.

다양한 구현예에서, 방사성 동위원소를 포함하는 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법이 개시된다. 방법은 감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함하는 측정 장치 내에 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키는 단계를 포함하되, 타겟 시편의 활성은 알려져 있지 않고, SPD는 공지된 민감도 수준 및 공지된 길이를 포함한다. 방법은, 타겟 시편이 측정 장치에 위치할 경우에 SPD의 전류를 측정하는 단계, 및 SPD의 측정된 전류, SPD의 알려진 민감도 수준, 및 SPD의 알려진 길이를 사용하여 타겟 시편의 활성을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.

본원에 설명된 양태의 다양한 특징은, 그 이점과 함께, 다음과 같은 첨부 도면과 함께 취한 다음의 설명에 따라 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 적어도 하나의 양태에 따라 방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취한 도 1의 측정 장치의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 적어도 하나의 양태에 따라, 측정 장치와 함께 사용하기 위한 제어 시스템의 논리도를 나타낸다.

도 1 및 도 2는 방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치(100)를 나타낸다. 시편은 튜브, 인클로저 또는 캡슐 내에 포함될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 시편의 방사성 동위원소는 Co-60을 포함한다. 그러나, 다른 구현예는 몰리브덴-99, 요오드 131, 및 핵의학 응용에 유용한 다른 베타-입자 이미터와 같이, 상이한 방사성 동위원소를 갖는 상이한 시편으로 고려된다. 임의의 경우에, 측정 장치(100)는 내부 인클로저 또는 내부 튜브(110), 내부 튜브(110) 주위에 위치한 자체 전력 검출기(120)(SPD), 및 SPD(120)와 내부 튜브(110) 주위에 위치한 외부 인클로저 또는 외부 튜브(130)를 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)는 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)의 중간에 위치한 SPD(120)로 서로 부착된다. 내부 튜브(110)는 용접, 볼트 결합, 체결 및/또는 임의의 다른 적절한 부착 방법을 통해 외부 튜브(130)에 부착될 수 있다. 어떤 경우에도, 내부 튜브(110)는, 시편을 포함한 캡슐을 수용하도록 구성되는 개구 또는 공동(112)을 포함한다. 외부 튜브(130)는, SPD(120)가 내부 튜브(110)에 유지 및/또는 고정되도록 SPD(120) 및 내부 튜브 주위에 위치하여, SPD가 작동 및/또는 보관 중에 위치를 변경하지 않도록 한다. 시편에 대한 SPD의 위치는 활성 수준의 정확한 측정을 보장하기 위해 중요하다. SPD가 외부 튜브(130)에 대해 이동하면, 시편이 SPD와 적절히 정렬되지 않을 수 있고, 활성 측정의 정확도가 영향을 받을 수 있다.

상기에 추가하여, 내부 튜브(110)는 내경 및 외경을 포함한다. 내부 튜브(110)의 내경은 내부 튜브(110)의 공동(112)을 정의한다. 적어도 하나의 구현예에서, 내부 튜브(110)의 내경은, 예를 들어 0.24 인치 내지 0.45 인치이다. 외부 튜브(130)는 내경 및 외경을 포함한다. 외부 튜브(130)의 내경은 SPD와 내부 튜브(110)를 수용하도록 구성된다. 적어도 하나의 구현예에서, 외부 튜브(130)의 내경은, 예를 들어 내부 튜브의 외경과 SPD(120)의 외경에 기초하여 결정된다. 나타낸 구현예에서, 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)는 동일한 길이(EL)이다. 그러나, 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)가 상이한 길이인 다른 구현예가 고려된다. 적어도 하나의 구현예에서, 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)에 대한 길이(EL)은, 예를 들어 7 인치 내지 10 인치이다. 어떤 경우에도, 내부 튜브(110)와 외부 튜브(130)는 동심이며, 길이 방향 축(LA)을 정의한다. 시편을 포함한 캡슐은, 측정 장치(100)의 일 단부에서 개구를 통해 길이 방향 축(LA)을 따라 내부 튜브(110)의 공동(112) 내로 삽입된다. 시편이 공동(112) 내로 로딩될 수 있도록 내부 튜브(110) 및 외부 튜브(130)의 일 단부가 개방되고, 내부 튜브(110)및 외부 튜브(130)의 다른 단부(114)는 폐쇄되어 시편이 공동(112) 밖으로 떨어지는 것을 방지한다. 그러나, 측정 장치(100)의 개방 단부 상의 덮개를 갖는 다른 구현예가 고려된다. 또한, 측정 장치(100)의 양 단부가 개방된 다른 구현예가 고려되며, 이러한 배열에서, 측정 장치(100)는 시편을 포함한 캡슐을 고정 및/또는 유지하기 위해 공동(112) 내에 내부 특징부를 포함한다.

