KR910010089B1 - Process and apparatus for measuring surface distribution of charged particle emitting radionuclides - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 따른 다섯 영역의 위치 측정실, 규약 다중전선 비례실, 선택적 흡수체와 또다른 다중 전선 비례실을 갖는 플래너 검출기에서 전극들의 배치와 전형적인 원료 물질 부분의 위치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the placement of electrodes and the location of a typical raw material portion in a planar detector having five zone position measuring chambers, a protocol multi-wire proportional chamber, an optional absorber and another multi-wire proportional chamber in accordance with the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 다섯 영역의 위치 측정실, 흡수체와 제2의 다섯 영역의 위치 측정실을 갖는 플래너 검출기에서 전극들의 배치와 전형적인 원료 물질 부분의 위치를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing the placement of electrodes and the location of a typical raw material portion in a planar detector having a five-position positioning chamber, an absorber and a second five-position positioning chamber in accordance with the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 다섯 영역의 위치 측정실, 규약 다중전선비례실, 광변환기를 갖는 섬광체로된 플래너 검출기에서 전극들의 배치와 전형적인 원료 물질 부분의 위치를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing the placement of electrodes and the location of a typical raw material portion in a planar detector of a scintillator with a five-position positioning chamber, a protocol multiple wire proportional chamber, and a photoconverter in accordance with the present invention.
제4도는 본 발명의 원리에 따라서 전형적인 방사경로, 검출기에 의해 수행된 측정과 방사원점좌표의 추정방법 및 산란 방사경로에 의한 오차 측정을 개략적으로 나타낸 실예.4 is a schematic illustration of typical radiation paths, measurements made by detectors and methods of estimating radiation origin coordinates and error measurements by scattered radiation paths in accordance with the principles of the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 방사원점좌표를 추정하는데 필요한 계산을 수행하는 신호처리회로의 블록선도.5 is a block diagram of a signal processing circuit for performing calculations necessary to estimate the radiation origin coordinates in accordance with the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 밀폐용기 내부에 독출회로 및 선택거부계수기를 포함하는 검출기의 장치를 나타낸 도면.6 is a view showing an apparatus of a detector including a readout circuit and a selection rejection coefficient inside a sealed container according to the present invention.
제7도는 본 발명에 따른 검출기와 신호처리회로를 결합하는 자료 수집장치의 주요 소자를 나타내는 블록선도.7 is a block diagram showing main elements of a data acquisition device incorporating a detector and a signal processing circuit according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 원료물질 2 : 밀폐창1: raw material 2: airtight window
3 : 퇴적영역 4,42 : 증폭영역3: deposition area 4,42: amplification area
5,43 : 전송영역 7,8,11,12,15,16,45,46 : 검출영역5,43:
9,61,63 : 흡수체 26,32,36,56 : 다중전선 비례그리드전극9,61,63:
62,64,77 : 섬광체 62A,64A,78 : 광변환기62,64,77: scintillator 62A, 64A, 78: photoconverter
81 : 검출기 87 : 독출회로81: detector 87: reading circuit
88 : 신호처리회로 89 : 일치 및 제어회로88: signal processing circuit 89: matching and control circuit
90 : 자료수집처리기 91A : 다중채널 계수기90: data collection processor 91A: multi-channel counter
본 발명은 일반적으로 어떤 물질의 표면 부위에서, 하전 입자를 방사하는 방사선 핵종의 공간 분포를 측정하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 표면으로부터의 하전 입자 방사를 정밀 측정하는 방법과, 비교적 넓은 표면 영역에 걸친 최소 노출 시간내의 하전 입자 방사 분포를 고해상도의 디지탈 화상으로 제공하는 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to a system for measuring the spatial distribution of radionuclides that emit charged particles at the surface portion of a substance, and more specifically, to a method for precisely measuring the emission of charged particles from a surface, and to a relatively broad A device for providing a charged particle emission distribution within a minimum exposure time over a surface area in a high resolution digital image.
어떤 물질의 표면 부위에서, 하전 입자를 방사하는 방사선 핵종의 세부 분포를 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 이들 방법중 몇몇은 1/4평방미터(㎡)에 달할 정도로 비교적 넓은 표면 영역을 취급한다. 이러한 방법의 일예로, 박층의 폴리아크릴 아미드 겔 내에서 p-32(즉, 인-32)라벨 화합물의 농도를 맵핑(mapping)하는 것이 있다. 과거에도, 이러한 측정 문제에 대하여 각종 접근 방법이 채택되었다.At the surface area of a substance, there are several ways to measure the detailed distribution of radionuclides that emit charged particles. Some of these methods deal with a relatively large surface area of up to 1/4 square meter (m 2). One example of such a method is mapping the concentration of p-32 (ie, phosphorus-32) label compounds in thin polyacrylamide gels. In the past, various approaches have been adopted for this measurement problem.
방사선 사진법은 넓은 영역에 대하여 동시적인 고해상도의 기록을 실행한다. 그런데, 사진 필름은 강한 베타 방사에 대해서는 비교적 감도가 약하고, 그 노출 범위도 제한되므로, 그 현상 및 판독을 위해서는 추가적인 처리 공정이 필요하고, 배경 기록시에는 화학적으로 필름을 흐리게하여 방사능의 근원을 기록하게 된다. 사진 필름의 감도를 향상시키기 위해서 강화스크린(intensifying screen)을 사용하기도 하지만, 이러한 강화 스크린은 공간 해상도를 열화시킨다.Radiographs perform simultaneous high resolution recording over large areas. However, the photographic film is relatively sensitive to strong beta radiation and its exposure range is limited, so further processing is required for its development and reading, and during background recording, the film is chemically blurred to record the source of radiation. Done. Intensifying screens are sometimes used to improve the sensitivity of photographic films, but such reinforcing screens degrade spatial resolution.
다른 접근 방법에서는, 예를들면, 가스 이온화 검출기나, 섬광기 또는 그밖의 고체소자 검출기와 같은 각종의 주사 검출기를 이용한다. 이들중 어떤 것은 1회에 한점밖에는 검출하지 못하지만, 동시에 한 라인 또는 소규모 영역을 기록할 수 있는 것도 있다. 그런데, 이러한 주사 검출기들은, 그들이 감지할 수 있는 영역보다 넓은 영역을 취급하기 위해서는 비교적 장시간을 필요로 한다.In another approach, for example, various scanning detectors such as gas ionization detectors, scintillators or other solid state detectors are used. Some of these can only detect one point at a time, but some can record only one line or small area. By the way, these scan detectors require a relatively long time to handle an area larger than the area they can detect.
또한, 여러 가지 유형의 주사 검출기를 복수개 사용하여 세그멘트형 검출기를 구성한 것도 있다. 전자의 주사 검출기나 후자의 세그멘트형 검출기는 양자 모두, 그들의 측정 분포내에 경계효과(boundary effect)와, 기계적 왜곡 및 아아티팩트(artifact)를 유발한다.In addition, a segment type detector may be configured by using a plurality of different types of scan detectors. Both the former scan detector and the latter segmented detector induce boundary effects, mechanical distortions and artifacts in their measurement distribution.
또다른 접근 방법에서는 광역 검출기를 이용한다. 그런데, 멀티 채널 플레이트와 같은 고해상도의 고체 디바이스는 대형 구성이 곤란하다는 것이 판명되었다. 가스 이온화 검출기를 포함하는 기존의 기술들은, 특히 강한 베타 방사에 대해서 고도의 공간 해상도를 제공하지 못한다.Another approach uses a wide range detector. By the way, it has proved that high-resolution solid-state devices, such as a multi-channel plate, are difficult in large sized structure. Existing techniques, including gas ionization detectors, do not provide high spatial resolution, especially for strong beta radiation.
따라서, 본 발명의 주목적은, 하전 입자를 방사하는 방사선 핵종의 표면분포를 직접 디지탈 측정함은 물론, 매우 미세한 거리로 분리되어 집중된 방사선 핵종의 스포트(spot)를 고도의 공간 정말도로 해상할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기위한 것이다.Accordingly, the main object of the present invention is to directly measure the surface distribution of radionuclides radiating charged particles, as well as to resolve the spots of radionuclides concentrated at very fine distances with high spatial accuracy. It is intended to provide a device and method.
본 발명의 제2의 목적은, 방사능이 방사된후 단시간 내에 넓은 표면 영역에걸친 방사선 핵종 분포를 고효율로 측정하기 위한 것이다.A second object of the present invention is to efficiently measure the radionuclide distribution over a large surface area within a short time after radiation is emitted.
본 발명의 제3의 목적은, p-32와 같이 강한 베타 방사를 갖는 방사선 핵종 분포를 넓은 영역에 걸쳐 고해상 측정하기 위한 것이다.A third object of the present invention is to measure radionuclide distribution with high beta radiation, such as p-32, at high resolution over a wide area.
본 발명의 제4의 목적은, 고농도 방사능의 존재하에서 저농도 방사능을 측정할 수 있도록, 넓은 동적 범위로 방사능을 정량 측정하기 위한 것이다.A fourth object of the present invention is to quantitatively measure radioactivity in a wide dynamic range so that low concentration radioactivity can be measured in the presence of high concentration radioactivity.
