KR20230001325U - X-ray generating apparatus - Google Patents

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accelerator tube
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김영만
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한재익
문진혁
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한찬호
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Abstract

엑스레이 발생 장치가 개시된다. 본 엑스레이 발생 장치는 엑스레이를 발생시키기 위한 가속기, 가속기를 냉각시키기 위한 냉각기 및 가속기 및 냉각기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 가속기는, 전자빔을 발생시키는 전자총, 전자총에서 발생된 전자빔을 가속시키기 위한 가속관 및 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시키는 타겟을 포함하는 가속 유닛, 가속관으로 RF 펄스(Radiofrequency pulse)를 공급하여 가속관 내부에 전기장을 형성하여 전자빔을 가속시키는 RF 유닛 및 내부에 캐비티(cavity)가 형성된 원통형 구조를 가지며 캐비티 내부에 가속 유닛을 수용하는 차폐 부재를 포함한다. An X-ray generating device is disclosed. The present X-ray generator includes an accelerator for generating X-rays, a cooler for cooling the accelerator, and a control unit for controlling the operation of the accelerator and the cooler, and the accelerator includes an electron gun for generating an electron beam and a for accelerating the electron beam generated from the electron gun. An acceleration unit including a target that generates X-rays when the accelerating tube and the accelerated electron beam collide, an RF unit supplying a radiofrequency pulse to the accelerating tube to form an electric field inside the accelerating tube to accelerate the electron beam, and a cavity therein It has a cylindrical structure in which a cavity is formed and includes a shield member accommodating the acceleration unit inside the cavity.

Description

엑스레이 발생 장치{X-RAY GENERATING APPARATUS}X-ray generator {X-RAY GENERATING APPARATUS}

본 개시는 엑스레이 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동 가능하도록 소형으로 제작 가능한 엑스레이 발생 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to an X-ray generator, and more particularly, to an X-ray generator that can be manufactured in a small size so as to be movable.

엑스레이 발생 장치(또는, 전자선형가속기)는 컨테이너 검색기 시스템과 같이 비파괴 검사가 필요한 산업 분야에서 많이 이용되고 있다. X-ray generators (or electron beam accelerators) are widely used in industrial fields requiring non-destructive inspection, such as container inspection systems.

엑스레이를 발생시키기 위한 가속기 시스템은 마그네트론(magnetron), 모듈레이터(modulator), 가속관 등 여러 장치들이 서로 긴밀하게 연결되어 전체적으로 큰 규모를 가지는 시스템에 해당하며, 가속기 시스템에서 사용되는 고에너지 엑스레이의 차폐를 위해서는 가속기 주변을 둘러싸는 차폐체, 벽 등이 설치되어야 한다. The accelerator system for generating X-rays corresponds to a large-scale system in which various devices such as a magnetron, a modulator, and an accelerator tube are closely connected to each other, and is used to shield high-energy X-rays used in the accelerator system. To achieve this, shields, walls, etc. surrounding the accelerator must be installed.

이에 따라, 종래의 엑스레이 발생 장치는 위치가 고정되어 있는 대형 시스템에서만 활용도가 있는 문제점이 존재하였으며, 이동형 또는 재배치형 방식의 컨테이너 검색기에도 활용될 수 있도록 소형화된 엑스레이 발생 장치에 대한 필요성이 대두하였다.Accordingly, the conventional X-ray generator has a problem in that it can be used only in a large-scale system with a fixed location, and a need for a miniaturized X-ray generator that can be used in a mobile or relocatable container scanner has emerged.

본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 개시의 목적은 이동 또는 재배치가 가능하도록 소형화된 엑스레이 발생 장치를 제공함에 있다. The present disclosure is to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a miniaturized X-ray generator capable of being moved or relocated.