상기에 추가하여, 나타낸 구현예에서, 내부 인클로저 또는 내부 튜브(110), 및 외부 인클로저 또는 외부 튜브(130)는 튜브 형상이다. 그러나, 내부 인클로저 및 외부 인클로저가 단면이 직사각형 또는 사각형인 다른 구현예가 고려되지만, 임의의 적절한 인클로저(들)가 시편을 수용하고 시편 주위에 SPD를 위치시키기 위해 사용될 수 있다.

원자력 산업에서, SPD는 방사성 동위원소에 의해 SPD 내에 유도된 전류에 기초하여 방사성 동위원소의 활성량을 측정하도록 구성된다. SPD는, SPD가 감마 방사선 같은 방사선에 노출될 경우에 전류를 생성하도록 설계된다. 방사선에 노출된 SPD의 전류는 다수의 방식으로 측정될 수 있다. 또한, SPD는 전형적으로 내부 코어와 외부 시스를 갖는 와이어 구성으로 제공되며, SPD의 제조업체는 시험을 통해 SPD의 민감도 값을 계산할 수 있다. SPD의 민감도 값은, 방사선 노출의 주어진 양과 유형에 대해 SPD의 주어진 길이 내에서 생성될 전류의 양에 기초한다. 전술한 바와 같이, 시편에 대한 SPD의 위치는 정확한 활성 수준 측정을 보장하기 위해 측정 장치(100)의 수명 전체에 걸쳐 일정하게 유지되어야 한다.

상기에 추가하여, SPD(120)는 감마 방사선 감응 SPD를 포함하나, 다른 구현예가 고려되며, 여기서 SPD(120)는 감마 방사선 이외의 상이한 유형의 방사선에 민감하다. 어떤 경우에도, 도 1 및 도 2에 나타낸 SPD(120)는 내부 코어(122), 및 내부 코어(122)를 둘러싸는 외부 시스(124)를 포함하는 와이어를 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 내부 코어(122)는 백금을 포함하고, 외부 시스(124)는 백금보다 낮은 원자 번호(들)를 갖는 재료(들)를 포함하는 전기 전도체인 금속 재료를 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 외부 시스(124)는 스테인리스 강, 인코넬 및/또는 임의의 다른 적절한 재료와 같은 철 계열 재료를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, SPD(120)는, 측정이 반응기 외부에 이루어질 경우에 고갈되지 않는 백금 이미터를 포함하므로, SPD(120)의 작동 특성이 시간에 따라 크게 변하지 않을 것임을 보장한다. 측정 장치(100)는, 방사성 동위원소 특이적 교정 상수를 개발함으로써, 다수의 방사성 동위원소의 활성을 측정하는 데 사용될 수 있다.

상기에 추가하여, 나타낸 구현예에서, SPD(120)는 나선 구성으로 내부 튜브(110)의 외경 주위에 래핑된다. 보다 구체적으로, SPD(120)는, 내부 튜브(110)의 길이(DL)를 따라 SPD(120)가 내부 튜브(110)의 외경을 덮도록, 내부 튜브(110)의 길이 방향 축(LA)을 중심으로 내부 튜브(110) 주위에 래핑된다. 적어도 하나의 구현예에서, 캡슐 및/또는 시험 시편의 길이는 길이(DL)와 동일하다. 캡슐 및/또는 시험 시편은, 캡슐 및/또는 시험 시편이 길이(DL) 내에 위치하도록, 길이 방향 축(LA)을 따라 위치한다. 즉, 길이 방향 축을 따라 캡슐 및/또는 시험 시편의 위치는, SPD(120)가 내부 튜브(110) 주위에 래핑되는 곳과 중첩된다. 어떤 경우에도, SPD(120)는 내부 튜브(110)의 외부 표면 주위에 단단히 래핑되어서, 길이(DL)를 따라 SPD(120)의 인접한 피스 사이에 갭이 없고/없거나 갭을 최소화한다. 길이(DL)를 따라 SPD(120)의 인접한 피스 사이에 갭이 존재하는 경우, 시편으로부터 방출된 방사선은 SPD(120)를 조사하지 않고 빠져나갈 수 있으므로, 이들 갭을 방지하고/방지하거나 감소시키는 것이 활성 측정의 정확도를 증가시킬 수 있다.

상기에 추가하여, SPD(120)가 방사성 동위원소로부터 감마 방사선과 같은 방사선에 노출될 경우, 감마선은 SPD(120)의 외부 시스(124)를 관통하고, 내부 코어(122) 내의 전자를 변위시키고, 그 다음 SPD(120)의 외부 시스(124) 내에서 전자를 변위시키고, 결국 전기 출력부(140)에서 측정될 수 있는 전류를 SPD(120)에서 유도한다. SPD(120)에서 유도된 전류는 방사성 동위원소의 총 활성에 대응한다. 적어도 하나의 경우에, SPD(120)에서 유도된 전류는 방사성 동위원소의 총 활성에 직접적으로 비례한다. 따라서, SPD(120)의 전류 출력과 미지의 활성 시편(즉, 타겟 시편)의 활성 간의 비례 상수는 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 공지된 방사성 동위원소 활성(즉, 시험 시편)을 포함하는 시편의, 장치(100)에 의해 측정된 전류 출력에 대한 교정을 통해 결정될 수 있다.

