KR20230000736A - Apparatus for measuring low-level radioactivity and method thereof - Google Patents

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KR20230000736A
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Abstract

A low-level radioactivity measuring apparatus comprises a main detector which detects incident radiation from the side of a main detector head, and a sub detector which surrounds a part of the front and side surfaces of the main detector and detects gamma rays scattered to the rear and gamma rays scattered to the side by the main detector head. Accordingly, the present invention maximizes the Compton suppression performance.

Description

저준위 방사능 측정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MEASURING LOW-LEVEL RADIOACTIVITY AND METHOD THEREOF}Low-level radioactivity measuring device and method thereof {APPARATUS FOR MEASURING LOW-LEVEL RADIOACTIVITY AND METHOD THEREOF}

저준위 방사능 측정 기술에 관한 것이다. It relates to low-level radioactivity measurement technology.

컴프턴 억제기술(Compton suppression technique)은 검출기 내에서 컴프턴(Compton) 산란하는 감마선에 의한 백그라운드를 저감하기 위하여 활용된다. 계측시스템의 컴프턴 억제 성능은 주검출기에서 산란하는 감마선을 부검출기에서 많이 검출할수록 증가한다. 따라서 산란 감마선을 최대로 검출하도록 부검출기가 설계되어야 한다. The Compton suppression technique is used to reduce the background caused by Compton-scattered gamma rays in the detector. Compton suppression performance of the measurement system increases as more gamma rays scattered by the main detector are detected by the sub-detector. Therefore, the sub-detector must be designed to detect scattered gamma rays at maximum.

기존에는 부검출기가 주검출기에서 산란하는 감마선을 검출해야 하므로 선원 입사 면을 제외한 주검출기를 감싸는 형태로 제작된다. 예를 들어, 주검출기는 부검출기에 삽입되어 선원 입사면이 외부에 드러나는 형태로 구축된다.Conventionally, since the sub-detector must detect gamma rays scattered from the main detector, it is manufactured in a form that covers the main detector except for the incident surface of the source. For example, the main detector is inserted into the sub-detector so that the incident surface of the source is exposed to the outside.

따라서 부검출기는 주검출기 검출부의 측면 방향으로 산란하는 감마선을 주로 검출하게 된다. 하지만 검출부에 입사한 감마선은 대부분 측면 방향보다는 후방으로 많은 양이 산란하므로 기존의 부검출기 형태에서는 산란 감마선의 검출이 비효율적이다. 또한 부검출기가 충분히 두껍지 않은 경우 산란 감마선이 부검출기 내에서 완전히 흡수되지 못하고 산란하게 되므로 감마선의 에너지를 정확히 분석하지 못하는 문제가 발생한다. Accordingly, the sub-detector mainly detects gamma rays scattered in a lateral direction of the detection unit of the main detector. However, most of the gamma rays incident on the detector are scattered backward rather than in the lateral direction, so detection of the scattered gamma rays is inefficient in the conventional sub-detector type. In addition, if the sub-detector is not thick enough, scattered gamma rays are not completely absorbed in the sub-detector and are scattered, so that energy of gamma rays cannot be accurately analyzed.

관련 선행문헌으로 한국공개특허 2015-0003097는 "저준위 방사능 측정 장치"를 개시한다. As a related prior art, Korean Patent Publication No. 2015-0003097 discloses a "low-level radioactivity measuring device".

한국공개특허 2015-0003097Korean Patent Publication 2015-0003097

본 발명의 한 실시예는 주 검출기의 측면과 후방으로 산란하는 감마선을 검출 가능한 부검출기를 포함하는 저준위 방사능 측정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. One embodiment of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring low-level radioactivity including a sub-detector capable of detecting gamma rays scattered to the side and back of a main detector.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above tasks, embodiments according to the present invention may be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 측정 장치는 입사되는 선원을 주검출기 헤드의 측면 방향에서 검출하는 주검출기, 그리고 주 검출기의 전면과 측면의 일부를 감싼 형태로 주검출기 헤드에 의해 후면 방향으로 산란되는 감마선과 측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 부검출기를 포함한다. An apparatus for measuring low-level radiation according to an embodiment of the present invention includes a main detector for detecting incident radiation from a lateral direction of a main detector head, and a main detector head covering a part of the front and side surfaces of the main detector. and a sub-detector for detecting scattered gamma rays and sideward scattered gamma rays.