본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치는 엑스레이를 발생시키기 위한 가속기, 상기 가속기를 냉각시키기 위한 냉각기 및 상기 가속기 및 상기 냉각기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 가속기는, 전자빔을 발생시키는 전자총, 상기 전자총에서 발생된 전자빔을 가속시키기 위한 가속관 및 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시키는 타겟을 포함하는 가속 유닛, 상기 가속관으로 RF 펄스(Radiofrequency pulse)를 공급하여 상기 가속관 내부에 전기장을 형성하여 전자빔을 가속시키는 RF 유닛 및 내부에 캐비티(cavity)가 형성된 원통형 구조를 가지며 상기 캐비티 내부에 상기 가속 유닛을 수용하는 차폐 부재를 포함한다. An X-ray generator according to an embodiment of the present disclosure includes an accelerator for generating X-rays, a cooler for cooling the accelerator, and a control unit for controlling operations of the accelerator and the cooler, wherein the accelerator generates electron beams. An accelerator unit including an electron gun, an accelerator tube for accelerating the electron beam generated from the electron gun, and a target for generating X-rays when the accelerated electron beam collides, and an RF pulse (Radiofrequency pulse) is supplied to the accelerator tube to inside the accelerator tube. It includes an RF unit accelerating the electron beam by forming an electric field, and a shielding member having a cylindrical structure having a cavity formed therein and accommodating the accelerating unit inside the cavity.

이 경우, 상기 전자총은 상기 가속관의 후방 일단에 배치되고, 상기 타겟은 상기 가속관의 전방 일단에 배치될 수 있다. In this case, the electron gun may be disposed at a rear end of the accelerator tube, and the target may be disposed at a front end of the accelerator tube.

이 경우, 상기 차폐 부재는, 상기 가속관의 원주면을 감싸도록 형성되는 메인 차폐 부재, 상기 가속관의 전면을 차폐하는 전면 차폐 부재 및 상기 가속관의 후면을 차폐하는 후면 차폐 부재를 포함할 수 있다. In this case, the shielding member may include a main shielding member formed to surround the circumferential surface of the accelerator tube, a front shielding member shielding the front surface of the accelerator tube, and a rear shielding member shielding the rear surface of the accelerator tube. there is.

이 경우, 상기 메인 차폐 부재는 캐비티가 형성된 복수의 원판이 나열되어 형성될 수 있다. In this case, the main shielding member may be formed by arranging a plurality of disks on which cavities are formed.

한편, 상기 차폐 부재는 납(Pb) 소재를 포함할 수 있다.Meanwhile, the shielding member may include a lead (Pb) material.

한편, 상기 후면 차폐 부재의 직경은 상기 메인 차폐 부재의 직경보다 작을 수 있다.Meanwhile, a diameter of the rear shielding member may be smaller than a diameter of the main shielding member.

이 경우, 상기 후면 차폐 부재의 직경은 상기 가속관의 직경보다 클 수 있다.In this case, a diameter of the rear shielding member may be greater than a diameter of the accelerator tube.

한편, 상기 전면 차폐 부재에는 홈이 형성되며, 상기 홈에는 상기 타겟으로부터 방출되는 엑스레이의 방향을 조정하는 콜리메이터(collimator)가 배치될 수 있다.Meanwhile, a groove may be formed in the front shielding member, and a collimator for adjusting a direction of X-rays emitted from the target may be disposed in the groove.

한편, 상기 엑스레이 발생 장치는 이동 가능한 형태로 형성될 수 있다.Meanwhile, the X-ray generator may be formed in a movable form.

한편, 상기 차폐 부재를 통한 엑스레이의 누설선량비는 0.0025‰ 이하일 수 있다.Meanwhile, the leakage dose ratio of X-rays through the shielding member may be 0.0025‰ or less.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 가속기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 RF 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 가속 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 가속 유닛의 일부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 가속관 및 메인 차폐 부재를 설명하기 위한 분해 사시도이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of an X-ray generator according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a perspective view illustrating an accelerator according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a perspective view illustrating an RF unit according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a perspective view illustrating an acceleration unit according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4 .
6 is an exploded perspective view showing a partially exploded acceleration unit according to an embodiment of the present disclosure.
7 is an exploded perspective view illustrating an accelerator tube and a main shielding member according to an embodiment of the present disclosure.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.Embodiments described below are shown by way of example to aid understanding of the present disclosure, and it should be understood that the present disclosure may be implemented with various modifications, different from the embodiments described herein. However, in the following description of the present disclosure, when it is determined that a detailed description of a related known function or component may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description and specific illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to an actual scale to aid understanding of the disclosure, and the dimensions of some components may be exaggerated.