전류가 SPD(120) 내에 유도되는 경우, 이는 SPD(120)의 내부 코어(122) 및/또는 외부 시스(124) 상에 직류 측정 장치를 이용해 전기 출력부(140)에서 측정될 수 있다. 또한, 내부 코어(122)와 외부 시스(124) 사이의 전압차는 측정될 수 있고, 전류는 저항이 알려질 경우에 옴 법칙(즉 V=IR)을 사용하여 계산될 수 있다. 임의의 경우에, SPD(120) 내의 전류는 주어진 타겟 시편(즉, 타겟 시편의 활성이 알려지지 않은 경우)에 대해 측정 및/또는 계산될 수 있고, 알려진 활성의 방사성 동위원소(즉, 시험 시편)에 대한 SPD(120)의 미리 정해진 전류 측정치와 비교될 수 있다. 즉, 알려진 활성을 갖는 시험 시편이 측정 장치(100) 내에 배치될 수 있고, SPD(120) 내에서 생성된 전류가 전기 출력부(140)에서 측정될 수 있다. 따라서, SPD(120)에 대한 전류 값은, 알려진 활성이 변하는 다수의 방사성 동위원소 시험 시편에 대해 생성될 수 있고, 이어서 타겟 시편의 활성을 결정하기 위해 타겟 시편에 의해 SPD(120) 내에서 생성된 전류와 비교될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 시험 시편의 방사성 동위원소 및 타겟 시편(들)의 방사성 동위원소는, 예를 들어 Co-60과 같은 동일한 유형의 방사성 동위원소이다.

상기에 추가하여, 측정 장치(100) 내의 타겟 시편의 활성을 결정하기 위한 다른 방법은, 측정 장치(100)의 SPD(120)의 민감도 수준을 사용하는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, SPD(120)의 길이는 알려져 있거나, 계산될 수 있고, SPD(120)의 민감도(즉, 전술한 바와 같이, 제조업체로부터의 민감도 값)는 알려져 있다. SPD(120)의 길이는 그의 구성에도 불구하고 래핑된 와이어의 전체 길이이다(즉, SPD(120)가 포함하는 높이 또는 길이가 아님). 또한, 전술한 바와 같이, 타겟 시편(예, 알려지지 않은 활성의 방사성 동위원소)이 측정 장치(100) 내로 도입될 경우, SPD(120)에 의해 생성된 전류가 측정될 수 있다. 따라서, 타겟 시편의 활성은 SPD의 측정된 전류, SPD의 알려진 민감도 수준, 및 SPD의 알려진 길이를 사용하여 계산을 통해 결정될 수 있다. 이러한 배열에서, 알려진 활성의 시험 시편은, 타겟 시편의 활성을 결정하는 데 필요하지 않다.

상기에 추가하여, 시편/샘플의 총 활성은 두 가지 방법 중 적어도 하나에 의해 측정될 수 있다. 제1 방법은 측정된 SPD 전류(I)와 샘플 활성(A)의 형태의 선형 관계식을 사용한다:

K는, 측정된 SPD 전류와 알려진 총 활성을 갖는 원하는 방사성 동위원소의 샘플 사이의 선형 관계의 측정된 기울기로부터 결정되어서, 선의 기울기는 제로 활성을 포함하는 적어도 2개의 측정된 활성 값 및 본질적으로 제로인 백그라운드 감마 방사선을 갖는 상응하는 측정 전류로부터 결정된다.

총 길이(L)를 갖는 장치 내로 삽입된 샘플의 총 활성을 측정하는 제2 방법은, 감마 방사선의 하나 이상의 알려진 활성에 포괄적인 SPD 요소를 노출시키고 출력 전류(I)를 측정하여 관계식의 기울기(즉, 민감도(S))가 (측정된 전류)/(큐리)/(단위 길이)의 단위를 갖는 관계식을 생성함으로써 결정된, 측정 SPD 감마 방사선 민감도(S)를 사용한다. 특정 SPD 설계에 대한 이러한 정보에 의해, 측정된 활성(A)은 다음과 같은 관계식을 사용하여 측정된 전류로부터 결정될 수 있다:

전술한 접근법은, 각각의 모든 장치를 개별적으로 교정할 필요 없이 주어진 설계의 모든 SPD 요소에 대한 샘플 활성의 측정을 가능하게 한다.