본 발명의 한 실시예에 따른 주검출기와 부검출기를 포함하는 저준위 방사능 측정 장치의 동작 방법에 있어서, 측정하고자 하는 선원에 기초하여 주검출기와 부검출기의 채널 일치를 위한 파라미터를 조절하는 단계, 주검출기가 입사되는 선원을 주검출기 헤드의 측면 방향에서 검출하는 단계, 부검출기가 주검출기 헤드에 의해 후면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 단계, 부검출기가 주검출 헤드에 의해 측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 단계를 포함한다. In the operating method of a low-level radiation measuring device including a main detector and a sub-detector according to an embodiment of the present invention, adjusting a parameter for channel matching between the main detector and the sub-detector based on a source to be measured, the main Detecting incident radiation from the detector in the lateral direction of the main detector head, detecting gamma rays scattered in the rear direction by the main detector head by the sub-detector, and gamma rays scattered in the lateral direction by the main detector head in the sub-detector. It includes the step of detecting.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 주검출기의 측면 또는 후방으로 산란하는 감마선을 검출하여 컴프턴 억제 성능을 극대화할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, Compton suppression performance can be maximized by detecting gamma rays scattered to the side or back of the main detector.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 산란하는 감마선을 검출 효율을 개선하여 낮은 최소검출하한값을 확보함으로써 극미량의 방사성 물질을 정확하게 분석할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to accurately analyze a very small amount of radioactive material by improving the detection efficiency of scattered gamma rays to secure a low minimum detection limit.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 원자력시설 해체 부지 및 극저준위 이하 방사성폐기물 등 극미량 방사성물질 분석이 요구되는 분야에서 다양하게 이용 가능하며 계측 시간 및 분석 비용 감소, 폐기물량 저감 및 처분비용 절감할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it can be used in various fields where ultra-trace radioactive material analysis is required, such as nuclear facility dismantling sites and radioactive waste below extremely low levels, and can reduce measurement time and analysis cost, reduce waste amount, and reduce disposal cost. there is.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 네트워크 시스템의 통신 노드들을 기능적으로 그룹화하여 특정 노드에 대한 과부하를 방지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to prevent overload of a specific node by functionally grouping communication nodes of a network system.

도 1은 기존 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 주검출기와 부검출기의 결합을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 두께에 따른 산란 감마선 저감율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 세부 구조를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 부검출기의 신호 단자를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 신호 처리 과정을 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 분석 장치의 하드웨어를 나타낸 구성도이다. 1 is an exemplary view showing a conventional low-level radiation measuring device.
2 is an exemplary view showing a low-level radioactivity measurement device according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a combination of a main detector and a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a scattering gamma ray reduction rate according to a thickness of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a detailed structure of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing a signal terminal of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram illustrating a signal processing process of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram showing hardware of an analysis device according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of widely known known technologies, detailed descriptions thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 "전송 또는 제공"은 직접적인 전송 또는 제공하는 것뿐만 아니라 다른 장치를 통해 또는 우회 경로를 이용하여 간접적으로 전송 또는 제공도 포함할 수 있다.In this specification, “transmission or provision” may include direct transmission or provision as well as indirect transmission or provision through another device or by using a detour path.

본 명세서에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In this specification, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present disclosure.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.Expressions written in the singular in this specification may be interpreted in the singular or plural unless an explicit expression such as “one” or “single” is used.

본 명세서에서 도면에 관계없이 동일한 도면번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는" 은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In this specification, like reference numerals refer to like elements, regardless of drawing, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements.

본 명세서에서 도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다. In the flowcharts described herein with reference to the drawings, the order of operations may be changed, several operations may be merged, certain operations may be divided, and certain operations may not be performed.

도 1은 기존 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 저준위 방사능 측정 장치를 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary view showing a conventional low-level radioactivity measuring device, and FIG. 2 is an exemplary view showing a low-level radioactivity measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 기존 저준위 방사능 측정 장치는 주검출기의 선원 입사면을 제외한 주검출기의 검출부를 감싸는 형태로 부검출기가 형성된다. As shown in FIG. 1, in the conventional low-level radiation measuring device, a sub-detector is formed in a form surrounding a detection unit of the main detector except for a source incident surface of the main detector.

이에 선원 입사면으로 입사되는 선원이 주검출기에서 측면 및 후면 방향으로 감마선이 산란하게 되고, 주검출기의 선원 입사면의 측면을 감사는 부검출기에 의해 측면에서 산란되는 감마선은 검출되지만, 후면으로 산란하는 감마선을 대부분 검출하는 데 한계가 있다. As a result, the source incident on the source incident surface scatters gamma rays from the main detector in the side and rear directions, and the sub-detector inspects the side surface of the source incident surface of the main detector to detect gamma rays scattered from the side, but scatters to the rear. There is a limit to detecting most of the gamma rays that do.