가스 내에서의 비례 증폭 이온화를 기초로한 각종의 방사능 검출기가 개발되어 있다. 이들의 대부분에서는, 강정전계의 배열로 말미암아 필연적으로 발생되는 1차 이온화에 의한 전자들이 하나 이상의 가는 전선 또는 전도성 파이버를 향하여 이동한다. 전선 또는 파이버 표면 부위의 강 정전계로 인하여 이 1차 전자들이 가스 전자와 강하게 충돌하게 되고, 제어된 애벌란시(avalanche)내에서 더 이상의 전자 발생이 정지된다. 결과적인 전하 신호는 전자 회로에 기록된다. 전자 신호의 진폭이 1차 이온화의 양과 비례하도록 동작 조건을 조절할 수 있다.Various radiation detectors based on proportional amplification ionization in gas have been developed. In most of these, electrons by primary ionization, which are inevitably generated due to the arrangement of the strong electric field, move toward one or more thin wires or conductive fibers. The strong electrostatic field at the wire or fiber surface area causes these primary electrons to collide strongly with the gas electrons and stop further generation of electrons in the controlled avalanche. The resulting charge signal is written to the electronic circuit. The operating conditions can be adjusted so that the amplitude of the electronic signal is proportional to the amount of primary ionization.
다중전선 비례그리드는, 가스내에서의 비례증폭을 기초로한 위치측정 이온화 검출기내의 감지소자의 일종이다. 그러한 그리드는, 균일한 간격의 가는 전선 또는 전도성 파이버로 이루어진 전극이다. 이러한 그리드가 적당한 가스혼합물과 강정전계내에 매립되어 위치측정실을 형성한다. 이 위치측정실내에서 이온화가 발생함에 따라 국소화된 1차전자군이 발생하고, 이들 각각은 비례 그리드의 전선으로 유인된다. 전자들이 각 전선의 표면에 근접함에 따라서, 이들은 국소 애벌란시를 발생하여 측정가능한 전하신호를 제공한다. 이들 신호가 발생하게 되는 전선을 확인하거나, 몇 개의 전선상의 신호의 위치 중심을 산출함으로써, 1차 이온화군의 중심위치가 그리드 표면의 1차원으로 측정된다. 다중전선비례 그리드에 인접한 병렬의 그리드는 정전결합을 통해 유도된 전하 신호를 제공한다. 2차원의 위치측정은 인접전극의 유도신호를 이용하여 얻을 수 있다.The multi-wire proportional grid is a kind of sensing element in a positioning ionization detector based on proportional amplification in gas. Such a grid is an electrode consisting of thinly spaced thin wires or conductive fibers. This grid is embedded in a suitable gas mixture and a strong electrostatic field to form a position measurement chamber. As ionization occurs in this localization chamber, a localized group of primary electrons is generated, each of which is attracted to the wires of the proportional grid. As the electrons approach the surface of each wire, they generate local avalanche, providing a measurable charge signal. By confirming the wires from which these signals are generated or by calculating the position centers of the signals on several wires, the center position of the primary ionization group is measured in one dimension of the grid surface. Parallel grids adjacent to the multiwire proportional grid provide charge signals induced through electrostatic coupling. Two-dimensional position measurement can be obtained by using an induced signal of an adjacent electrode.
가스 내에서의 비례증폭을 기초로한 위치측정 이온화 검출기는, 각각 다중전선 비례그라드를 포함하는 하나이상의 위치 측정실로 이루어진 가스용기로 구성된다. 이러한 종류의 검출기에 대해 적합한 구조, 구성물질, 가스 혼합물, 독촉방법 및 동작조건은 종래 기술에 공지되어 있다. 이들은 미합중국 특허 제3,772,521호 및 제3,786,270호와, 다음과 같은 논문에 개시되어 있다.Positioning ionization detectors based on proportional amplification in a gas consist of a gas container consisting of one or more position measuring chambers each comprising a multi-wire proportional grading. Suitable structures, components, gas mixtures, dunning methods and operating conditions for these types of detectors are known in the art. These are disclosed in US Pat. Nos. 3,772,521 and 3,786,270 and the following papers.
(1) G.Charpak, R.Bouclier, T.Bressani, J.Favier 및 C.Zupanci 공저, ″하전 입자의 선택 및 국소화를 위한 다중전선비례계수기의 이용″, 핵계기 및 방법 62:262-268(1968).(1) co-authored by G. Charpak, R. Bouclier, T. Bressani, J. Favier and C. Zupanci, ″ Use of a multi-wire proportional counter for the selection and localization of charged particles ″, nuclear instruments and methods 62: 262-268 (1968).
(2) G.Charpak, P.Bouclier, T.Bressani, J.Faver 및 C.Zupanci 공저, ″비례다중전실용 독출장치″, 핵계기 및 방법 65:217-220(1986년).(2) Co-authored by G. Charpak, P. Bouclier, T. Bressani, J. Faver and C. Zupanci, ″ Proportional Multichamber Reading Device ″, Nuclear Instruments and Methods 65: 217-220 (1986).
(3) G.Charpak, D.Rahm 및 H.Steiner 공저, ″다중전선 비례실의 동작에 대한 개발″, 핵계기 및 방법 80:13-34(1970년).(3) Co-authored by G. Charpak, D. Rahm and H. Steiner, ″ Development of the Operation of Multiple Wire Proportional Chambers ″, Nuclear Instruments and Methods 80: 13-34 (1970).
가스 내에서의 비례증폭을 기초로 하는 위치측정 이온화 검출기는 방사선핵종의 베타방사에 대한 검도가 대단히 높다. 적당한 독출회로를 이용하여, 그 감지체적내에 혼입되는 모든 베타방사를 계수할 수 있다. 이러한 검출기는, 저도의 에너지 방사를 제외하고는 공간해상도가 불량하다. 그 이유는, 베타에너지가 가스를 통과하여 장거리를 횡단함으로써, 그 경로를 따르는 이온화의 확장트랙을 남기기 때문이다. 플래너 다중전선비례실은, 그리드의 법선에 대한 광각의 방사 경로를 측정하는 경우에, 시차에 상당한 오차가 발생한다.Positioning ionization detectors based on proportional amplification in gases have very high levels of beta radiation for radionuclides. With appropriate readout circuits, all beta radiation incorporated into the sensing volume can be counted. Such detectors have poor spatial resolution except low energy radiation. This is because the beta energy passes through the gas and crosses the long distance, leaving an extended track of ionization along the path. Planar multi-wire proportional chambers produce significant errors in parallax when measuring the wide-angle radiation path with respect to the normal of the grid.
이러한 문제점의 측면에서, 다단계 애벌란시실을 구성한바 있다. 이것은, 다중전선비례그리드에 평행하는 부가의 전극에 의해 한정된 매우 강한 정전계를 갖는 가스용량을 다중전선비례실에 첨가한 것이다. 강 전전계가 위치한 체적전체에서 이온화의 애벌란시 체배가 발생하고, 증폭된 이온화가 그리드 또는 메쉬(mesh) 전극을 통해 다중 전선비례그리드로 드리프트하여 이 다중전선 비례그리드에서 이온화가 검출되도록 한다. 즉, 다중전선 비례실이 다중 전선 비례그리드의 반대측 부위의 강정전계 용량내에서 발생한 이온화를 1차적으로 감지하도록 한다. 원료 표면이 강정전계 용량이 외부전극과 당접한 검출기 가스에 노출되는 경우에, 그 검출기는 주로 원료 표면에 인접한 박층이 가스내에서 발생하는 이온화를 감지하게 된다. 이로 인하여 시차오차가 경감된다.In view of this problem, a multilevel avalanche yarn has been constructed. This is a gas capacity having a very strong electrostatic field defined by additional electrodes parallel to the multi-wire proportional grid to the multi-wire proportional chamber. An avalanche multiplication of ionization occurs in the entire volume where the strong electric field is located, and the amplified ionization drifts into a multi-wire proportional grid via a grid or mesh electrode so that ionization is detected in this multi-wire proportional grid. That is, the multi-wire proportional chamber primarily detects the ionization generated in the strong static field capacity of the opposite side of the multi-wire proportional grid. When the raw material surface is exposed to a detector gas whose strong capacitance is in contact with an external electrode, the detector detects ionization mainly occurring in the gas with a thin layer adjacent to the raw material surface. This reduces the parallax error.
다단계 애벌란시실에 대한, 적합한 구조, 구성물질, 가스혼합물, 독출방법 및 동작조건은 다음의 논문에 개시되어 있다.Suitable structures, components, gas mixtures, reading methods and operating conditions for multistage avalanche chambers are described in the following paper.
(4) G.Petersen, G.Charpak, G. Melchart 및 F.Sauli 공저, ″방사선 크로마토그래피 영상화의 검출기인 다단계 애벌란시실″핵계기 및 방법 176:239-244(1980년).(4) co-authored by G. Petersen, G. Charpak, G. Melchart and F. Sauli, ″ Multistage Avalanche's Nuclear Instrument and Method for Detectors of Radiation Chromatography Imaging 176: 239-244 (1980).
개발이 진행됨에 따라서, 다단계 애벌란시실은 베타방사의 분포를 기록하는데 중요한 한계에 직면하였다. 즉, 이러한 다단계 애벌란시실은 방사원점으로부터 멀리 떨어진 감지가스층의 이온화까지도 검출한 가능성이 있기 때문에, 보다 강한 베타 방사에 대해 해상도가 열화된다. 이 다단계 애벌란시실은 정밀제어된 전계 강도로 동작해야하며, 따라서 원료물질의 표면에 당접 또는 근접함으로써 결과된 정전계 왜곡에 민감하게 된다. 이 다단계 애벌란시실은 극소수의 1차 전자의 큰 변화에 응동하기 때문에, 광범위한 진폭의 신호를 발생한다. 또한, 이러한 다단계 애벌란시실은, 검출기 가스내로 전위적 오염원료 물질의 도입을 필요로 하는 한편, 안정한 동작을 위해서 고순도의 검출기 가스를 필요로 한다.As development progressed, multistage avalancils faced significant limitations in recording the distribution of beta radiation. That is, since the multi-stage avalanche chamber may detect even ionization of the sensing gas layer far from the radiation source, resolution is degraded for stronger beta radiation. This multistage avalanche chamber must operate at precisely controlled electric field strength, and thus be sensitive to the resulting electrostatic field distortion by contacting or approaching the surface of the raw material. This multistage avalanche yarn responds to large changes in very few primary electrons and thus generates signals of a wide range of amplitudes. In addition, such multistage avalanche chambers require the introduction of a potential contaminant material into the detector gas, while requiring a high purity detector gas for stable operation.