도 3은 본 개시의 하나 이상의 양태에 따라, 본원에 설명된 것과 같은 측정 장치와 함께 사용하기 위한 제어 시스템(200)의 논리도를 나타낸다. 예를 들어, 제어 시스템(200)은 본원에서 논의된 방정식을 사용하여 측정 장치의 총 활성 수준을 계산하는 데 사용될 수 있다. 제어 시스템(200)은, 프로세서(220)와 메모리(230)를 포함한 마이크로컨트롤러(210)를 포함하는, 제어 회로를 포함한다. 제어 시스템(200)은 센서(240)와 신호 통신한다. 센서(240)는 프로세서(220)에 실시간 피드백을 제공한다. 적어도 하나의 구현예에서, 센서(240)는, 예를 들어 측정 장치(100)의 SPD(120)와 같은 측정 장치의 SPD 내에서, 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서이다. 적어도 하나의 구현예에서, 센서(240)는, 예를 들어 측정 장치(100)의 SPD(120)와 같은 측정 장치의 SPD 내에서, 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서이다. 적어도 하나의 구현예에서, 센서(240)는, 예를 들어 측정 장치(100)의 SPD(120)와 같은 측정 장치의 SPD 내에서, 저항을 측정하도록 구성된 저항 센서이다. 센서(240)가 측정 장치의 SPD의 임의의 적절한 특징을 측정하는 다른 구현예가 고려된다. 제어 시스템(200)은, 측정 장치의 다양한 조건 또는 상태를 디스플레이하는 디스플레이(270)를 포함하고, 데이터 입력을 위한 터치스크린 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(270)는, 제어 시스템(200)에 의해 계산된 후에 방사성 동위원소 시편의 총 활성 수준을 디스플레이할 수 있다.

일 양태에서, 마이크로컨트롤러(210)는 임의의 단일 코어 또는 멀티코어 프로세서, 예컨대 Texas Instruments사의 상표명 ARM Cortex로 알려진 것들일 수 있다. 일 양태에서, 메인 마이크로컨트롤러(210)는 LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F 프로세서 코어일 수 있고, Texas Instruments사로부터 입수할 수 있으며, 예를 들어 256 KB 단일 사이클 플래시 메모리의 온-칩 메모리, 또는 기타 비휘발성 메모리, 최대 40 MHz, 40 MHz 초과의 성능을 개선하기 위한 프리페치 버퍼, 32KB 싱글 사이클 SRAM, 및 내부 ROM(StellarisWare® 소프트웨어, 2 KB EEPROM, 하나 이상의 PWM 모듈, 하나 이상의 QEI 아날로그, 및/또는 12 아날로그 입력 채널을 갖는 하나 이상의 12-비트 ADC로 로딩됨)을 포함하며, 이들 세부 사항이 제품 데이터시트에 대해 이용 가능하다.

일 양태에서, 마이크로컨트롤러(210)는 또한 Texas Instruments사의 상표명 Hercules ARM Cortex R4로알려진 TMS570 및 RM4x와 같은 두 컨트롤러 기반 계열를 포함하는 안전 컨트롤러를 포함할 수 있다. 안전 컨트롤러는, 확장 가능한 성능, 연결성 및 메모리 옵션을 전달하면서 고급 통합 안전 기능을 제공하기 위해 특히 IEC 61508 및 ISO 26262 안전 중요 애플리케이션 용으로 특별히 구성될 수 있다. 마이크로컨트롤러(210)는 다양한 기능을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러(210)는, 본원에서 설명된 측정 장치와 같은 측정 장치 내의 방사성 시편의 총 활성 수준을 계산하도록 구성될 수 있고, 계산된 활성 수준을 메모리(230)에 저장한 다음, 계산된 활성 수준을 디스플레이(270) 상에 디스플레이할 수 있다.

마이크로컨트롤러(210)는 마이크로컨트롤러(210)의 소프트웨어에서 응답을 연산하도록 구성될 수 있다. 계산된 응답은 실제 시스템의 측정된 응답과 비교하여 실제 피드백 결정에 사용되는 "관찰" 응답을 얻는다. 관찰 응답은, 시뮬레이션 응답의 매끄럽고 연속적인 성질과 시스템에 대한 외부 영향을 검출할 수 있는 측정 응답 간의 균형을 맞추는, 바람직하게 조정된 값이다.

일 양태에서, 전력 어셈블리는 제어 시스템(200)에 전력을 제공한다. 전력 어셈블리는, 제어 시스템(200)에 전력을 공급하기 위한 전원으로서 사용될 수 있고 직렬로 연결된 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있는, 배터리를 포함할 수 있다. 소정의 상황에서, 전력 어셈블리의 배터리 셀은 교체 및/또는 재충전 가능할 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 배터리 셀은 전력 어셈블리에 결합 가능하고 전력 어셈블리로부터 분리될 수 있는 리튬-이온 배터리일 수 있다. 그러나, 제어 시스템(200)이, 예를 들어 측정 장치(100)의 SPD(120)와 같이, 측정 장치의 SPD에 의해 생성된 전류에 의해 전력이 공급되는 다른 구현예가 고려된다.