반면, 도 2에 도시한 바와 같이, 저준위 방사능 측정 장치(1000)는 주검출기(100)의 주검출 헤드의 전면부와 일부 측면부를 감싸는 형태의 부검출기(200)를 포함한다. On the other hand, as shown in FIG. 2 , the low-level radiation measuring device 1000 includes a sub-detector 200 that surrounds the front part and some side surfaces of the main detection head of the main detector 100 .

이때, 선원 입사 방향은 주검출 헤드의 측면부로 입사되고, 주검출 헤드에서 측면 및 후면 방향으로 산란되는 감마선은 부검출기(200)에 의해 검출된다. At this time, the incident direction of the source is incident on the side surface of the main detection head, and the gamma rays scattered in the side and rear directions from the main detection head are detected by the sub-detector 200 .

특히, 입사 방향에 기초하여 주검출 헤드의 후면 방향으로 입사되는 감마선을 대부분 검출이 가능한 구조로 검출 효율을 극대화할 수 있다. In particular, detection efficiency can be maximized with a structure capable of detecting most of the gamma rays incident in the rear direction of the main detection head based on the incident direction.

이하에서는 도 3을 이용하여 주검출기와 부검출기의 결합 과정에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a process of coupling the main detector and the sub-detector will be described in detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 주검출기와 부검출기의 결합을 나타낸 예시도이다. 3 is an exemplary view showing a combination of a main detector and a sub-detector according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는 부검출기로 주검출기 헤드를 결합하는 과정을 나타낸 예시도이고, (b)는 결합된 주검출기와 부검출기의 측면을 나타낸 예시도이다.3(a) is an exemplary view showing a process of coupling the main detector head to the sub-detector, and (b) is an exemplary view showing the side of the main detector and sub-detector coupled.

도 3에 도시한 바와 같이, 부검출기(200)는 복수개의 서로 다른 크기의 검출기들로 구성되며, 주검출기(100)는 주검출기 헤드(110), 주검출기 연결부(120), 그리고 주검출기 바디(130)로 구성된다. As shown in FIG. 3, the sub-detector 200 is composed of a plurality of detectors of different sizes, and the main detector 100 includes a main detector head 110, a main detector connector 120, and a main detector body. (130).

도 3에서는 부검출기(200)의 외면을 케이스로 씌워둔 상태를 나타낸다. 3 shows a state in which the outer surface of the sub-detector 200 is covered with a case.

주검출기(100)는 주검출기 헤드(110)를 통해 선원을 계측하고, 주검출기 연결부(120)와 주검출기 바디(130)를 통해 주검출기 헤드(110) 내의 Ge 크리스탈을 냉각한다. The main detector 100 measures a source through the main detector head 110 and cools the Ge crystal in the main detector head 110 through the main detector connection part 120 and the main detector body 130 .

여기서, 주검출기(100)에서 입사되는 선원에 대한 신호는 계측시간-채널 정보이다. Here, the signal for the source incident from the main detector 100 is measurement time-channel information.

그리고 서로 다른 크기의 검출기에 의해 형성된 부검출기(200)의 빈 공간으로 주검출기 헤드(110)를 배치하여 부검출기(200)와 주검출기(100)가 결합된다. In addition, the main detector head 110 is disposed in the empty space of the sub-detector 200 formed by detectors of different sizes, and the sub-detector 200 and the main detector 100 are coupled.

주검출기 헤드(110)는 입사되는 선원을 검출하는 부분으로, 부검출기(200)의 빈공간에 위치하면, 주검출기 헤드(110)의 전면과 일부 측면이 부검출기(200)로 둘러 쌓이게 된다. The main detector head 110 is a part that detects an incident source, and when located in an empty space of the sub-detector 200, the front and some side surfaces of the main detector head 110 are surrounded by the sub-detector 200.

이때, 주검출기 헤드(110)의 개방된 측면으로 선원이 입사되므로 주검출기 헤드(110)에서 측면과 후면으로 산란하게 되는 감마선은 부검출기(200)에 의해 검출된다. At this time, since the source is incident on the open side of the main detector head 110, the gamma rays scattered from the main detector head 110 to the side and back are detected by the sub-detector 200.

특히, 선원의 입사 방향에 기초하여 후면방향에 부검출기(200)가 위치함으로써 산란되는 감마선은 부검출기(200)에 의해 대다수 검출할 수 있다. In particular, since the sub-detector 200 is located in the rear direction based on the incident direction of the source, most of the scattered gamma rays can be detected by the sub-detector 200 .

이하에서는 도 4 내지 도 7을 이용하여 부검출기의 구조에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, the structure of the sub-detector will be described in detail using FIGS. 4 to 7 .