강한 하전입자방사의 원점측정시에 중요한 것은 방사의 확장경로이다. 본 발명의 측정방법은, (1) 하전입자의 방사경로에 따라 이온화를 검출하고, (2) 원료물질 표면의 실제영역으로부터 방사에 응동할 수 있는 검출기를 사용하며, (3) 방사경로를 따라 적어도 두위치에서의 이온화중심좌표를 측정하는 분리형 검출기 소자를 구성하고, (4) 그 측정 위치들을 통과하는 직선을 이용하여 경로방향을 추정하며, (5) 그 경로의 방향을 이용하여 (a) 방사원점이 원료물질 표면의 돌출위치에 최접근하도록 위치 측정을 조절하거나, (b) 경로 각을 갖는 방사에대한 방사 기록을 허용범위내로 제한하거나, 또는 (c) 좌표조절과 허용기준을 모두 제공하는 것이다. 방향측정은 원료물질 표면의 법선에 대한 투사각으로 이루어진다. 이러한 방향측정, 좌표조절 및 허용 기준은 원료물질 표면의 법선에 대한 투사각으로 이루어진다. 이러한 방향측정, 좌표조절 및 허용 기준은 원료물질 표면의 하나 또는 두 좌표에 적용할 수 있다.An important point in the origin measurement of strong charged particle radiation is the expansion path of radiation. The measuring method of the present invention uses a detector capable of detecting (1) ionization according to the radiation path of charged particles, (2) reacting radiation from the actual area of the surface of the raw material material, and (3) Construct a separate detector element for measuring the center of ionization at least at two positions, (4) estimate the path direction using a straight line passing through the measurement positions, and (5) use the direction of the path (a) Adjust the position measurement so that the radiation origin is closest to the protruding position of the surface of the raw material, (b) limit the emission record for radiation with path angles within acceptable limits, or (c) provide both coordinate control and acceptance criteria. will be. Orientation is made with the angle of projection of the normal to the surface of the raw material. These directional measurements, coordinate adjustments, and acceptance criteria consist of a projection angle to the normal of the surface of the raw material. These directional measurements, coordinate adjustments and acceptance criteria can be applied to one or two coordinates of the raw material surface.
본 발명의 장치는, 원료물질의 표면에 근접한 위치에서, 하전입자를 방사하는 방사선 핵종의 분포가 얻어지도록 구성한 방사능 영상화 장치이다. 다중비례실 가스이온화 검출기를 근거로 한다. 이 검출기는 계수모드, 이온화 신호 기록모드, 방사 경로를 따르는 적어도 두 위치에서의 이온화 중심을 기록된 이온화 신호로 부터 산출하는 모드 및 이들의 측정으로부터 각 방사의 원점에서의 좌표를 추정하는 모드로 동작한다. 대부분 플래너 원료 표면으로 용이하게 구성하였으나, 간단한 만곡형 원료표면에 대해서도 이러한 검출기가 구성될 수 있다. 이러한 장치는 특히 강한 베타방상에 유용하며, 저압, 저밀도의 가스 구성물질로 구성되더라도, 그밖의 입자방사 및 저도의 에너지방사에 대해 사용될 수 있다.The apparatus of the present invention is a radioactive imaging apparatus configured to obtain a distribution of radionuclides that emit charged particles at a position proximate to a surface of a raw material. Based on multiple proportional chamber gas ionization detectors. The detector operates in counting mode, ionization signal recording mode, in which the ionization center at at least two positions along the radiation path is calculated from the recorded ionization signal, and in the mode of estimating the coordinates at the origin of each radiation from their measurements. do. Most of them are easily constructed with planar raw material surfaces, but such detectors can also be configured for simple curved raw material surfaces. Such devices are particularly useful on strong beta releases and can be used for other particle and low energy radiations, even if composed of low pressure, low density gas constituents.
본 발명에 의해 구성된 장치의 데이터 입수 서브시스템은 원료물질의 표면 부위에서의 방사선 핵종 분포를 많은 하전 입자 방사 원점 좌표로부터 얻는다. 이것은, 원료 표면에 대응하는 측정영역의 공간 소자내에서 이 영역소자의 경계내에 포함된 방사의 추정좌표를 계수함으로써 이루어진다. 이 계수는, 예를들어 디지털 처리 시스템 제어를 실행할 수 있는 메모리 어레이 또는 멀티채널 디지탈계수기를 이용하여 수행한다. 각 채녈 또는 메모리 위치는 원료 물질의 영역소자와 관련된다. 각 방사의 추정 원점좌표가 특정의 영역 소자에 대응하는 경우에는, 방사각이 허용범위 내에 있고 방사에너지가 허용범위내에 있는 조건하에서, 해당 메모리 위치 또는 디지탈 채널의 계수치가 증가한다. 충분한 수의 방사를 기록한후에, 원료 표면 영역소자의 계수치는 각각의 방사사선 핵종 농도를 나타낸다.The data acquisition subsystem of the device constructed by the present invention obtains the radionuclide distribution at the surface portion of the raw material from many charged particle radiation origin coordinates. This is done by counting the estimated coordinates of the radiation contained within the boundary of this region element in the spatial element of the measurement region corresponding to the raw material surface. This count is performed using, for example, a memory array or a multichannel digital counter capable of performing digital processing system control. Each channel or memory location is associated with an area element of the raw material. When the estimated origin coordinate of each radiation corresponds to a specific area element, under the condition that the radiation angle is within the allowable range and the radiation energy is within the allowable range, the count value of the corresponding memory location or digital channel is increased. After recording a sufficient number of emissions, the count value of the raw material surface area element represents the respective radiation nuclide concentration.
본 장치의 검출기의 위치측정실은 절연 및 차폐작용을 하는 가스 밀폐용기내에 포함되어 있다. 그 일면상에 검출기용기는 이 용기의 외측에 위치한 원료물질과 근접 또는 당접하는 극히 얇은 외벽, 또는 창을 갖는다. 이 창의 기능은, 방사가 최소로 흡수 및 산란되면서 원료 물질로부터 검파기로 횡단하도록, 검파기를 외부조건으로부터 절연시키는 것이다. 이 창은 전기전도 층을 포함함과 동시에 저밀도 및 저원자번호를 가지는 물질로 구성되어야 한다.The position measuring chamber of the detector of the device is contained in a gastight container which insulates and shields. On one side thereof the detector vessel has an ultra-thin outer wall, or window, which is in close proximity to or abuts the raw material located outside of the vessel. The function of this window is to insulate the detector from external conditions so that radiation is traversed from the raw material to the detector with minimal absorption and scattering. This window shall consist of a material having a low density and low atomic number while containing an electrically conductive layer.
검출기내의 위치측정실은 가스혼합물로 채워지고, 하전입자를 방사하는 원료물질의 표면에 평행한 전극에 의해 경계된 2이상의 비교적 얇은 영역으로 구성된다. 원료 표면이 평면인 경우에, 전극도 역시 평면이다. 영역간에 배치된 전극은 평행그리드, 교차그리드, 또는 메쉬로서 배열된 전선 또는 전도성 파이버로 이루어진다. 이러한 전극은 정전계의 등전위면을 한정하기는하나, 이 정전계 영향하에 전자가 한 영역에서 다른 영역으로 이동하도록한다. 전자는 전극 표면의 법선방향으로 이동한다. 위치측정실의 외부전극은 동일한 방식으로 이루어지나, 필름, 박편, 라미네이트 또는 고체 물질로 제조되기도 한다. 이들은 정전계의 등전위면을 한정하기는 하나, 전자의 전달을 행하게할 필요는 없다. 전극소자는, 그외부전극표면이 인쇄, 증착, 플레이트, 부식 또는 기계화되어 형성된다.The position measuring chamber in the detector consists of two or more relatively thin regions filled with a gas mixture and bounded by electrodes parallel to the surface of the raw material emitting the charged particles. If the raw material surface is planar, the electrode is also planar. The electrodes disposed between the regions consist of wires or conductive fibers arranged as parallel grids, cross grids, or meshes. These electrodes define the equipotential surface of the electrostatic field, but under the influence of the electrostatic field, electrons move from one area to another. The electrons move in the normal direction of the electrode surface. The external electrodes of the positioning chamber are made in the same way, but may also be made of film, flakes, laminate or solid material. They limit the equipotential surface of the electrostatic field, but do not need to allow electrons to be transferred. The electrode element is formed by printing, vapor deposition, plate, corrosion, or mechanization of the outer electrode surface.
검출기내의 위치측정실은 적어도 하나의 검출영역을 포함한다. 위치측정실로서는, 다중전선비례그리드에 의해 분리되고 외부전극에 의해 구획된 2개의 검출영역으로 이루어지는 종래의 다중전선비례실을 사용할 수 있다. 검출 영역의 역할은 방사경로의 세그멘트들을 따라 퇴적된 소규모 이온화군의 위치 중심을 측정하는 것이다. 이러한 측정은 검출영역으로 구획된 전극의 전도성 소자로부터의 하전입자를 전자처리함으로써 실행된다. 이 처리는, 직접적으로 또는 중간단계를 거쳐서, 각 전극소자상의 신호의 위치 중심을 산출한다. 이들의 정량은 전극표면과 평행한 이온화군의 전하중심 좌표에 비례한다. 이러한 측정의 3차원 측정은 영역의 중앙 표면위치 또는 이온화가 수집되는 영역에 의해 제공된다.The positioning chamber in the detector includes at least one detection area. As the position measuring chamber, a conventional multi-wire proportional chamber comprising two detection regions separated by a multi-wire proportional grid and partitioned by external electrodes can be used. The role of the detection zone is to measure the center of position of the small ionization group deposited along the segments of the radiation path. This measurement is performed by electroprocessing the charged particles from the conductive element of the electrode partitioned into the detection zones. This process calculates the position center of the signal on each electrode element, either directly or through an intermediate step. Their quantitation is proportional to the charge center coordinates of the ionization group parallel to the electrode surface. Three-dimensional measurements of these measurements are provided by the central surface location of the area or by the area where ionization is collected.