상기에 추가하여, 제어 시스템(200)은 본원에 설명된 임의의 측정 장치 상에 제공될 수 있다. 그러나, 제어 시스템(200)이 측정 장치와 별도이고 유선 또는 무선 연결을 통해 측정 장치와 신호 통신하는 다른 구현예가 고려된다.

본원에 설명된 주제의 다양한 양태가 다음의 실시예에 제시된다.

실시예 1 - 방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치로서, 상기 방사성 동위원소 시편은 캡슐 내에 포함되는, 측정 장치. 측정 장치는 내부 인클로저, 내부 인클로저 주위에 위치한 감마 방사선 감응 자체 전력 검출기(SPD), 및 SPD와 내부 인클로저 주위에 위치한 외부 인클로저를 포함한다. 내부 인클로저는, 시편을 함유한 캡슐을 수용하도록 구성되는 내부 공동을 포함한다. 내부 인클로저는 길이 방향 축을 정의한다. 외부 인클로저는 SPD를 내부 인클로저에 고정시켜 측정 장치의 작동 및 보관 중에 SPD가 움직이지 않도록 한다.

실시예 2 - 실시예 1에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 측정 장치.

실시예 3 - 실시예 1 또는 2에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 측정 장치.

실시예 4 - 실시예 1, 2 또는 3에 있어서, 상기 내부 인클로저는 상기 길이 방향 축을 따라 제1 길이를 정의하고, 상기 시편은 상기 길이 방향 축을 따라 제2 길이를 정의하며, 상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 동일한, 측정 장치.

실시예 5 - 실시예 4에 있어서, 상기 시편은 상기 제1 길이 및 상기 제2 길이가 상기 길이 방향 축을 따라 중첩되도록 상기 내부 인클로저에 대해 위치하는, 측정 장치.

실시예 6 - 실시예 4 또는 5에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 상기 외부 표면의 전체가 상기 SPD에 의해 덮이도록 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 위치하는, 측정 장치.

실시예 7 - 실시예 1, 2, 3, 4, 5 또는 6에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 나선형 구성으로 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 래핑되는, 측정 장치.

실시예 8 - 실시예 7에 있어서, 상기 SPD의 나선형 구성은 상기 내부 인클로저의 외부 표면 전체를 덮도록 구성되는, 측정 장치.

실시예 9 - 실시예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 나선 구성으로 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 래핑되는, 측정 장치.

실시예 10 - 실시예 9에 있어서, 상기 SPD의 나선 구성은 상기 내부 인클로저의 외부 표면 전체를 덮도록 구성되는, 측정 장치.

실시예 11 - 실시예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10에 있어서, 상기 시편은 상기 길이 방향 축을 따라 정의된 시편 길이를 포함하고, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 상기 시편 길이를 따라 상기 외부 표면 전체를 상기 SPD가 덮도록 상기 내부 인클로저 주위에 래핑되는, 측정 장치.

실시예 12 - 방사성 동위원소를 포함한 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법. 방법은, 방사성 동위원소의 복수의 시험 시편을 감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함하는 측정 장치 내에 한 번에 하나씩 위치시키는 단계를 포함하되, 각각의 시험 시편의 활성은 알려져 있다. 방법은, 각각의 시험 시편이 측정 장치 내에 위치하는 경우에 SPD 내에서 전류를 측정하는 단계, 및 측정 장치 내의 시험 시편과 동일한 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키는 단계를 추가로 포함하되, 타겟 시편의 활성은 알려져 있지 않다. 방법은, 타겟 시편이 측정 장치에 위치할 경우에 SPD 내에서 전류를 측정하는 단계, 및 타겟 시편의 활성을 결정하기 위해 시험 시편의 측정된 전류를 타겟 시편의 측정된 전류와 비교하는 단계를 추가로 포함한다.

실시예 13 - 실시예 12에 있어서, 상기 시험 시편의 측정된 전류와 상기 타겟 시편의 측정된 전류 사이에서 선형 교정을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.

실시예 14 - 실시예 12 또는 13에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 방법.

실시예 15 - 실시예 12, 13 또는 14에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 방법.

실시예 16 - 실시예 12, 13, 14 또는 15에 있어서, 상기 SPD는 나선 형상으로 상기 측정 장치 내에 위치하는, 방법.