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기를 도시한 예시도이다. 4 is an exemplary diagram illustrating a sub-detector according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 부검출기(200)는 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)로 구성된다. As shown in FIG. 4 , the sub-detector 200 includes a first detector 210 , a second detector 220 , a third detector 230 and a fourth detector 240 .

도 4에서는 부검출기(200)의 검출기 개수를 4개로 설정하였지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 검출기 개수, 검출기 모양 등은 적용되는 환경에 기초하여 변경이 가능하다. Although the number of detectors of the sub-detector 200 is set to 4 in FIG. 4, it is not necessarily limited thereto, and the number of detectors and the shape of detectors can be changed based on the environment to which they are applied.

검출기의 두께에 따라 산란 감마선 저감율이 달라지기 때문에 부검출기(200)의 위치에 기초하여 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)의 두께, 크기가 상이하게 설정된다. Since the scattering gamma ray reduction rate varies according to the thickness of the detector, the first detector 210, the second detector 220, the third detector 230, and the fourth detector 240 are detected based on the position of the sub-detector 200. Thickness and size are set differently.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 두께에 따른 산란 감마선 저감율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 세부 구조를 나타낸 예시도이다. 5 is a graph showing a scattering gamma ray reduction rate according to the thickness of a sub-detector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an exemplary view showing a detailed structure of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 검출기의 두께에 따라 컴프턴 산란 감마선의 감소율을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the reduction rate of Compton scattered gamma rays can be confirmed according to the thickness of the detector.

도 5의 그래프에서 세로축은 산란 감마선의 양을 나타내고, 가로축은 검출기 두께를 나타낸다. In the graph of FIG. 5, the vertical axis represents the amount of scattered gamma rays, and the horizontal axis represents the thickness of the detector.

예를 들어, 가로축 값(검출기 두께)이 2cm일 때 세로축 값이 90%라면 10%의 산란감마선이 흡수된다는 의미이며, 검출기의 두께가 두꺼워질수록 흡수되는 양이 많아지고, 산란감마선의 양은 감소하므로, 전체적인 그래프가 오른쪽으로 갈수록 감소한다. For example, if the value on the horizontal axis (detector thickness) is 2 cm and the value on the vertical axis is 90%, it means that 10% of the scattered gamma rays are absorbed. Therefore, the overall graph decreases toward the right.

특히, 주검출기(100)의 후면 방향으로 산란되는 감마선의 에너지가 가장 크기 때문에, 도 6의 (a)와 같이, 제1 검출기(210)의 두께는 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)에 비해 가장 크게 형성된다. In particular, since the energy of gamma rays scattered toward the back side of the main detector 100 is the largest, as shown in FIG. 230) and is formed the largest compared to the fourth detector 240.

그리고 주검출기 헤드(110)의 일측면을 제외한 면을 감싸는 형태로 구현되기 때문에, 도 6의 (c)와 같이, 상대적으로 제3 검출기(230)의 두께, 크기는 작게 형성된다. In addition, since it is implemented in a form covering the surface except for one side of the main detector head 110, the thickness and size of the third detector 230 are relatively small, as shown in FIG. 6(c).

예를 들어, 제1 검출기(210)는140x300x235mm, 제2 검출기(220)는 78x100x235mm , 제3 검출기(230)는 78x80x100mm, 그리고 제4 검출기(240)는 78x100x235mm 의 크기로 형성될 수 있다. For example, the first detector 210 has a size of 140x300x235 mm, the second detector 220 has a size of 78x100x235 mm, the third detector 230 has a size of 78x80x100 mm, and the fourth detector 240 has a size of 78x100x235 mm.

이러한 검출기의 두께, 크기는 검출기 두께에 따른 산란 감마선 저감율을 MCNP 전산모사를 이용하여 시뮬레이션을 통해 최적화된 두께로 설정이 가능하다. The thickness and size of these detectors can be set to an optimized thickness through simulation using MCNP computational simulation of the scattering gamma ray reduction rate according to the detector thickness.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 부검출기의 신호 단자를 나타낸 예시도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 부검출기의 신호 처리 및 시스템 구성을 나타낸 예시도이다. 7 is an exemplary view showing signal terminals of a sub-detector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exemplary view showing signal processing and system configuration of a sub-detector according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)마다 단자를 나타낸다. As shown in FIG. 7 , each of the first detector 210 , the second detector 220 , the third detector 230 and the fourth detector 240 shows a terminal.