본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.In this specification, since the components necessary for description of each embodiment of the present disclosure are described, it is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, it may be distributed and arranged in different independent devices.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Furthermore, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings and contents described in the accompanying drawings, but the present disclosure is not limited or limited by the embodiments.

이하, 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 개시를 상세히 설명한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 .

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of an X-ray generator according to an embodiment of the present disclosure.

엑스레이 발생 장치(1)는 고에너지로 가속시킨 전자빔을 타겟에 충돌시켜 엑스레이를 발생시키는 장치이다. 도 1을 참고하면, 엑스레이 발생 장치(1)는 엑스레이를 발생시키기 위한 가속기(10), 가속기(10)를 냉각시키기 위한 냉각기(20) 및 가속기(10)와 냉각기(20)를 제어하는 제어부(30)를 포함한다.The X-ray generator 1 is a device that generates X-rays by colliding an electron beam accelerated with high energy to a target. Referring to FIG. 1, the X-ray generator 1 includes an accelerator 10 for generating X-rays, a cooler 20 for cooling the accelerator 10, and a control unit for controlling the accelerator 10 and the cooler 20 ( 30).

가속기(10)는 엑스레이를 발생시키기 위한 구성으로, 전자빔을 발생시키는 전자총, 전자총에서 발생된 전자빔을 가속시키기 위한 가속관 및 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시키는 타겟을 포함할 수 있다. The accelerator 10 is a configuration for generating X-rays, and may include an electron gun for generating electron beams, an accelerator tube for accelerating electron beams generated from the electron gun, and a target for generating X-rays when the accelerated electron beams collide with each other.

냉각기(20)는 가속기(10)의 구성들의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 구성으로, 냉각수를 이용한 쿨러(water cooler)로 구현될 수 있다. 냉각기(20)는 가속기(10)의 구성들을 냉각수가 흐르는 호스와 연결시켜 냉각시키며 온도에 따라 달라지는 가속관의 공진주파수에 미치는 영향을 최소화하여 가속 전기장에 문제를 일으키지 않도록 구현될 수 있다. The cooler 20 is a component for maintaining the temperature of components of the accelerator 10 constant, and may be implemented as a water cooler using cooling water. The cooler 20 cools components of the accelerator 10 by connecting them to a hose through which cooling water flows, and minimizes the effect on the resonant frequency of the accelerator tube, which varies according to temperature, so as not to cause problems in the accelerating electric field.

제어부(30)는 가속기(10) 및 냉각기(20)와 전기적으로 연결되어 가속기(10)와 냉각기(20)의 동작을 제어하는 구성으로, 전자총, 가속관 및 타겟을 포함하는 가속 유닛을 구동하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다.The control unit 30 is electrically connected to the accelerator 10 and the cooler 20 to control the operation of the accelerator 10 and the cooler 20, and to drive the accelerator unit including the electron gun, the accelerator tube, and the target. A controller may be included.

본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치(1)는 가속기(10), 냉각기(20) 및 제어부(30)가 하나의 소형 모듈로 형성되어 이동 가능한 형태로 구현될 수 있다. In the X-ray generator 1 according to an embodiment of the present disclosure, the accelerator 10, the cooler 20, and the control unit 30 are formed as a single small module and can be implemented in a movable form.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 가속기를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating an accelerator according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참고하면, 가속기(10)는 가속 유닛(100) 및 RF 유닛(200)을 포함할 수 있다. RF 유닛(200)은 가속 유닛(100)의 상부에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the accelerator 10 may include an acceleration unit 100 and an RF unit 200 . The RF unit 200 may be disposed above the acceleration unit 100 .