본 장치내의 위치측정실의 검출 영역을 구획하는 하나의 전극은 다중전선 비례그리드이다. 위치 측정실내의 다른 전극은, 전자가 이 그리드를 향하여 유인되도록 보다 음전위상태에 있게 된다. 다중전선 비례그리드에서는, 가는 전선 또는 전도성파이버에 인접한 강전전계에서 이온화전자의 증폭이 발생한다. 전하신호는 다중전선 비례그리드의 소자에서 관찰된다. 다중전선 비례그리드에 인접한 적어도 하나의 다른 전극은 이 다중전선 비례그리드 또는 이 다중전선 비례그리드와 인접한 또 다른 전극의 전도성 소자와 소정의 각도로 배향된 평행그리드이다. 이들의 용량 결합으로 인해 유도된 전하 신호가 상기 인접그리드의 소자상에서 관찰된다. 검출영역을 구획하는 2개의 그리드 또는 그리드형 전극의 소자상의 신호는 독출회로에 의해 처리되어 1차 이온화군의 위치중심이 2차원으로 측정되도록 한다.One electrode partitioning the detection area of the position measuring room in the apparatus is a multi-wire proportional grid. The other electrode in the position measurement chamber is in a more negative potential so that electrons are attracted towards this grid. In a multi-wire proportional grid, amplification of ionized electrons occurs in a strong electric field adjacent to a thin wire or a conductive fiber. Charge signals are observed in devices of multi-wire proportional grids. At least one other electrode adjacent to the multi-wire proportional grid is a parallel grid oriented at an angle with the conductive element of this multi-wire proportional grid or another electrode adjacent to the multi-wire proportional grid. Charge signals induced due to their capacitive coupling are observed on the elements of the adjacent grid. The signals on the elements of the two grid or grid-shaped electrodes partitioning the detection area are processed by the readout circuit so that the position center of the primary ionization group is measured in two dimensions.
공간 해상도를 최대화하기 위해서, 본 장치는 방사경로를 따라 방사 원점에 가능한한 인접하는 제1위치를 측정하도록 설계하였다. 제1위치를 측정하는 위치측정실 복수 영역으로 구성되며 퇴적영역, 증폭영역, 전송영역 및 2개의 검파영역순서로 5개의 영역까지 포함할 수 있다.In order to maximize spatial resolution, the device is designed to measure the first position as near as possible to the radiation origin along the radiation path. Position measuring room for measuring the first position is composed of a plurality of areas and may include up to five areas in the order of deposition area, amplification area, transmission area and two detection areas.
위치측정실의 증폭 영역에는, 이것을 통해 전자가 이동함에 따라서 전자가 가스원자와 강하게 충돌하여 가스분자로부터 더 이상의 전자발생이 중지되도록 하는 충분히 강한 정전계가 있다. 이것은 다중전선 비례그리드에 발생하는 증폭과 동일한 방식이다. 그러나, 이 증폭 영역에서는, 전극표면의 근방에서만 상이한 방식이 채용되는 것이 아니고 가스체적 전체에서 채용된다. 가스혼합물 및 위치측정실 구성에 따라서는, 증폭 영역을 완전히 횡단하는 1차 이온화전자에 대하여 대략 10,000까지의 안정된 증폭계수를 얻을 수 있다. 1차 전자에 대한 증폭은, 그것이 횡단하는 증폭영역의 두께에 따라 지수함수적으로 변화한다.In the amplification region of the position measuring chamber, there is a sufficiently strong electrostatic field that causes the electrons to collide strongly with the gas atoms as they move through them, so that further electron generation stops from the gas molecules. This is the same amplification that occurs in a multiwire proportional grid. However, in this amplification region, a different method is not employed only in the vicinity of the electrode surface, but is employed in the entire gas volume. Depending on the gas mixture and the positioning chamber configuration, stable amplification coefficients of up to approximately 10,000 can be obtained for the primary ionized electrons completely crossing the amplification region. Amplification for the primary electrons varies exponentially with the thickness of the amplification region it traverses.
증폭영역의 주요기능은 당해 증폭영역의 일측에서 시작된 이온화를 위치 측정실내의 다른 영역에서의 이온화와 분리하는 것이다. 음전위측에서 들어오는 전하는 충분히 증폭되지만, 이 영역을 약간 벗어난 곳에서 들어오는 전하는 충분히 증폭되지 않는다. 증폭영역의 양전위 측의 검파영역은 증폭된 이온화전자에 거의 완전히 응동한다. 증폭영역의 음전위측에는, 퇴적영역이 부가되어서 가스두께를 한정하게 되고, 이 가스두께내에서 증폭영역을 가지는 위치측정실은 1차 이온화에 응동하게 된다.The main function of the amplification zone is to separate the ionization initiated on one side of the amplification zone from the ionization in the other zones in the position measurement chamber. Charges coming from the negative potential side are sufficiently amplified, but charges coming slightly outside this area are not amplified sufficiently. The detection region on the positive potential side of the amplification region almost completely copes with the amplified ionized electrons. On the negative potential side of the amplification region, a deposition region is added to limit the gas thickness, and the position measuring chamber having the amplification region within this gas thickness copes with the first ionization.
퇴적영역의 주요기능은 작고, 제어된 두께의 가스층을 구성하여, 그 가스층내에서 1차 이온화를 퇴적시킴으로써 경로의 한 위치를 측정하도록 한다. 이 영역은 경로를 따르는 수소의 1차 이온화전자의 평균치를 함유할 수 있도록 충분히 두껍다. 제어된 이온화샘플을 제공하고 검출기창을 분해하여 정전기적으로 절연시킴으로써, 퇴적영역은 검파기의 신호증폭과 공간해상도를 안정하게 한다. 퇴적영역의 유용한 최소두께는 검출기가스의 이온화정전기에 의해 결정된다. 0.3MeV의 베타방사 및 대기압의 일반기체에 대하여는 대략 1mm정도이다. 더 두꺼운 것은 바람직하지 않으며, 이것은 공간해상도를 감소시키기 때문이다. 중간 전계에 의해서 그리스 또는 메쉬 전극을 통한 퇴적 영역으로부터 증폭영역으로의 이온화가 스위프된다.The primary function of the deposition zone is to construct a small, controlled thickness gas layer to deposit a primary ionization within the gas layer to measure a location in the path. This region is thick enough to contain an average of primary ionized electrons of hydrogen along the pathway. By providing controlled ionization samples and dissolving the detector window electrostatically, the deposition zone stabilizes the signal amplification and spatial resolution of the detector. The useful minimum thickness of the deposition zone is determined by the ionization capacitance of the detector gas. It is about 1mm for 0.3MeV beta emission and atmospheric gas. Thicker ones are undesirable, because they reduce the spatial resolution. Ionization from the deposition region through the grease or mesh electrode to the amplification region is swept by the intermediate electric field.
전송영역은 증폭영역과 최근접 검출영역간의 두께가 가변적인 임의의 간극이다. 퇴적영역에서의 것과 비교되는 중간 정전계는 전송영역을 통한 검출 영역으로의 이온화를 스위프한다. 전송영역은 애벌란시영역을 검출영역으로부터 정전기적으로 절연하고 포유 2차 증폭의 방지기로서의 기능을 한다. 증폭영역정전게에 대한 전송영역정전계의 비에 의해 제어함에 따라, 증폭영역으로부터의 이온화분획만이 전송영역으로 들어간다. 증폭영역을 향하여 이동하는 검출영역으로부터의 양이온의 흐름은 검출영역정전계에 대한 전송영역정전계의 비에 의해서 제어된다.The transmission area is any gap in which the thickness between the amplification area and the nearest detection area is variable. The intermediate electrostatic field compared to that in the deposition zone sweeps ionization through the transmission zone into the detection zone. The transmission region electrostatically isolates the avalanche region from the detection region and functions as a preventer of mammalian secondary amplification. By controlling the ratio of the transmission area electrostatic field to the amplification area electrostatic charge, only the ionization fraction from the amplification area enters the transmission area. The flow of cations from the detection zone moving toward the amplification zone is controlled by the ratio of the transmission zone electrostatic field to the detection zone electrostatic field.
검출기의 제2위치측정실은 다중전선비례그리드에 의해 분리된 2개의 검출영역을 가지는 종래의 다중전선 비례실로 할 수 있다. 이것은 또한 제1측정실과 유사한 부가의 전극 및 영역을 포함할 수 있다. 검출기의 제2측정실의 기능은 방사경로상의 제2위치의 좌표를 측정하는 것이다. 이 정보에 의해서, 장치는 검출기 표면에 평행한 2차원중 하나 또는 둘 모두에게 검출기표면의 법선에 대하여 경로의 투사각을 산출할 수 있다. 제1측정실로부터 얻어진 좌표는 원료물질의 표면에 추정직선경로를 투사하는 간단한 식에 의해 조절되어 방사원점의 좌표를 추정한다. 이 산출작업은 아날로그 또는 디지탈 전자회로에 의해서 실제적용에 충반할 정도의 빠른 속도로 용이하게 행할 수 있다. 검출기에 부가의 측정실을 첨가하여 경로의 따르는 많은 위치를 검출할 수 있다. 그러나, 대부분의 경우에 있어서는, 공간해상도를 충분히 개선하지도 못하고 복잡성만 가중되게 한다.The second position measuring chamber of the detector may be a conventional multi-wire proportional chamber having two detection areas separated by a multi-wire proportional grid. It may also include additional electrodes and regions similar to the first measurement chamber. The function of the second measurement chamber of the detector is to measure the coordinates of the second position on the radiation path. With this information, the device can calculate the projection angle of the path with respect to the normal of the detector surface to one or both of the two dimensions parallel to the detector surface. The coordinates obtained from the first measurement chamber are adjusted by a simple equation that projects the estimated linear path on the surface of the raw material to estimate the coordinates of the radiation origin. This calculation can be easily performed at a high speed that is sufficient for practical application by analog or digital electronic circuits. Additional measuring chambers can be added to the detector to detect many locations along the path. In most cases, however, they do not sufficiently improve the spatial resolution and only add complexity.