각 단자에는 PMT 신호 출력단자, PMT 신호 입력단자, HV 입력 단자, HV 출력 단자 그리고 PMT 신호 Gain 조절 장치를 포함한다. Each terminal includes PMT signal output terminal, PMT signal input terminal, HV input terminal, HV output terminal and PMT signal gain control device.

여기서 PMT 신호 Gain 조절 장치는 검출기는 PMT에서 개별적으로 Gain 조정이 가능하다. Here, in the PMT signal gain control device, the detector can individually adjust the gain in the PMT.

이러한 단자들은 검출기간에 연결되어 부검출기(200)에 대해 단일 전압 공급과 신호를 일괄적으로 획득할 수 있다. These terminals can be connected between the detectors to obtain a single voltage supply and signal to the sub-detector 200 collectively.

상세하게는 도 8에 도시한 바와 같이,PMT 전압 공급 장치는 제1 검출기(210)의 HV 입력단자에 연결되어 전압을 공급하면, 이후에 제1 검출기(210)의 HV 출력단자와 연결된 제2 검출기(220)의 HV 입력 단자로 전압을 전달한다. In detail, as shown in FIG. 8, when the PMT voltage supply device is connected to the HV input terminal of the first detector 210 and supplies voltage, the second detector 210 is connected to the HV output terminal of the first detector 210. The voltage is delivered to the HV input terminal of the detector 220.

이와 같이, 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)에서 HV 출력단자와 연결된 HV 입력 단자를 통해 한번에 전압을 공급할 수 있다. As such, the first detector 210, the second detector 220, the third detector 230, and the fourth detector 240 may supply voltage at once through the HV input terminal connected to the HV output terminal.

이외에도 측정된 신호에 대해 PMT 신호 입력단자와 PMT 신호 출력단자를 연결하여 최종 4개의 검출기에서 검출된 신호를 한번에 분석 장치(300)로 전달할 수 있다. In addition, the signals detected by the final four detectors may be transferred to the analysis device 300 at once by connecting the PMT signal input terminal and the PMT signal output terminal for the measured signals.

다시 말해 일체형 신호 처리가 가능하도록 4개의 검출기간의 단자 연결을 수행하고, 계측된 제1 검출기(210), 제2 검출기(220), 제3 검출기(230) 그리고 제4 검출기(240)의 신호를 한번에 분석 장치(300)로 전달함으로써 분석 장치(300)에서 하나의 신호를 이용하여 주검출기(100)의 신호와 비교할 수 있다. In other words, terminal connection between four detectors is performed to enable integral signal processing, and signals of the first detector 210, the second detector 220, the third detector 230, and the fourth detector 240 are measured. By transferring to the analysis device 300 at once, the analysis device 300 may use one signal and compare it with the signal of the main detector 100.

한편, 분석 장치(300)는 주검출기와 부검출기로부터 계측 데이터 수집하면 다음 수학식 1을 통해 동시성 조건을 확인한다. Meanwhile, when the analysis device 300 collects measurement data from the main detector and the sub-detector, the simultaneity condition is checked through Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, T주는 주검출기 데이터의 계측 시간이고, T부는 부검출기 데이터의 계측 시간이며, TimeWindow는 동시성을 의미하는 임계 시간 값을 의미한다. 예를 들어, 약 200nsec의 값을 TimeWindow로 설정할 수 있으며, 이는 추후에 변경가능하다. Here, T week is the measurement time of the main detector data, T part is the measurement time of the sub-detector data, and TimeWindow means a critical time value meaning simultaneity. For example, a value of about 200nsec can be set as TimeWindow, which can be changed later.

분석 장치(300)는 주검출기 데이터들과 부검출기 데이터들을 수집하는 동시에 연동되는 데이터베이스에 저장할 수 있다. 이때, 동시성 조건에 해당되는 여부를 함께 저장할 수 있다The analysis device 300 may collect main detector data and sub-detector data and store them in a linked database. At this time, whether or not the concurrency condition is met can be stored together.

분석 장치(300)는 수집된 데이터들을 검출기의 에너지 교정 (Energy calibration) 정보에 기초하여 계측시간- 에너지 정보로 변환한다. The analysis device 300 converts the collected data into measurement time-energy information based on energy calibration information of the detector.

여기서, 에너지 교정 정보는 측정하고자 하는 선원에 대해 채널과 에너지의 상관관계를 분석한 정보를 의미한다.Here, the energy calibration information refers to information obtained by analyzing a correlation between channels and energies for a source to be measured.

그리고 분석 장치(300)는 시간-채널 정보를 다시 에너지-계수(E~Count) 스펙트럼으로 변환할 수 있다. Also, the analysis device 300 may convert the time-channel information back into an energy-coefficient (E~Count) spectrum.