이하 도면들을 참고하여 가속 유닛(100) 및 RF 유닛(200) 각각에 포함된 구성을 설명한다.Components included in each of the acceleration unit 100 and the RF unit 200 will be described with reference to the following drawings.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 RF 유닛을 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view illustrating an RF unit according to an embodiment of the present disclosure.

RF 유닛(200)은 가속관(120, 도 5, 도 7 참조)으로 RF 펄스(Radiofrequency pulse)를 공급하여 가속관 내부에 전기장을 형성하기 위한 구성이다. RF 유닛(200)을 통해 형성된 전기장에 의해 가속관 내부에서 전자빔이 고에너지를 가지도록 가속될 수 있다.The RF unit 200 supplies an RF pulse (Radiofrequency pulse) to the accelerator tube 120 (see FIGS. 5 and 7) to form an electric field inside the accelerator tube. The electron beam may be accelerated to have high energy inside the accelerator tube by the electric field generated through the RF unit 200 .

RF 유닛(200)은 마그네트론(Magnetron)(210), 모듈레이터(Modulator)(미도시), AFC 컨트롤러(Automatic Frequency Controller)(220), 순환기(circulator)(230), 전자총 구동부(240), 이온 펌프 컨트롤러(250) 등을 포함할 수 있다.The RF unit 200 includes a magnetron 210, a modulator (not shown), an automatic frequency controller (AFC) 220, a circulator 230, an electron gun driver 240, and an ion pump. A controller 250 and the like may be included.

마그네트론(210)은 모듈레이터에서 공급되는 펄스 형태의 전력을 가속관에 입력될 고출력의 주파수를 가지는 RF 펄스(Radiofrequency pulse)파로 변환시키는 장치이다. 이 경우, RF 펄스파의 주파수는 가속관의 공진 주파수와 매칭되도록 생성될 수 있으며 이에 따라 RF 펄스파가 가속관에서 반사되는 비율을 낮춰 높은 효율로 RF 펄스파를 가속관으로 제공할 수 있다. The magnetron 210 is a device that converts pulse-type power supplied from the modulator into a radiofrequency pulse wave having a high output frequency to be input to the accelerator tube. In this case, the frequency of the RF pulse wave can be generated to match the resonant frequency of the accelerator tube, and accordingly, the RF pulse wave can be provided to the accelerator tube with high efficiency by lowering the reflection rate of the RF pulse wave from the accelerator tube.

모듈레이터(미도시)는 고전압의 DC 전력을 마그네트론(210)에 공급하는 장치로, 엑스레이 발생 장치(1)의 제어부(30)에 포함될 수 있다. The modulator (not shown) is a device that supplies high-voltage DC power to the magnetron 210 and may be included in the control unit 30 of the X-ray generator 1 .

AFC 컨트롤러(220)는 RF 입사파와 가속관 내에서의 RF 반사파 신호에 기초하여 가속관 내부의 온도 또는 RF 펄스파의 전력 변화에 따른 가속관의 공진 주파수 변화를 감지하고, 마그네트론(210)의 튜너를 조절하여 출력 주파수를 조정하는 구성이다. 이는 가속관 내 가속 전기장의 주파수가 전자빔 가속에 영향을 미치기 때문에 필요한 장치이다.The AFC controller 220 detects a change in the resonant frequency of the accelerator tube according to a change in the temperature inside the accelerator tube or the power of the RF pulse wave based on the RF incident wave and the RF reflected wave signal in the accelerator tube, and the tuner of the magnetron 210 It is a configuration that adjusts the output frequency by adjusting. This is necessary because the frequency of the accelerating electric field in the accelerator tube affects the electron beam acceleration.

순환기(230)는 가속관으로 입력된 RF 펄스파 중 가속관으로부터 일부 반사되는 RF 파가 마그네트론(210)으로 반사되어 손상을 주는 것을 방지하기 위해, 반사되는 RF 파를 다른 경로로 우회한 뒤 소모시키기 위한 구성이다. The circulator 230 bypasses the reflected RF wave to another path and consumes it in order to prevent the RF wave that is partially reflected from the accelerator tube among the RF pulse waves input to the accelerator tube from being reflected to the magnetron 210 and causing damage. configuration to do it.