실시예 17 - 방사성 동위원소를 포함한 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법. 방법은 감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함하는 측정 장치 내에 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키는 단계를 포함하되, 타겟 시편의 활성은 알려져 있지 않고, SPD는 공지된 민감도 수준 및 공지된 길이를 포함한다. 방법은, 타겟 시편이 측정 장치에 위치할 경우에 SPD의 전류를 측정하는 단계, 및 SPD의 측정된 전류, SPD의 알려진 민감도 수준, 및 SPD의 알려진 길이를 사용하여 타겟 시편의 활성을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.

실시예 18 - 실시예 17에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 방법.

실시예 19 - 실시예 17 또는 18에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 방법.

실시예 20 - 실시예 17, 18 또는 19에 있어서, 상기 SPD는 나선 구성으로 상기 측정 장치 내에 위치하는, 방법.

본원에서 임의의 양태에 사용되는 바와 같이, 용어 "제어 회로"는, 예를 들어 유선 회로, 프로그래밍 가능한 회로(예, 하나 이상의 개별 명령어 프로세싱 코어, 처리 유닛, 프로세서, 마이크로컨트롤러, 마이크로컨트롤러 유닛, 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그램 가능 논리 장치(PLD), 프로그램 가능한 로직 어레이(PLA), 또는 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)를 포함하는 컴퓨터 프로세서), 상태 기계 회로, 프로그래밍 가능한 회로에 의해 실행된 명령어를 저장하는 펌웨어, 및 이들의 임의의 조합을 지칭할 수 있다. 제어 회로는 집합적으로 또는 개별적으로, 더 큰 시스템, 예를 들어 집적 회로(IC), 주문형 집적 회로(ASIC), 시스템 온칩(SoC), 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰 등의 일부를 형성하는 회로로서 구현될 수 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같이, "제어 회로"는, 적어도 하나의 별개 전자 회로를 갖는 전자 회로, 적어도 하나의 집적 회로를 갖는 전자 회로, 적어도 하나의 주문형 집적 회로를 갖는 전자 회로, 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된 범용 컴퓨터 장치(예, 본원에 설명된 프로세스 및/또는 장치를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되는 범용 컴퓨터, 또는 본원에 설명된 프로세스 및/또는 장치를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된 마이크로프로세서), 메모리 장치(예, 무작위 액세스 메모리의 형태)를 형성하는 전자 회로, 및/또는 통신 장치(예, 모뎀, 통신 스위치, 또는 광학 전기 장비)를 형성하는 전자 회로를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본원에 설명된 주제가 아날로그 또는 디지털 방식 또는 이들의 일부 조합으로 구현될 수 있음을 인식할 것이다.

본원에서 임의의 양태에 사용되는 바와 같이, 용어 "로직"은 전술한 작동 중 어느 하나를 수행하도록 구성된 앱, 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 회로를 지칭할 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어 패키지, 코드, 명령어, 명령어 세트 및/또는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 기록된 데이터로서 구현될 수 있다. 펌웨어는 메모리 장치에서 하드 코딩된(예, 비휘발성) 코드, 명령어 또는 명령어 세트 및/또는 데이터로서 구현될 수 있다.

본원에서 임의의 양태에 사용되는 바와 같이, 용어 "구성요소", "시스템", "모듈" 등은 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭할 수 있고, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행 중인 소프트웨어를 지칭할 수 있다.

본원에서 임의의 양태에 사용되는 바와 같이, "알고리즘"은 원하는 결과로 이어지는 일련의 자체 일관성 단계 시퀀스를 지칭하며, "단계"는 반드시 필요한 것은 아니지만 저장, 전달, 조합, 비교 및 달리 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취할 수 있는 물리적 양 및/또는 로직 상태의 조작을 지칭한다. 이들 신호를 비트, 값, 요소, 심볼, 문자, 용어, 숫자 등으로 지칭하는 것이 통상적인 용도이다. 이들 및 유사한 용어는 적절한 물리적 양과 연관될 수 있고, 이들 양 및/또는 상태에 적용된 단지 편리한 라벨이다.

본 발명의 특정 구현예가 상세히 설명되었지만, 당업자는 이러한 세부 사항에 대한 다양한 변형 및 대안이 본 개시의 전체 교시에 비추어 개발될 수 있고, 예시적인 구현예 중 하나 이상의 선택된 요소가 개시된 개념의 범주로부터 변화하지 않고 다른 구현예로부터의 하나 이상의 요소와 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 특정 구현예는, 단지 예시적인 것일 뿐이며, 첨부된 청구범위의 전체 범위 및 그것의 임의의 균등물 및 모든 균등물에 주어져야 하는 본 발명의 범위에 대하여 제한하지 않는 것으로 여겨진다.