분석 장치(300)는 데이터베이스에 저장된 주검출기 데이터들에 대해 계측시간-채널 정보를 계측시간-에너지 정보로 변환하여 제1 스펙트럼을 생성할 수 있다. 다음으로 분석 장치(300)는 동시성이 확인된 주검출기 데이터들을 이용하여 제2 스펙트럼으로 변환한다.The analysis device 300 may generate a first spectrum by converting measurement time-channel information into measurement time-energy information for main detector data stored in a database. Next, the analysis device 300 converts the data into the second spectrum using the main detector data of which synchronicity is confirmed.

분석 장치(300)는 제1 스펙트럼에서 제2 스펙트럼을 차감하여 반동시계수 스펙트럼을 생성한다. 분석 장치(300)는 생성된 제1 스펙트럼에서 제2 스펙트럼을 차감하는 방법으로 반동시계수법을 적용함으로써, 컴프턴 영역에 해당하는 주검출기 데이터를 삭제할 수 있다. The analysis device 300 subtracts the second spectrum from the first spectrum to generate a rebound coefficient spectrum. The analysis device 300 may delete main detector data corresponding to the Compton region by applying the recoil function method by subtracting the second spectrum from the generated first spectrum.

다음으로 분석 장치(300)는 주검출기 데이터들과 부검출기 데이터들의 에너지 값을 합한 합 데이터를 제3 스펙트럼으로 변환하고, 제3 스펙트럼에서의 피크 순계수(Net Peak Count)를 산출한다. 분석 장치(300)는 반동시계수 스펙트럼에 산출된 피크 순계수를 적용하여 최종 스펙트럼 생성한다. Next, the analysis device 300 converts the sum data obtained by summing the energy values of the main detector data and sub-detector data into a third spectrum, and calculates a peak net count in the third spectrum. The analysis device 300 generates a final spectrum by applying the calculated peak net coefficient to the rebound coefficient spectrum.

다시 말해, 분석 장치(300)는 피크 순계수를 더해줌으로써, 측정 효율을 향상시킬 수 있다In other words, the analysis device 300 may improve measurement efficiency by adding a peak net coefficient.

그리고 분석 장치(300)는 최종 스펙트럼을 분석함에 따라 핵종의 종류, 정량, 백그라운드, 피크순계수(Net peak count), 최소검출하한값(MDA), 선원의 방사능, 계측효율 등을 산출하여 제공할 수 있다. In addition, the analysis device 300 can calculate and provide the type of nuclide, quantity, background, net peak count, minimum detection limit (MDA), radioactivity of the source, measurement efficiency, etc. of the nuclide by analyzing the final spectrum. there is.

이러한 분석 방법은 다수의 에너지를 가지는 선원이 입사할 경우 관심핵종으로 설정한 모든 에너지에 대하여 해당 알고리즘을 적용할 수 있다. In this analysis method, when a source having multiple energies is incident, the corresponding algorithm can be applied to all energies set as nuclides of interest.

도 9은 본 발명의 한 실시예에 따른 분석 장치의 하드웨어 구성도이다. 9 is a hardware configuration diagram of an analysis device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참고하면, 분석 장치(300)는 적어도 하나의 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있고, 본 개시의 동작을 실행하도록 기술된 명령들(instructions)이 포함된 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the analysis device 300 may be implemented as at least one computing device and may execute a computer program including instructions described for executing the operations of the present disclosure.

분석 장치(300)의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(310), 메모리(320), 스토리지(330), 통신 인터페이스(340)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 분석 장치(300)는 컴퓨터 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.The hardware of the analysis device 300 may include at least one processor 310, a memory 320, a storage 330, and a communication interface 340, and may be connected through a bus. In addition, hardware such as an input device and an output device may be included. The analysis device 300 may be loaded with various software including an operating system capable of driving a computer program.

프로세서(310)는 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 장치로서, 컴퓨터 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit)등 일 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 위에서 설명한 방법을 실행하기 위한 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다.The processor 310 is a device for controlling the operation of the computing device, and may be various types of processors that process commands included in a computer program, for example, a Central Processing Unit (CPU), a Micro Processor Unit (MPU), It may be a Micro Controller Unit (MCU) or a Graphic Processing Unit (GPU). Also, the processor 310 may perform an operation on a program for executing the method described above.