전자총 구동부(240)는 전자총(110)의 전자빔 방출부에 고전압을 공급하는 장치로, 전자총에서 발생하는 전자빔이 가속관 입구로 진행할 수 있도록 하는 초기 에너지를 공급할 수 있다. The electron gun driving unit 240 is a device for supplying a high voltage to the electron beam emitter of the electron gun 110, and may supply initial energy to enable the electron beam generated from the electron gun to proceed to the inlet of the accelerator tube.

이온 펌프 컨트롤러(250)는 이온 펌프(150, 도 4 내지 도 7 참조)의 동작을 제어하기 위한 구성이다. The ion pump controller 250 is a component for controlling the operation of the ion pump 150 (see FIGS. 4 to 7).

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 가속 유닛을 도시한 사시도, 도 5는 도 4의 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 단면도이며, 도 6 및 도 7은 가속 유닛의 분해 사시도이다. 4 is a perspective view showing an acceleration unit according to an embodiment of the present disclosure, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along VI-VI of FIG. 4, and FIGS. 6 and 7 are exploded perspective views of the acceleration unit.

가속 유닛(100)은 전자빔을 발생시키는 전자총(110), 전자총에서 발생된 전자빔을 가속시키기 위한 가속관(120) 및 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시키는 타겟(130)을 포함할 수 있다. The accelerating unit 100 may include an electron gun 110 generating electron beams, an accelerating tube 120 accelerating electron beams generated from the electron gun, and a target 130 generating X-rays when the accelerated electron beams collide with each other.

또한, 가속 유닛(100)은 마그네트론(210)으로부터 생성된 RF 파를 가속관(120)으로 전송하기 위한 경로를 형성하는 RF 윈도우(140), 가속관(120) 내부를 진공 상태로 만들기 위한 이온 펌프(150) 및 차폐 부재(160)를 더 포함할 수 있다. In addition, the acceleration unit 100 includes an RF window 140 forming a path for transmitting RF waves generated from the magnetron 210 to the accelerator tube 120, and ions for creating a vacuum inside the accelerator tube 120. A pump 150 and a shielding member 160 may be further included.

전자총(110)은 전자빔을 발생시키는 장치로, 가속관(120)의 입구와 연결되며 가속관(120)으로 전자빔을 방출한다. The electron gun 110 is a device that generates an electron beam, and is connected to an inlet of the accelerator tube 120 and emits an electron beam into the accelerator tube 120 .

가속관(120)은 전자총(110)에서 발생한 전자빔을 고에너지로 가속시키는 관이다. 가속관(120)은 마그네트론(210)으로부터 고출력 RF 펄스파를 공급 받으면 가속관(120) 내에 특정 공진 주파수로 진동하는 전기장이 형성될 수 있으며, 형성된 전기장에 의해 전자빔이 고에너지로 가속될 수 있다. The accelerator tube 120 is a tube that accelerates the electron beam generated from the electron gun 110 to high energy. When the accelerator tube 120 is supplied with high-power RF pulse waves from the magnetron 210, an electric field vibrating at a specific resonance frequency can be formed within the accelerator tube 120, and the electron beam can be accelerated to high energy by the generated electric field. .

타겟(130)은 가속관에서 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시킬 수 있다. 도 4 및 도 7을 참고하면 타겟(130)은 가속관(120)에서 전자총(110)이 배치된 일 단의 타 단에 배치될 수 있다. The target 130 may generate X-rays when electron beams accelerated in an accelerator tube collide with each other. Referring to FIGS. 4 and 7 , the target 130 may be disposed at the other end of one end of the accelerator tube 120 where the electron gun 110 is disposed.

RF 윈도우(140)는 마그네트론(210)으로부터 생성된 RF 파를 가속관(120)으로 전송하기 위한 경로를 형성하는 구성이며, RF 파가 입력되는 세라믹 플레이트(141) 및 가속관(120)과 연결되는 진공관(142)을 포함할 수 있다. The RF window 140 is a component that forms a path for transmitting the RF waves generated from the magnetron 210 to the accelerator tube 120, and is connected to the ceramic plate 141 and the accelerator tube 120 to which the RF waves are input. It may include a vacuum tube 142 to be.