상술한 검출기의 공간해상도는 검출기내의 방사산란에 의해서 강하게 영향을 받는다. 하전입자가 측정실가스와 전극물질을 통과함에 따라서, 이 경로는 공지된 물리적원리에 따라 일반적 방식으로 편향된다. 이 산란은 방사좌표와 각도의 추정에 있어서의 현저한 오차에 의해 발생할 수 있다.The spatial resolution of the detector described above is strongly influenced by radiation scattering in the detector. As the charged particles pass through the chamber gas and the electrode material, this path is deflected in a general manner according to known physical principles. This scattering can be caused by significant errors in the estimation of the radial coordinates and angles.
공간해상도에 대한 산란효과는 원료 표면상에 법선과 이루는 방사각이 크고 방사에너지가 작을 때 급속히 증가한다. 방사선핵종으로부터의 하전입자방사에너지는 0에서부터 최대에너지에 이르는 범위에 걸쳐서 용이하게 이해할 수 있는 방식으로 분포된다. 이러한 분포로 인해 모든 방사선 핵종으로부터의 방사중 어떠한 것은 낮은 에너지를 가진다. 이들 인자는 큰 방사각 및 작은 방사에너지에서의 방사를 제거하는, 즉 계수를 생략할 수 있다는 장점을 제공한다.The scattering effect on the spatial resolution increases rapidly when the radiation angle with the normal on the raw material surface is large and the radiation energy is small. The charged particle radiation energy from radionuclides is distributed in an easily understandable manner over a range from zero to maximum energy. This distribution causes some of the radiation from all radionuclides to have low energy. These factors provide the advantage of eliminating radiation at large radiation angles and small radiation energies, ie omitting the coefficients.
본 발명의 방법 및 장치에 의해 제공되는 경로가 경로각 정보는 광각의 방사를 제거하는데에 이용할 수 있다. 허용각도 범위가 한정됨에 따라 공간해상도는 저렴한 가격으로 개선할 수 있다. 검출기의 동작은 물리법칙을 이용하여 예측할 수 있으며 특정용도에 대한 각도허용 기준을 최적화하는 것도 가능하다.Path angle information provided by the methods and apparatus of the present invention may be used to eliminate radiation at wide angles. As the allowable angle range is limited, the spatial resolution can be improved at a low price. The operation of the detector can be predicted using the laws of physics and it is also possible to optimize the angle tolerance criteria for specific applications.
방사경로에서의 1차이온화량은 실제로 이용되는 대부분의 방사에너지영역에서 별로 변화하지 않으므로 검출기로부터의 신호진폭은 에너지정보로서 이용할 수 없다. 그러나, 검출기는 흡수재로된 플레이트를 사용하므로써 특정방사선핵종의 방사에너지분포에도 이용할 수 있다. 상기 흡수재는 에너지용의 X-레이 유형의 빛을 발행하지 않도록 원자번호가 낮은 것을 사용해야 한다. 또, 흡수재는 상이한 재료층으로 구성하여 형광의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 특정한 역치에너지이하로 방출된 하전입자는 흡수재를 통과할 수 없고, 따라서 흡수플레이트 다음에 위치한 측정실내에서는 검출되지 않는다.Since the primary ionization amount in the radiation path does not change much in most of the radiation energy areas actually used, the signal amplitude from the detector cannot be used as energy information. However, the detector can also be used for the radiation energy distribution of specific radionuclides by using plates made of absorbers. The absorbent material should be one having a low atomic number so as not to emit X-ray type light for energy. In addition, the absorber may be composed of different material layers to further reduce the generation of fluorescence. Charged particles released below a certain threshold energy cannot pass through the absorber and are therefore not detected in the measurement chamber located after the absorbent plate.
흡수재를 사용할 경우에는, 방사능이 통과하게 되는 흡수재내에서 상당한 산란이 발생한다. 이 때문에, 흡수재의 전방이나 될수록 그것에 근접한 경로상에서 제2점을 측정할 필요가 있다. 이 측정 방법으로서는, (1) 흡수재전방의 좌표를 측정해서 해당흡수재의 후방에 위치한 제3측정실에 도입하여 단순히 흡수재상의 방사경로의 유무를 기록하는 방법이나, (2) 흡수판의 바로뒤에 퇴적영역을 가지는 제1측정실과 동일한 형상의 제2측정실을 성형하는 방법을 이용할 수 있다.In the case of using an absorbent material, considerable scattering occurs in the absorbent material through which radioactivity passes. For this reason, it is necessary to measure a 2nd point on the path | route which is closer to the front of an absorbent material. As the measuring method, (1) a method of measuring the coordinates of the front of the absorbent material and introducing it into a third measuring chamber located behind the absorbent material and simply recording the presence or absence of the radiation path on the absorbent material, or (2) the deposition area immediately after the absorber plate. It is possible to use a method of molding a second measuring chamber having the same shape as the first measuring chamber having.
또다른 에너지 선별 방법으로서는, 제2위치 측정실의 다음 위치에서 원료방사선 핵종에 의해 발생한 모든 에너지 범위의 방사물을 완전히 흡수할 수 있는 조성 및 두께로된 섬광판을 설치하는 방법이 있다. 이 섬광판은 입사 광량에 비례하는 진폭을 가진 전기신호를 제공하는 광변화기로 대체할 수 있다. 방사물의 에너지는 광변환기신호의 진폭으로부터 측정할 수 있다. 그리하여, 역치에너지 이하의 에너지를 가진 방출물은 차단된다.Another energy sorting method is a method of installing a flash plate having a composition and thickness capable of completely absorbing the radiation in all energy ranges generated by the source radiation nuclide at the next location of the second position measuring chamber. This scintillation plate can be replaced by a light changer that provides an electrical signal with an amplitude proportional to the amount of incident light. The energy of the emission can be measured from the amplitude of the photoconverter signal. Thus, emissions with energy below the threshold energy are blocked.
방사선핵종농도가 엷은 경우, 우수광선 및 기타 천연방사선을 측정된 방사선 핵종분포에 중요한 배경이 된다. 이들 배경사상중 어떤 것, 예를들면 우주광선 뮤온(muon)에 의해 야기된 배경사상은 에너지베타방사물의 검출기 응답과 식별할 수 없는 검출기 응답을 발생한다. 경우에 따라서는 이러한 배경을 억제하는 것이 바람직하다.At low radionuclide concentrations, storm and other natural radiation are important backgrounds for the measured radionuclide distribution. Some of these background thoughts, for example background thoughts caused by the cosmic rays muon, generate a detector response and an indistinguishable detector response of the energy beta radiator. In some cases, it is desirable to suppress such a background.
배경계수는 임의의 흡수판에 이어서 원료물질로부터의 방사가 이것을 투과하지 못할정도로 두꺼운 하나이상의 부가의 다중전선 비례계수기 또는 섬광계수기를 (1) 검출기의 주요부분으로부터 원료물질의 반대쪽에, 또는 (2) 검출기의 주요부분과 같은쪽에, 또는 (3) 상기 약위치에 설치하므로써 억제할 수 있다. 이러한 방지계수기는 위치를 측정할 필요는 없으나, 방사능 방사에 의해 투과되는 경우에는 신호를 제공하는 것만이 필요하다. 위치측정출로부터의 데이터를 기록하는 것은 이 신호후의 순간적인 시간동안 억제된다.The background coefficient may be any absorbing plate followed by one or more additional multi-wire proportional counters or scintillation counters thick enough that radiation from the source material does not penetrate them (1) from the main part of the detector to the opposite side of the source material, or (2 ) Can be suppressed by being installed on the same side as the main part of the detector or (3) at the drug position. These counters do not need to measure position, but only need to provide a signal when transmitted by radioactive radiation. Recording data from the position measurement output is suppressed during the instant time after this signal.
상술한 바와 같이 구성된 검출기는 동시제어회로에 접속해야하며, (1) 적당한 자석신호가 단시간, 일반적으로 1마이크로초미만동안 제1 및 제2챔버의 위치측정전극에서 관찰되고, (2) 이러한 구성을 채용한 경우에, 상기와 같은 시간내에서 에너지절환계수기로부터의 충분한 신호가 관찰되고, (3) 이들을 포함하는 경우에, 상기와 같은 시간내에서 방지계수기로부터의 신호가 관찰되지 않는 등의 후속사상이 발생하는 경우에는 측정을 행하도록 하여야 한다. 상기의 동시제어회로는 종래 기술에 공지되어 있다. 이 회로는 검출기의 개별측정실 및 계수기의 종류, 기계적 구조 또는 동작조건이 다른 경우에는 이들의 응답시간에 대한 허용치를 포함해야 한다.The detector configured as described above should be connected to a simultaneous control circuit, where (1) a suitable magnet signal is observed at the positioning electrodes of the first and second chambers for a short time, typically less than 1 microsecond, and (2) such a configuration. Is employed, a sufficient signal from the energy conversion counter is observed within such time period, and (3) in the case of including these, the signal from the protection counter is not observed within such time. Measurements should be made when events occur. Such simultaneous control circuits are known in the art. This circuit shall include a tolerance for their response time if the type, mechanical structure or operating conditions of the detector's individual measuring room and counter are different.