메모리(320)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(320)는 본 개시의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(310)에 의해 처리되도록 해당 컴퓨터 프로그램을 스토리지(330)로부터 로드할 수 있다. 메모리(320)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다. 스토리지(330)는 본 개시의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 컴퓨터 프로그램 등을 저장할 수 있다. 스토리지(330)는 컴퓨터 프로그램을 비임시적으로 저장할 수 있다. 스토리지(330)는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다. Memory 320 stores various data, commands and/or information. The memory 320 may load a corresponding computer program from the storage 330 so that the instructions described to execute the operations of the present disclosure are processed by the processor 310 . The memory 320 may be, for example, read only memory (ROM) or random access memory (RAM). The storage 330 may store various data, computer programs, and the like required to execute the operation of the present disclosure. Storage 330 may non-temporarily store computer programs. The storage 330 may be implemented as a non-volatile memory.

통신 인터페이스(340)는 유/무선 통신 모듈일 수 있고, USB 인터페이스, WiFi 인터페이스, LAN 인터페이스, 5G 네트워크 인터페이스 등을 포함할 수 있다.The communication interface 340 may be a wired/wireless communication module, and may include a USB interface, a WiFi interface, a LAN interface, a 5G network interface, and the like.

컴퓨터 프로그램은 어플리케이션 계층에서 동작하는 에이전트 프로그램을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 각종 네트워크 인터페이스 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다. The computer program may include an agent program operating in an application layer. The computer program may include various network interface driver software.

본 발명에 따르면, 주검출기의 측면 또는 후방으로 산란하는 감마선을 검출하여 컴프턴 억제 성능을 극대화할 수 있다. According to the present invention, Compton suppression performance can be maximized by detecting gamma rays scattered to the side or back of the main detector.

또한, 산란하는 감마선을 검출 효율을 개선하여 낮은 최소검출하한값을 확보함으로써 극미량의 방사성 물질을 정확하게 분석할 수 있다. In addition, by improving the detection efficiency of scattered gamma rays to secure a low minimum detection limit, it is possible to accurately analyze a very small amount of radioactive material.

그리고 원자력시설 해체 부지 및 극저준위 이하 방사성폐기물 등 극미량 방사성물질 분석이 요구되는 분야에서 다양하게 이용 가능하며 계측 시간 및 분석 비용 감소, 폐기물량 저감 및 처분비용 절감할 수 있다. In addition, it can be used in various fields where ultra-trace radioactive material analysis is required, such as nuclear facility dismantling sites and radioactive waste below extremely low levels, and it can reduce measurement time and analysis cost, reduce waste amount, and reduce disposal cost.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 네트워크 시스템의 통신 노드들을 기능적으로 그룹화하여 특정 노드에 대한 과부하를 방지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is possible to prevent overload of a specific node by functionally grouping communication nodes of a network system.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through devices and methods, and may be implemented through programs that realize functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the programs are recorded.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

Claims (10)