이온 펌프(150)는 진공관(142)에 연결되며, 가속관(120) 내부와 진공관(142)의 내부를 초고진공 상태(일 예로, 10^(-10) torr)로 만들 수 있다. 이에 따라, 가속관(120) 내부 및 전자총(110)의 오염을 방지하고 전자빔이 다른 입자들과 충돌하는 것을 방지하여 안정적으로 가속되도록 할 수 있다. The ion pump 150 is connected to the vacuum tube 142 and can make the inside of the accelerator tube 120 and the inside of the vacuum tube 142 into an ultra-high vacuum state (eg, 10^(-10) torr). Accordingly, contamination of the inside of the accelerator tube 120 and the electron gun 110 may be prevented, and electron beams may be stably accelerated by preventing collisions with other particles.

차폐 부재(160)는 내부에 캐비티(cavity)가 형성된 원통형 구조를 가지며 캐비티 내부에 전자총(110), 가속관(120) 및 타겟(130)을 수용할 수 있다. 차폐 부재(160)는 납(Pb)으로 형성되어 타겟(130)에서 방출되는 엑스레이의 방사 영역을 제한시킬 수 있다. 이에 따라, 기설정된 방사 영역 이외의 영역으로 엑스레이가 누설되는 것을 방지할 수 있다. The shielding member 160 has a cylindrical structure with a cavity formed therein, and may accommodate the electron gun 110, the accelerator tube 120, and the target 130 inside the cavity. The shielding member 160 may be formed of lead (Pb) to limit a radiation area of X-rays emitted from the target 130 . Accordingly, leakage of X-rays to an area other than a preset radiation area may be prevented.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 차폐 부재(160)는 가속관(120)의 원주면을 감싸도록 형성되는 메인 차폐 부재(161), 가속관(120)의 전면을 차폐하는 전면 차폐 부재(163) 및 가속관(120)의 후면을 차폐하는 후면 차폐 부재(162)를 포함할 수 있다.4 to 7, the shielding member 160 includes a main shielding member 161 formed to surround the circumferential surface of the accelerator tube 120 and a front shielding member 163 shielding the front surface of the accelerator tube 120. ) and a rear shielding member 162 for shielding the rear surface of the accelerator tube 120.

메인 차폐 부재(161)는 내부에 캐비티가 형성되어, 형성된 캐비티 내측에 전자총(110), 가속관(120) 및 타겟(130)이 수용될 수 있다. 이에 따라, 타겟(130)으로부터 방출되는 엑스레이가 가속관(120)의 방사 방향으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. A cavity is formed inside the main shielding member 161, and the electron gun 110, the accelerator tube 120, and the target 130 may be accommodated inside the formed cavity. Accordingly, leakage of X-rays emitted from the target 130 in the radial direction of the accelerator tube 120 may be prevented.

후면 차폐 부재(162)는 가속관(120)의 후방, 즉 전자총(110)의 후면에 배치되어 후면 방향으로의 엑스레이 누설을 차폐할 수 있다. 후면 차폐 부재(162)의 직경은 메인 차폐 부재(161)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 후면 차폐 부재(162)의 직경은 가속관(120)의 직경보다는 크게 형성될 수 있다. The rear shielding member 162 may be disposed at the rear of the accelerator tube 120, that is, at the rear of the electron gun 110 to shield X-ray leakage in the rear direction. The diameter of the rear shielding member 162 may be smaller than that of the main shielding member 161 . Also, the diameter of the rear shielding member 162 may be larger than that of the accelerator tube 120 .

도 5는 도 4의 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4 .

도 5를 참고하면, 전자총(110)은 가속관(120)의 후방 일단에 배치되고, 타겟(130)은 가속관(120)의 전방 일단에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the electron gun 110 may be disposed at one end of the rear of the accelerator tube 120, and the target 130 may be disposed at one end of the front of the accelerator tube 120.