또한 상술한 바와 같이 구성된 검출기는 독출회로에 접속시켜서 전극으로부터의 하선신호를 좌표에 비례하는 신호로 변환하여 신호처리회로로 보내고, 독출회로로부터 얻어진 좌표신호를 방사원점의 추정좌표로 변환해야 한다. 이러한 회로중 하나에 있어서는, 전극평면내에 위치함과 동시에 전극소자의 배향에 수직인 좌표를 따르는 소자의 위치에 비례하는 중량으로 검출영역을 구획하는 전극의 복수의 전도성 소자로부터의 신호를 승산함으로서 행한다. 회로는 또한 평량신호와 미평량신호를 합산하고 평량신호를 미평량신호로 제산한다. 그리하여, 이 몫은, 경계검출영역내에 위치하고 경계전극에 평행하며 전극의 전도성 소자의 배치방향에 수직한 좌표방향으로 놓여 있는 평면내에서 검출된 이온화군의 위치중심좌표가 된다.In addition, the detector configured as described above should be connected to a readout circuit to convert the underline signal from the electrode into a signal proportional to the coordinates and send it to the signal processing circuit, and convert the coordinate signal obtained from the readout circuit to the estimated coordinate of the radiation origin. do. In one of these circuits, a signal is obtained by multiplying signals from a plurality of conductive elements of an electrode partitioning the detection area by a weight proportional to the position of the element located in the electrode plane and along a coordinate perpendicular to the orientation of the electrode element. . The circuit also adds the basis weight signal and the unbalanced signal and divides the basis weight signal by the unbalanced signal. Thus, this quotient becomes the position center coordinate of the ionization group detected in the plane located in the boundary detection area and parallel to the boundary electrode and lying in the coordinate direction perpendicular to the arrangement direction of the conductive element of the electrode.
원료표면이 굴곡된 경우에는 정정인자를 사용해야 한다. 이러한 신호처리회로는 방향측정을 행하기 위해서는 원료물질 표면의 각 좌표에 필요한 것이다. 방사경로를 따르는 좌표에서 얻어진 2개의 위치측정치를 합성함으로써 그 좌표의 추정방사원점을 구할 수 있다.If the material surface is curved, correction factors should be used. This signal processing circuit is necessary for each coordinate of the surface of the raw material in order to perform the direction measurement. By estimating the two position measurements obtained from the coordinates along the radial path, the estimated radiation origin of the coordinates can be found.
제1도, 제2도 및 제3도는 플래너 원료물질의 표면 부위에서 하전입자를 방사하는 방사선핵종의 분포를 측정하도록 설계된 장치에 있어서, 플래너 검출전극들에 대한 횡단면에서의 세가지 구조를 도시한 것이다. 각각의 구조는 5개의 영역으로 이루어진 제1위치측정실을 포함하는데, 이것은 하전입자 방사의 경로상에서 제1의 위치를 측정하고, 부가의 위치 측정실에서는 제2의 위치를 측정한다. 이 검출기는 0.54MeV의 최대방사 에너지를 갖는 스트론튬-90이나 1.72MeV 의 최대방사에너지를 갖는 인-32로부터의 방사와 같은 강한 베타방사로서의 장점이 있다. 상기 검출기의 전극평면은 원료물질의 평면과 평행으로 배치되고 비교할 수 있을만큼 약간 커다란 크기로 이루어져 있다. 적어도 30×50cm 이상의 크기가 실용적이다.1, 2 and 3 show three structures in cross section for planar detection electrodes in an apparatus designed to measure the distribution of radionuclides emitting charged particles at the surface portion of the planar raw material. . Each structure includes a first position measurement chamber consisting of five zones, which measure the first position on the path of charged particle radiation and the second position measurement chamber in the additional position measurement chamber. This detector has advantages as strong beta radiation, such as strontium-90 with a maximum radiant energy of 0.54 MeV or phosphorous-32 with a maximum radiant energy of 1.72MeV. The electrode plane of the detector is arranged in parallel with the plane of the raw material and has a size large enough to be comparable. At least 30 × 50 cm or more are practical.
제1도에 있어서, 하전입자를 방사하는 방사선핵종의 분포를 갖는 플래너 원료물질(1)은 외부 밀폐창(2)에 근접배치되며, 퇴적영역(3)의 외부전극으로 작용한다. 밀폐창(2)은 얇고, 강하며, 가스나 수증기가 스며들지 못하는 전도성의 낮은 원자번호를 갖는 것으로서 조밀하게 뻗어있다. 밀폐창은 외부에 5미크론 알루미늄이 융착되고, 내부에 교질의 흑연이 코팅된 50미크론 폴리에스테르와 같은 피막물질로 이루어져 있다. 퇴적영역(3)에서 검출영역(16)까지의 상기 검출기의 내부는 가스혼합물로 가득차 있으며 저전자부착을 제공하고, 평행판 확대를 유지하도록 설계된다. 가스혼합물은 3-5%의 아세톤 또는 프로판을 갖는 아르곤이 있다. 안정된 작동을 위하여 높은 가스의 순도를 유지하여야하며, 산소, 수증기 및 염소처리된 탄화수소 같은 음전기 용매가 필요하다. 대개 백만불의 일 이하이여 한다. 설계견적은 대기압에서 검출기 작동에 대해 기술해야 한다. 왜냐하면 매우 높거나 낮은 하전입자들의 에너지에서, 검출기의 공간분해도가 좀더 높거나 낮은 압력, 복합밀폐설계에서 작동에 의해 개선되어야 한다.In FIG. 1, the planar raw material 1 having a distribution of radionuclides radiating charged particles is arranged in close proximity to the outer
상기 검출기 내부에 밀폐창(2)가 플래너 전극(21,22,25,26,27)은 원료물질(1)의 평면에 근접한 하전입자 방사경로상에 점좌표를 측정하는 5개영역의 측정실로 한정된다. 다중전선비례그리드전극(26)은 가장높은 양전위를 갖고 다른 전극들은 연속적인 음전위 상태를 갖는다. 퇴적영역(3)은 1차 이온화 집단을 평균방사경로를 따라 다른 전극들은 연속적인 음전위 상태를 갖는다. 퇴적영역(3)은 1차 이온화 집단을 평균방사경로를 따라 제공하기에 충분한 두께를 갖는데 약 1mm 정도이다. 퇴적영역 내에서의 정전계는 약 50-100V/mm/atm이 적당하다.The
증폭영역(4)을 구획하는 전극(21,22)은 증폭영역의 강정전계내에서 약 500-800V/mm/atm의 상호인력에 의해 발생하는 편차를 최소화하기 위해 매우 조밀하게 뻗어 있어야만 한다. 증폭영역(4)의 두께는 약 3-8mm이어야 하고 좀더 정확한 공간 측정법을 제공하기 위해 얇은 영역이어야하나 크기의 균질성에 대한 제어가 필요한 영역부이다. 전극(21,22)은 상기 증폭영역두께의 10배이상이 아닌 피치에서 검출기 반응의 정전계 불규칙성과 공간 양자화를 최소화시키기 위해서 전선이나 섬유들이 빽빽하게 배치되어야 한다. 전선이나 섬유의 직경은 코로나원료로서 작용하지 않도록 충분히 커야하고, 상기 전극의 표면은 똑같은 이유로서 평탄해야 한다. 50-100미크론의 직경은 갖는 스테인레스강이나 베릴륨구리전선이 전극용으로 사용된다. 그러나 하전입자방사의 산란은 최소화 하기위해서는 도전성 코팅을 한 폴리아미드 섬유같은 저밀도 및 원자번호를 갖는 물질을 사용하는 것이 유익하다.The electrodes 21, 22 which divide the amplification region 4 must be very dense in order to minimize the deviation caused by mutual force of about 500-800 V / mm / atm in the strong electric field of the amplification region. The thickness of the amplification zone 4 should be about 3-8 mm and should be a thin zone to provide more accurate spatial measurement, but is an area portion that requires control over the homogeneity of the size. The electrodes 21 and 22 should be densely arranged with wires or fibers to minimize the electrostatic field irregularity and spatial quantization of the detector response at a pitch that is not more than 10 times the amplification area thickness. The diameter of the wire or fiber should be large enough not to act as a corona raw material, and the surface of the electrode should be flat for the same reason. Stainless steel or beryllium copper wire having a diameter of 50-100 microns is used for the electrode. However, in order to minimize scattering of charged particle radiation, it is advantageous to use materials having low density and atomic number, such as polyamide fibers with conductive coating.
전극(25,27)은 다중전선비례그리드 양극인 전극(26)에 대해 음극이다. 양극 그리드는 피치 1.5-2.5mm에서 직경이 20-30미크론인 텅스텐이나 스테인레스강으로 구성되고, 음극은 피치 1-3mm에서 직경이 50-150미크론의 전선으로 이루어진다. 양극과 음극의 간격은 약 4-8mm이어야한다. 좁은 간격은 전방적인 공간분해도를 향상시키나 크기의 균일성에 대한 많은 제어가 필요한 것이다. 도래 신호 진폭은 실제로 소양 극전선피치에서 감소될 것이다. 따라서, 하전입자 방사의 산란을 최소화하기 위해서는 저밀도이고 낮은 원자번호를 갖는 음극물질을 사용하는 것이 바람직하다. 양극전선의 직경 및 피치에 따라서 약 300-500V/mm/atm의 정전계가 상기 검파영역에 필요할 것이다.