입사되는 선원을 주검출기 헤드의 측면 방향에서 검출하는 주검출기, 그리고
상기 주 검출기의 전면과 측면의 일부를 감싼 형태로 상기 주검출기 헤드에 의해 후면 방향으로 산란되는 감마선과 측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 부검출기
를 포함하는 저준위 방사능 측정 장치. A main detector that detects the incident source in the lateral direction of the main detector head, and
A sub-detector for detecting gamma rays scattered in the rear direction and gamma rays scattered in the side direction by the main detector head in a form covering a part of the front and side surfaces of the main detector
Low-level radiation measuring device comprising a. 제1항에서,
상기 부검출기는,
상기 주검출기 헤드에 의해 후면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 제1 검출기,
상기 주검출 헤드에 의해 상측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 제2 검출기,
상기 주검출 헤드에 의해 좌측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 제3 검출기, 그리고
상기 주검출 헤드에 의해 하측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 제4 검출기를 포함하는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 1,
The sub-detector,
A first detector for detecting gamma rays scattered in a rearward direction by the main detector head;
a second detector for detecting gamma rays scattered in an image-side direction by the main detection head;
a third detector for detecting gamma rays scattered in the direction of the left side by the main detection head; and
A low-level radioactivity measuring device comprising a fourth detector for detecting gamma rays scattered in a downward direction by the main detection head. 제2항에서,
상기 부검출기는,
상기 주검출기 헤드에 의해 산란되는 감마선의 양에 기초하여 상기 제1 검출기, 상기 제2 검출기, 상기 3 검출기 그리고 상기 제4 검출기들의 두께와 크기가 서로 상이하게 형성되는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 2,
The sub-detector,
The first detector, the second detector, the third detector, and the fourth detector are formed to have different thicknesses and sizes based on the amount of gamma rays scattered by the main detector head. 제2항에서,
상기 부검출기는,
상기 제1 검출기의 전압 단자로부터 전압이 인가되면, 상기 제1 검출기와 연결된 상기 제2 검출기의 전압 단자로 상기 전압이 인가되고, 상기 제2 검출기와 연결된 상기 제3 검출기의 전압 단자로 상기 전압이 인가되며 상기 제3 검출기와 연결된 상기 제4 검출기의 전압 단자로 상기 전압이 인가되는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 2,
The sub-detector,
When a voltage is applied from the voltage terminal of the first detector, the voltage is applied to the voltage terminal of the second detector connected to the first detector, and the voltage is applied to the voltage terminal of the third detector connected to the second detector. And the low-level radiation measuring device in which the voltage is applied to the voltage terminal of the fourth detector connected to the third detector. 제1항에서,
상기 주검출기와 상기 부검출기와 연결되어 각 측정된 데이터를 수신하면 주검출기 데이터의 계측 시간과 부검출기 데이터의 계측 시간의 동시성과 주검출기 에너지 조건과 부검출기 에너지 조건에 기초하여 동시합계수법과 반동시합계수법을 선택적으로 적용하여 최소검출하한값을 산출하는 저준위 방사능 분석 장치를 더 포함하는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 1,
When each measured data is received by being connected to the main detector and the sub-detector, the simultaneous summing method and recoil are based on the simultaneity of the measurement time of the main detector data and the measurement time of the sub-detector data, and the main detector energy condition and the sub-detector energy condition. Low-level radiation measuring device further comprising a low-level radiation analysis device for calculating a minimum detection lower limit by selectively applying the match coefficient method. 제2항에서,
상기 제4 검출기는,
측정된 데이터를 상기 제1 검출기, 상기 제2 검출기, 그리고 상기 제3 검출기에서 각각 측정된 데이터에 연결하여 저준위 방사능 분석 장치로 전달하는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 2,
The fourth detector,
The first detector, the second detector, and the low-level radioactivity measuring device for transmitting the measured data to the low-level radioactivity analyzer by connecting to the data measured by the third detector, respectively. 제2항에서,
상기 제3 검출기의 크기에 기초하여 상기 제2 검출기와 상기 제4 검출기 사이에 형성된 빈공간으로 상기 주검출기 헤드가 삽입되어 상기 주검출기와 상기 부검출기가 결합하는 저준위 방사능 측정 장치.In paragraph 2,
The main detector head is inserted into an empty space formed between the second detector and the fourth detector based on the size of the third detector, and the main detector and the sub-detector are coupled. 주검출기와 부검출기를 포함하는 저준위 방사능 측정 장치의 동작 방법에 있어서,
측정하고자 하는 선원에 기초하여 상기 주검출기와 상기 부검출기의 채널 일치를 위한 파라미터를 조절하는 단계,
상기 주검출기가 주검출기 헤드의 측면 방향에서 입사되는 선원을 검출하는 단계, 그리고
상기 부검출기가 상기 주검출기 헤드에 의해 후면 방향과 측면 방향으로 산란되는 감마선을 검출하는 단계,
를 포함하는 동작 방법. In the operation method of a low-level radiation measuring device including a main detector and a sub-detector,
Adjusting a parameter for channel matching of the main detector and the sub-detector based on a radiation source to be measured;
detecting, by the main detector, a source incident from a lateral direction of the main detector head; and
detecting, by the sub-detector, gamma rays scattered in rear and side directions by the main detector head;
Operation method including. 제8항에서,
상기 부검출기는
복수개의 검출기로 구성되고, 검출기마다 상기 주검출기 헤드에 의해 산란되는 방향에 기초하여 두께가 상이하게 설정되며
상기 복수개의 검출기로 각각 검출된 데이터를 하나로 연결하여 반동시계수법과 동시합계수법을 동시에 적용하는 저준위 방사능 분석 장치로 전달하는 동작 방법.In paragraph 8,
The sub-detector
It consists of a plurality of detectors, and the thickness is set differently for each detector based on the direction scattered by the main detector head,
An operating method for connecting the data detected by each of the plurality of detectors into one and transmitting them to a low-level radiation analysis device that simultaneously applies the rebound count method and the simultaneous sum count method. 제9항에서,
상기 부검출기는,
두께가 상이하게 설정된 검출기들에 의해 형성된 빈공간으로 상기 주검출기 헤드를 감싼 형태로 구성되며,
검출기들간에 전압단자가 일렬로 연결되어 전압을 서로 인가하는 동작 방법.In paragraph 9,
The sub-detector,
It is composed of a form in which the main detector head is wrapped in an empty space formed by detectors having different thicknesses,
An operation method in which voltage terminals are connected in a row between detectors to apply voltage to each other.
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