당업자는 일반적으로 여기에서 사용되는 용어, 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)가 일반적으로 "개방형" 용어로 의도된다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하지만 이에 한정되지 않는"으로 해석되어야 하며, "갖는"이라는 용어는 "적어도 갖는" 것으로 해석되어야 하며, "포함함"이라는 용어는 "포함하지만 이에 한정되지 않음" 등으로 해석되어야 한다). 특정 수의 도입된 청구범위 인용이 의도되는 경우, 이러한 의도는 청구범위에 명시적으로 인용될 것이며, 이러한 인용이 없는 경우, 이러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 다음의 첨부된 청구범위는 청구범위 인용을 도입하기 위한 도입 문구 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 용도를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 문구의 사용은, 단수 표현에 의한 청구 인용의 도입이 이러한 도입된 청구 인용을 포함하는 임의의 특정 청구범위를 그러한 하나의 청구범위만을 포함하는 청구범위로 제한한다는 것을, 동일한 청구범위가 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"의 도입 문구 및 단수 표현을 포함하는 경우에도 암시하는 것으로 해석되어서는 안되며(예를 들어, 단수 표현은 일반적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다); 청구범위 인용을 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 동일하게 적용된다.

또한, 도입된 청구범위 인용의 특정 수가 명시적으로 인용된 경우에도, 당업자는 이러한 인용이 적어도 인용된 수를 의미하는 것으로 일반적으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어가 없이 "두 개 인용"의 있는 그대로의 인용은, 일반적으로 적어도 두 개 인용, 또는 두 개 이상의 인용을 의미함). 또한, "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로, 이러한 구성은 당업자가 관례를 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께, 및/또는 A, B, 및 C 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않음). "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로, 이러한 구성은 당업자가 관례를 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께, 및/또는 A, B, 및 C 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않음). 일반적으로, 설명, 청구범위 또는 도면에 관계없이, 둘 이상의 대안적인 용어를 제시하는 이접적인 단어 및/또는 문구는, 문맥상 달리 언급되지 않는 한, 용어 중 하나, 용어 중 어느 하나, 또는 두 용어 모두를 포함할 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것은 당업자에 의해 더 이해될 것이다. 예를 들어, 문구 "A 또는 B"는 일반적으로 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

첨부된 청구범위와 관련하여, 당업자는 그 안에 인용된 작동이 일반적으로 임의의 순서로 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 다양한 작동 흐름도가 시퀀스(들)로 제시되지만, 다양한 작동은 도시된 것과 다른 순서로 수행될 수 있거나 동시에 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 대체 순서의 예는, 문맥상 달리 명시되지 않는 한, 중첩, 인터리브, 중단, 재정렬, 증분, 준비, 보충, 동시, 역방향, 또는 다른 변형된 순서를 포함할 수 있다. 또한, 문맥상 달리 명시되지 않는 한, "반응하는", "관련된", 또는 다른 과거형 형용사 같은 용어는 일반적으로 이러한 변형을 배제하려는 의도가 아니다.

"하나의 양태", "일 양태", "일례", "하나의 예시" 등에 대한 임의의 언급은 그 양태와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 양태에 포함된다는 것을 의미한다는 것을 주목할 가치가 있다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 "하나의 양태에서", "일 양태에서", "일례로", 및 "하나의 예시에서" 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 양태를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 양태에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

본 명세서에 참조되고/참조되거나 임의의 출원 데이터 시트에 열거된 임의의 특허 출원, 특허, 비특허 공개, 또는 기타 공개 자료는, 통합된 자료가 본원과 일치하지 않는 정도까지, 본원에 참조로 포함된다. 이와 같이, 그리고 필요한 정도로, 여기에 명시적으로 설명된 개시 내용은 여기에 참조로 포함된 임의의 상충되는 자료를 대체한다. 여기에 참조로서 포함된다고 언급되지만, 여기에 기재된 기존의 정의, 진술, 또는 다른 개시 자료와 충돌하는 임의의 자료 또는 그것의 일부는 통합된 자료와 기존 개시 자료 간에 충돌이 발생하지 않을 정도로만 포함될 것이다.

용어 "포함하다" (및 "포함한다" 및 "포함하는"과 같은 포함하다의 임의의 형태), "갖다" (및 "갖는다" 및 "갖는"과 같은 갖다의 임의의 형태), "포함하다" (및 "포함한다" 및 "포함하는"과 같은 포함하다의 임의의 형태) 및 "함유하다" (및 "함유한다" 및 "함유하는"과 같은 함유하다의 임의의 형태)는 개방형 연결 동사이다. 결과적으로, 하나 이상의 요소를 "포함한다", "갖는다", "포함한다" 또는 "함유한다"는 것은 이들 하나 이상의 요소를 소유하지만, 이들 하나 이상의 요소만 소유하는 것에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 특징을 "포함하는", "갖는", "포함하는" 또는 "포함하는" 시스템, 디바이스 또는 장치의 요소는 하나 이상의 특징을 소유하지만, 이들 하나 이상의 특징만 소유하는 것에 한정되지 않는다.