후면 차폐 부재(162)는 가속관(120)을 기준으로 후면을 차폐하도록 배치되며, 전면 차폐 부재(163)는 가속관(120)을 기준으로 전면을 차폐하도록 배치될 수 있다. The rear shielding member 162 may be disposed to shield the rear of the accelerator tube 120 , and the front shielding member 163 may be disposed to shield the front of the accelerator tube 120 .

도 5를 참고하면, 후면 차폐 부재(162)에도 캐비티가 형성될 수 있으며, 캐비티 내부에 전자총(110)이 수용되도록 배치될 수 있다. Referring to FIG. 5 , a cavity may also be formed in the rear shielding member 162, and the electron gun 110 may be accommodated in the cavity.

도 5 및 도 6을 참고하면, 전면 차폐 부재(163)에는 홈이 형성될 수 있으며, 홈 내부에는 타겟(130)이 수용되도록 배치될 수 있다. 또한, 홈에는 타겟(130)으로부터 방출되는 엑스레이의 방향을 조정하는 콜리메이터(collimator)(170)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 타겟(130)으로부터 방출된 엑스레이가 가속관(120)의 전면 방향으로 조사될 수 있으며, 이외의 방향으로 방사되는 엑스레이는 차폐 부재(160)에 의해 차폐될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , a groove may be formed in the front shielding member 163, and a target 130 may be accommodated in the groove. In addition, a collimator 170 for adjusting the direction of X-rays emitted from the target 130 may be disposed in the groove. Accordingly, X-rays emitted from the target 130 may be irradiated toward the front of the accelerator tube 120 , and X-rays emitted in other directions may be shielded by the shielding member 160 .

도 6 및 도 7을 참고하면, 메인 차폐 부재(161)는 캐비티가 형성된 복수의 원판(161-1, 161-2, 161-3, 161-4, 161-5)이 나열되어 형성될 수 있다. 각각의 원판에 형성된 캐비티는 내부에 수용되는 전자총(110), 가속관(120), 타겟(130) 및 RF 윈도우(140)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 6 and 7, the main shielding member 161 may be formed by arranging a plurality of discs 161-1, 161-2, 161-3, 161-4, and 161-5 having cavities formed thereon. . The cavity formed in each disk may be formed to correspond to the shapes of the electron gun 110, the accelerator tube 120, the target 130, and the RF window 140 accommodated therein.

후면 차폐 부재(162)도 메인 차폐 부재(161)와 같이 복수의 원판이 나열되어 형성된 구조일 수 있다. Like the main shielding member 161, the rear shielding member 162 may also have a structure formed by arranging a plurality of discs.

위와 같이 본 개시의 일 실시예에 따라 형성된 차폐 부재(160)를 통한 엑스레이의 누설선량비는 0.0025‰ 이하일 수 있다. As described above, a leakage dose ratio of X-rays through the shielding member 160 formed according to an embodiment of the present disclosure may be 0.0025‰ or less.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the art to which the disclosure pertains without departing from the gist of the present disclosure claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.

1: 엑스레이 발생 장치 10: 가속기
20: 냉각기 30: 제어부
100: 가속 유닛 110: 전자총
120: 가속관 130: 타겟
140: RF 윈도우 150: 이온 펌프
160: 차폐 부재 161: 메인 차폐 부재
162: 후면 차폐 부재 163: 전면 차폐 부재
170: 콜리메이터 200: RF 유닛1: X-ray generator 10: accelerator
20: cooler 30: control unit
100: acceleration unit 110: electron gun
120: acceleration tube 130: target
140: RF window 150: ion pump
160: shielding member 161: main shielding member
162: rear shielding member 163: front shielding member
170: collimator 200: RF unit

Claims (10)