전송영역(5)은 증폭영역(4)과 검출영역(7)사이에 위치하는데, 전송영역의 정전계와 두께는 설계목적에 따라 변화한다. 잔송영역에 두껍다는 것은 증폭영역과 전송영역간의 격리를 증가시키고 작동시 안정도를 향상시킨다. 전송영역 내에서의 부수적인 전자의 측면 확산은 검출기 반응의 공간 양자화를 감소시킨다. 그러나 전송영역의 추가두께로 인하여 산란으로부터의 측정과오가 증가한다. 하부 정전계는 전극(22)을 따라 전송된 전자의 마찰을 감소시키고, 증폭영역과 전송영역간의 격리를 증가시키거나 신호의 진폭을 감소시키고 위치 측정의 고유정확도를 악화시킨다. 전송영역의 두께가 약 3-15mm이고 정전계 강도는 약 20-200V/mm/atm이다.The transmission area 5 is located between the amplification area 4 and the
제1도에 도시된 상기 검출기의 구조는 검출영역(11,12)으로 이루어진 제2위치 측정실을 갖고 음극전극(31,33) 및 다중전선비례그리드양극(32)에 의해 한정된다. 구조 및 작동특성이 검출영역(7,8)의 특성과 유사하다. 흡수체물질(9)과 검출영역(15,16)은 선택적이다. 만일 포함된다면, 검출영역(15,16)과 전극들(35,36,37)은 검출영역(11,12) 및 전극들(31,32,33)과 똑같은 구조와 동작특성을 갖는다. 단일전극인 전극들(27,31)을 결합시키는 것은 가능하다. 상기와 같은 것들은 전극들(25,26,32,33)로부터 위치정보를 얻는 것이 필요하다.The structure of the detector shown in FIG. 1 has a second position measuring chamber consisting of
제1도에 도시된 상기 검출기는 적어도 두 개의 위치측정 다중전선비례실소자 즉 전극들(25,26,27,31,32,33)을 갖는다. 전자들이 이온화에 의해서 다중전선비례그리드양극(26,32)의 전선 또는 섬유의 부근에 도달될 때, 동작상태에 있어서는 전선의 표면부근에서 국부증폭이 발생한다. 음전하신호가 능동양극전선위에 나타나고 유도된 양전하신호가 인접전극 소자위에 나타난다. 분할된 전극들은 위치측정에 사용되고, 직선좌표에 대한 전극은 평행이고 평면의 전선배열과 균일하게 배치되고, 전선군 또는 다른 도전 스트립과 접속되어 있다. 다른 기하학이 곡선 또는 비선형 좌표에 사용될 수 있다. 유도신호는 양극증폭위치에서의 거리에서 진폭이 급격하게 감소한다.The detector shown in FIG. 1 has at least two positioning multiple wire proportional real elements, i.e.
몇몇의 설계에 있어서 전자식 독출회로들의 전선 또는 다른 전극소자들로부터 이온화군의 중심을 설정하고 전하위치 중심을 얻을 수 있도록 신호를 처리할 수 있다. 제1도에 도시된 상기 검출기는 간단하나 정확한 방법으로 이용된다. 즉 검출기 탭의 분기, 집중상수, 전자기 지연선은 그리드전극의 전선 또는 그와 유사한 전선군에 직접적으로 연결된다. 상기 지연선의 최대에서 첨두신호간의 시간차이는 전하중심의 위치에 비례한다. 또다른 방법은 전극소자들로부터 신호의 위치가 중치합이 비가중치합에 의해 분할되는 아날로그 또는 디지탈 중심회로이다. 측정된 개개의 좌표는 자신의 전극소자들과 독출회로가 필요하다.In some designs, signals can be processed to establish the center of the ionization group and obtain the center of charge location from the wires or other electrode elements of the electronic readout circuits. The detector shown in FIG. 1 is used in a simple but accurate manner. In other words, the branch, concentration constant, and electromagnetic delay line of the detector tab are directly connected to the wire of the grid electrode or a similar group of wires. The time difference between the peak signal at the maximum of the delay line is proportional to the position of the charge center. Another method is an analog or digital center circuit where the position of the signal from the electrode elements is divided by the weighted non-weighted sum. Each coordinate measured requires its own electrode elements and a readout circuit.
제1도에 도시된 상기 검출기는 흡수체(9)와 전극들(35,36,37)로 이루어진 다중전선비례실로 구성된 선택적 소자인데, 소자들은 상기 검출기가 계수용 한계방사에너지를 갖게될 때 포함되어진다. 상기 흡수체의 물질과 두께는 특유에너지에서 모든 하전입자방사를 거의 멈추게 할 수 있는 것으로 선택해야 한다. 흡수체는 탄소와 같이 저원자번호의 물질을 사용하는 것이 유익한데 그 이유는 상기 장치의 어떤 부분내에서 검출될지도 모르는 활기찬 X선 형광이 발생되지 않도록하기 위해서이다. 임의의 전극들에 대한 위치측정 독출회로를 제공하는 것은 필요하지 않다. 다중전선비례그리드(36)상에 신호의 출현은 하전입자 방사가 투과성흡수체(9)를 갖는 것을 표시하는 것이다.The detector shown in FIG. 1 is an optional element consisting of a multi-wire proportional chamber consisting of an absorber 9 and electrodes 35, 36 and 37, which are included when the detector has a limiting radiant energy for counting. . The material and thickness of the absorber should be chosen so that it almost stops all charged particle radiation at the specific energy. It is advantageous to use a low atomic number material such as carbon as the absorber in order to avoid generating energetic X-ray fluorescence which may be detected in any part of the device. It is not necessary to provide a position reading circuit for any of the electrodes. The appearance of the signal on the multi-wire proportional grid 36 indicates that the charged particle radiation has a permeable absorber 9.
제2도에 도시된 상기 검출기는 제1도에 도시된 검출기에 대해 선택적 소자를 포함하고 있는 선택적 구조를 나타낸다. 이 검출기도 역시 영역들(3,4,5,7,8)로 구성된 제1측정실을 갖는데 창문전극(2)과 또다른 전극들(21,22,25,26,27)에 의해 한계가 정해지고, 제1도의 동일한 번호의 성분과 같은 구조와 특성을 갖는다. 흡수체(50)도 제1도의 흡수체(9)와 동일한 목적으로 사용된다. 그러나, 이 흡수체(50)는 도전성물질에 전도성이있고 박막층으로 되며, 또한 퇴적영역(41)의 하나의 전극으로 작용한다.The detector shown in FIG. 2 represents an optional structure including optional elements for the detector shown in FIG. This detector also has a first measuring chamber consisting of
제2도에서의 검출기는 제2의 다섯영역의 위치 측정실을 갖는데 퇴적영역(41), 증폭영역(42), 전송영역(43), 검출영역(45,46), 흡수체전극(50)과 전극들(51,52,55,56,57)로 구성된다. 흡수체전극(50)이 상기 창문전극(2)을 대신하는 것 이외에도 각각의 실도 영역들(3,4,5,7,8)과 전극들(21,22,25,26,27)이 구성된 것 같이 똑같은 구조와 동작특성을 갖는다. 상기 구조 내에서의 두 번째 검출기는 상기 흡수체를 투과하는 반사에만 반응한다. 상기와 같은 방사로 인해서 검출기는 상기 흡수체로부터 노출된점에 근접한 이온화 위치를 측정하고 방사경로상에 두 번째 점을 제공한다. 제2도에 도시된 검출기는 자연방사선의 억압을 위해서 추가 선택소자들을 포함하는데 결합변환기(62a,64a)와 섬광체(62,64)를 모두 구비한다. 상기 플레이트는 제2도의 다른 소자들과 임의의 두꺼운 흡수체(61,63)에 의해서 분리된다. 제2도의 다른 소자들로부터의 신호기록은 신호가 섬광체중의 하나 또는 둘다에 의해서 감파될 때 억제된다.The detector in FIG. 2 has a position measuring chamber of the second five regions: the deposition region 41, the amplification region 42, the transmission region 43, the detection regions 45 and 46, the absorber electrode 50 and the electrode. Fields 51, 52, 55, 56, and 57. In addition to the absorber electrode 50 replacing the
제3도의 검출기는 제1도에 도시된 검출기에 대해서 임의의 소자를 포함하는 선택적 구조를 나타낸다. 이 검출기 또한 영역들(3,4,5,7,8)로 구성된 제1실을 갖고, 창문전극(2)과 다른전극들(21,22,25,26,27)에 의해서 한계가 정해지며, 제1도의 동일한 번호의 성분과 똑같은 구조와 특성을 갖는다. 상기 검출기는 검출영역(11,12)으로 구성된 제2위치 측정실을 갖고, 전극들(31,32,33)에 의해 한계가 정해지고 제1도의 동일한 번호의 성분과 같은 구조와 특성을 갖는다. 섬광판(77)은 약간의 원료방사능핵종 방사를 완전히 흡수하기에 충분하게 두꺼우며, 신호는 광변환기(78)로부터 방사에너지를 측정한다. 상기 신호로서 인수범위를 벗어난 방사에너지의 방사를 중지하는데 사용할 수 있다.The detector of FIG. 3 represents an optional structure that includes any element for the detector shown in FIG. This detector also has a first chamber consisting of
제1도와 제3도의 검출기들에 있어서, 측정된 방사경로의 두점상의 검출기 내부에 있는 표면은 거의 퇴적영역(3)의 중심과 다중전선비례그리드전극(32)평면에 존재한다. 제2도의 검출기에 있어서, 측정된 두점상의 표면은 거의 퇴적영역(3,41)의 중심에 존재한다. 그러나 퇴적영역의 유효두께는 인접증폭영역에 연장되어 있고, 상기 증폭영역두께의 동일한 거리에서 상기 증폭영역을 완전히 통과하는 기본 전자에 대한 증폭이득인자의 자연로그에 의해 분할된다.In the detectors of FIGS. 1 and 3, the surface inside the detector on the two points of the measured radiation path is almost at the center of the
제4도는 본 발명에 따라서 구성된 플래너 검출기로서 실행방법을 측정한 다이아그램이다. 제4도는 원료 물질이 평면(10)과 평면들(13,14)내에서 경로를 따라 측정한 점들을 점유하는 단면도이다. 방사는 점 1 즉 좌표 U에서 발생하고, 경로(20)를 따라서 검출기안에서 산란된다. 방사의 경로는 평면(13)과 평면(14)위에서 점(17)과 점(6)에서 측정되고, 즉 좌표 a와 좌표 b에서 측정된다. (U에서와 같은 기준으로서 사용됨)두개의 좌표 a,b로부터 직선경로(23)가 추정되고, 좌표 V에서 원료평면과 교차한다. 측정평면(13)과 (14)는 원료평면(10)으로부터 법선을 따라 거리 C와 거리 D에 존재한다. 다음 공식은 점 17과 좌표 V를 추정하여 측정을 조정하는데 사용된다.4 is a diagram measuring a method of implementation as a planner detector constructed in accordance with the present invention. 4 is a cross-sectional view in which the raw material occupies points measured along the path in
상기 평가는 개개의 방사가 기록될 때 원료표면의 두 개의 좌표에 대해 계산되어야 한다. 평가는 부여신호 처리장치 또는 디지탈 데이터 처리장치내에 포함된 회로들에 의해서 계산될 수 있다. 제4도에 도시된 바와 같이 상기 검출기내의 산란으로 인해서 상기 평가 즉 위치 측정에대한 본질적인 오차와 관련된 오차(V-U)가 존재한다. 상기 특수한 검출기에서 특유의 물질과 기하학과 물질적 원리를 잘 이해할 수 있다면, 산란으로 인한 오차에 대한 평가 분포를 미리 알 수 있다. 이런 오차는 법선에 대한 광각방사와 저방사에너지 상태에서의 방사에 의해서 급격히 증가한다.The assessment should be calculated for the two coordinates of the raw material surface as individual emissions are recorded. The evaluation may be calculated by circuits included in the grant signal processing device or the digital data processing device. As shown in FIG. 4, there is an error (V-U) related to the intrinsic error for the evaluation or position measurement due to scattering in the detector. If the specific detector can understand the specific material, the geometry and the material principle well, the evaluation distribution of the error due to scattering can be known in advance. This error is rapidly increased by wide-angle radiation to normals and radiation in low-radiation energies.