요약하면, 여기에 설명된 개념을 사용함으로써 초래되는 수많은 이점이 설명되었다. 하나 이상의 형태에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 개시된 정확한 형태로 완전하거나 한정하려는 것은 아니다. 상기 교시에 비추어 변형 또는 변경이 가능하다. 하나 이상의 형태는 원리 및 실제 응용을 설명하기 위해 선택되고 설명되어, 이에 의해 당업자가 다양한 형태 및 고려된 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 활용할 수 있게 한다. 본원에 제출된 청구범위가 전체 범주를 정의하도록 의도된다.

Claims (20)

1. 방사성 동위원소 시편의 활성을 측정하기 위한 측정 장치로서, 상기 방사성 동위원소 시편은 캡슐 내에 포함되고, 상기 측정 장치는,
   상기 시편을 함유한 캡슐을 수용하도록 구성된 내부 공동을 포함하며, 길이 방향 축을 정의하는 내부 인클로저;
   상기 내부 인클로저 주위에 위치하는 감마 방사선 감응 자체 전력 검출기(SPD); 및
   상기 SPD 및 상기 내부 인클로저 주위에 위치하며, 상기 SPD가 상기 측정 장치의 작동 및 보관 중에 이동하지 않도록 상기 내부 인클로저에 상기 SPD를 고정시키는 외부 인클로저를 포함하는, 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 측정 장치.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 내부 인클로저는 상기 길이 방향 축을 따라 제1 길이를 정의하고, 상기 시편은 상기 길이 방향 축을 따라 제2 길이를 정의하며, 상기 제1 길이와 상기 제2 길이는 동일한, 측정 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 시편은 상기 제1 길이 및 상기 제2 길이가 상기 길이 방향 축을 따라 중첩되도록 상기 내부 인클로저에 대해 위치하는, 측정 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 상기 외부 표면의 전체가 상기 SPD에 의해 덮이도록 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 위치하는, 측정 장치.
7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 나선형 구성으로 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 래핑되는, 측정 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 SPD의 나선형 구성은 상기 내부 인클로저의 외부 표면 전체를 덮도록 구성되는, 측정 장치.
9. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 나선 구성으로 상기 내부 인클로저의 외부 표면 주위에 래핑되는, 측정 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 SPD의 나선 구성은 상기 내부 인클로저의 외부 표면 전체를 덮도록 구성되는, 측정 장치.
11. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 또는 제10항에 있어서, 상기 시편은 상기 길이 방향 축을 따라 정의된 시편 길이를 포함하고, 상기 내부 인클로저는 외부 표면을 포함하고, 상기 SPD는 상기 시편 길이를 따라 상기 외부 표면 전체를 상기 SPD가 덮도록 상기 내부 인클로저 주위에 래핑되는, 측정 장치.
12. 방사성 동위원소를 포함한 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법으로서, 상기 방법은,
    방사성 동위원소의 복수의 시험 시편을 감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함한 측정 장치 내에 한 번에 하나씩 위치시키되, 상기 시험 시편 각각의 활성은 알려져 있는 단계;
    상기 시험 시편 각각이 상기 측정 장치에 위치하는 경우에 상기 SPD 내의 전류를 측정하는 단계;
    상기 측정 장치 내에 상기 시험 시편과 동일한 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키되, 상기 타겟 시편의 활성은 알려져 있는 단계;
    상기 타겟 시편이 상기 측정 장치에 위치하는 경우에 상기 SPD 내의 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 시험 시편의 측정된 전류를 상기 타겟 시편의 측정된 전류와 비교하여, 상기 타겟 시편의 활성을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 시험 시편의 측정된 전류와 상기 타겟 시편의 측정된 전류 사이에서 선형 교정을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 방법.
15. 제12항, 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 방법.
16. 제12항, 제13항, 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 SPD는 나선 형상으로 상기 측정 장치 내에 위치하는, 방법.
17. 방사성 동위원소를 포함한 타겟 시편의 활성을 측정하는 방법으로서, 상기 방법은,
    감마선 감응 자체 전력 검출기(SPD)를 포함하는 측정 장치 내에 방사성 동위원소의 타겟 시편을 위치시키되, 상기 타겟 시편의 활성은 알려져 있지 않고, 상기 SPD는 공지된 민감도 수준 및 공지된 길이를 포함하는 단계;
    상기 타겟 시편이 상기 측정 장치에 위치하는 경우에 상기 SPD의 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 SPD의 측정된 전류, 상기 SPD의 알려진 민감도 수준, 및 상기 SPD의 알려진 길이를 사용하여 상기 타겟 시편의 활성을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 방사성 동위원소는 Co-60인, 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 SPD의 적어도 일부는 백금을 포함하는, 방법.
20. 제17항, 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 SPD는 나선 구성으로 상기 측정 장치 내에 위치하는, 방법.

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