엑스레이 발생 장치에 있어서,
엑스레이를 발생시키기 위한 가속기;
상기 가속기를 냉각시키기 위한 냉각기; 및
상기 가속기 및 상기 냉각기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 가속기는,
전자빔을 발생시키는 전자총, 상기 전자총에서 발생된 전자빔을 가속시키기 위한 가속관 및 가속된 전자빔이 충돌되면 엑스레이를 발생시키는 타겟을 포함하는 가속 유닛;
상기 가속관으로 RF 펄스(Radiofrequency pulse)를 공급하여 상기 가속관 내부에 전기장을 형성하여 전자빔을 가속시키는 RF 유닛; 및
내부에 캐비티(cavity)가 형성된 원통형 구조를 가지며 상기 캐비티 내부에 상기 가속 유닛을 수용하는 차폐 부재;를 포함하는, 엑스레이 발생 장치.In the X-ray generator,
an accelerator for generating X-rays;
a cooler for cooling the accelerator; and
Including; a control unit for controlling the operation of the accelerator and the cooler,
the accelerator,
an accelerating unit including an electron gun generating an electron beam, an accelerating tube for accelerating the electron beam generated from the electron gun, and a target generating X-rays when the accelerated electron beam collides;
an RF unit supplying radiofrequency pulses to the accelerating tube to form an electric field inside the accelerating tube to accelerate the electron beam; and
and a shielding member having a cylindrical structure having a cavity formed therein and accommodating the accelerating unit inside the cavity. 제1항에 있어서,
상기 전자총은 상기 가속관의 후방 일단에 배치되고, 상기 타겟은 상기 가속관의 전방 일단에 배치되는, 엑스레이 발생 장치.According to claim 1,
The electron gun is disposed at a rear end of the accelerator tube, and the target is disposed at a front end of the accelerator tube. 제2항에 있어서,
상기 차폐 부재는,
상기 가속관의 원주면을 감싸도록 형성되는 메인 차폐 부재;
상기 가속관의 전면을 차폐하는 전면 차폐 부재; 및
상기 가속관의 후면을 차폐하는 후면 차폐 부재;를 포함하는, 엑스레이 발생 장치. According to claim 2,
The shielding member,
a main shield member formed to surround a circumferential surface of the accelerator tube;
a front shielding member for shielding the front of the accelerator tube; and
, X-ray generator comprising a; rear shielding member for shielding the rear surface of the accelerator tube. 제3항에 있어서,
상기 메인 차폐 부재는 캐비티가 형성된 복수의 원판이 나열되어 형성되는, 엑스레이 발생 장치.According to claim 3,
The main shielding member is formed by arranging a plurality of discs having cavities formed thereon. 제1항에 있어서,
상기 차폐 부재는 납(Pb) 소재를 포함하는, 엑스레이 발생 장치.According to claim 1,
The shielding member comprises a lead (Pb) material, X-ray generator. 제3항에 있어서,
상기 후면 차폐 부재의 직경은 상기 메인 차폐 부재의 직경보다 작은, 엑스레이 발생 장치.According to claim 3,
A diameter of the rear shielding member is smaller than a diameter of the main shielding member. 제6항에 있어서,
상기 후면 차폐 부재의 직경은 상기 가속관의 직경보다 큰, 엑스레이 발생 장치.According to claim 6,
The diameter of the rear shield member is larger than the diameter of the accelerator tube, X-ray generator. 제3항에 있어서,
상기 전면 차폐 부재에는 홈이 형성되며, 상기 홈에는 상기 타겟으로부터 방출되는 엑스레이의 방향을 조정하는 콜리메이터(collimator)가 배치되는, 엑스레이 발생 장치.According to claim 3,
A groove is formed in the front shielding member, and a collimator for adjusting a direction of an X-ray emitted from the target is disposed in the groove. 제1항에 있어서,
상기 엑스레이 발생 장치는 이동 가능한 형태로 형성되는, 엑스레이 발생 장치.According to claim 1,
The X-ray generator is formed in a movable form, the X-ray generator. 제1항에 있어서,
상기 차폐 부재를 통한 엑스레이의 누설선량비는 0.0025‰ 이하인, 엑스레이 발생 장치.According to claim 1,
X-ray generator, wherein the leakage dose ratio of X-rays through the shielding member is 0.0025‰ or less.
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