광각 방사, 저에너지 방사 또는 둘다를 배제함으로써 좋은 감도에서의 공간 분해도를 개선할 수 있다. 제1와 제2도에 도시된 각각의 흡수체(9,50)는 한계에너지 이상에서만 카운트되도록 방사를 여과하기 위해 도입된 것이다. 제3도의 광변환기(78)에서의 신호 진폭은 또한 유사한 에너지의 한계를 발생하는데 사용될 수 있다. 제4도에 도시된(b-a) 즉 측정된 좌표 값의 차는 상기 법선에 대한 투사경로각의 접선에 비례한다. 상기 원료면이 곡선을 나타낼 때 좌표값의 차는 곡면의 특수 기하학에 따라서 적당한 보정계수에 의해서 승산된다. 이 값은 광각방사를 배제하기 위해서 극한값과 비교될 수 있다.The spatial resolution at good sensitivity can be improved by excluding wide angle radiation, low energy radiation or both. Each absorbent body 9, 50 shown in Figs. 1 and 2 is introduced to filter the radiation so that it is counted only above the limit energy. The signal amplitude at photoconverter 78 of FIG. 3 can also be used to generate similar energy limits. The difference in the measured coordinate values (b-a) shown in FIG. 4 is proportional to the tangent of the projection path angle with respect to the normal. When the raw material surface shows a curve, the difference in coordinate values is multiplied by an appropriate correction factor according to the special geometry of the curved surface. This value can be compared to the extreme value to rule out wide-angle radiation.
제5도에는 본 발명의 방법에 따라 실행된 좌표 추정 및 경로각한계를 이행하는 전자회로의 블록선도를 나타낸다. 이 회로는 하나의 좌표에 대한 절차를 수행한다. 상기 회로에서 입력으로서 필요한 디지탈 위치 측정은 제5b도 또는 제5c도에 도시된 양쪽의 독출회로에 의해서 산출되어진다.5 shows a block diagram of an electronic circuit that implements coordinate estimation and path angle limitations implemented in accordance with the method of the present invention. This circuit performs a procedure for one coordinate. The digital position measurement required as an input in the circuit is calculated by both reading circuits shown in Figs. 5B or 5C.
제5b도는 분기 집중 상수형지연선상에 있는 하나의 위치측정실로부터 하나의 좌표에 대한 독출회로를 도시한 것이다. 플래너 전극의 분리도전성 소자들은 지연선(302)에서 입력(301)으로서 직접적으로 연결되고, 상기 지연선의 단부는 타이밍 회로(305)에 연결된다. 상기 타이밍 회로(305)의 출력(306)이 위치측정 신호이다.FIG. 5B shows a readout circuit for one coordinate from one position measuring room on a branch concentrated constant delay line. The isolation conductive elements of the planar electrode are connected directly to the
제5c도는 무게중심 계산을 토대로 하나의 위치측정실로부터 하나의 좌표에 대한 독출회로를 도시한 것이다. 플래너 전극의 분리도전성 소자들은 입력(310)으로서 증폭기(311)에 접속되고, 상기 증폭기 출력은 합산기(312)에 직접적으로 이송되고, 출력으로서 비가중치합을 산출하며, 또다른 합산기(314)에 가중치회로망(313)을 따라서 출력으로 가중치합을 산출하고, 개개의 신호는 산출된 도전성 소자의 위치에 대해서 비례적으로 가중된다. 계산기(315)에서는 비가중치합에 의해서 분할된 가중치합의 몫을 얻는다. 출력(317)에서는 위치중심에 대해 비례하는 신호를 제공한다. 제4도에 도시된 바와같이 측정 a와 b에 대응하는 입력 94와 95상에 위치측정(a,b)을 필요로 한다. 제4도에 도시된 바와같이, 입력(96)은 C/(D-C)의 거리에 비례하는 상수를 제공한다. 이 상수값은 레지스터(108)내에 보류된다.5c shows a readout circuit for one coordinate from one position measuring room based on the center of gravity calculation. The separate conductive elements of the planar electrode are connected to an
제5도에서 감산기(110)는 입력으로서 a와 b를 채택하고 출력으로 입력의차(b-a)를 산출한다. 승산기(11)는 입력으로서 차(b-a)와 비례상수C/(D-C)를 채택하고 그들의 곱을 출력으로 산출한다. 감산기(112)는 이 곱과 측정 a를 입력으로서 채택하고 출력(115)으로서 그들의 차 즉 V=a-(b-a)C/(D-C)를 산출한다.In FIG. 5 the
상기 출력은 제4도에 도시된 바와같이 추정 방사 원점 좌표 V에 비례한다.The output is proportional to the estimated radiation origin coordinate V as shown in FIG.
제5도의 감산기(110)의 출력차이(b-a)는 비교기(117)에서 하나의 입력으로서 사용된다. 또다른 비교기 입력은 레지스터(109)에서 이송되는데, 채택된 법선에 대해서 방사 경로가 너무 큰 각도로서 존재할 때 (b-a)의 값에 대응하는 입력(97)으로부터 값을 보유하게 된다. 비교기(117)는 입력의 차(b-a)가 극한값 이하일 때 출력으로서 신호를 발생한다. 상기의 것들은 결합투영각의 신호채택을 의도한다.The output difference b-a of the
제5도의 회로는 정적 클럭용 프로그램 가능한 작동을 하는 디지털 집적회로를 사용하여 수행될 수 있다. a와 b의 측정, 상수 C/(D-C) 및 각도 극한값과 같은 실행은 부호화 표시로서 계수화되거나 표시될 수 있다. 또한 동일한 아날로그 회로의 수행도 가능하다. 아날로그 수행에 있어서, 입력은 아날로그 전압 또는 전류로서 표시되어야 한다.The circuit of FIG. 5 may be performed using a digital integrated circuit that has programmable operation for a static clock. Performances such as measurements of a and b, constants C / (D-C) and angular limit values can be digitized or displayed as coded representations. It is also possible to perform the same analog circuit. In analog implementation, the input must be represented as an analog voltage or current.
제6도는 밀폐물, 독출회로 및 선택거부 계수기를 포함하는 완전한 검출기의 구조를 도시한 것이다. 원료물질(1)은 주밀폐물(130)의 창(2)위에 놓인다. 이 내부에는 제2도의 구조에서와 같은 측정실이 있는데, 다섯영역의 측정실(10)은 흡수체(15)와 제2의 다섯영역 측정실(19)을 수반한다. 신호 케이블(121,122)은 측정실의 위치 측정 전극들로부터 신호를 운송하는데, 후방 밀폐용기(128) 내부에 위치하는 전자식 독출회로(125,126)의 검출기 후벽측에 있다.6 shows the structure of a complete detector including an enclosure, a readout circuit and a rejection counter. The raw material 1 is placed on the
제6도의 주밀폐 용기(130) 내부에는 위치측정실을 수반하고, 선택적인 두꺼운 흡수체(61)와 다중전선비례실(62)이 있는데 제1도에 도시된 것 같이 전극들(35,36,37))에 의해 이루어진다. 선택적인 흡수체(61)는 상기 원료 물질로부터의 방사를 중지시키기에 충분한 두께이며, 측정실은 우주선이나 자연방사에만 반응한다. 상기 검출기로부터 원료물질(1)의 반대편에는 선택분리밀폐용기(70) 두꺼운 흡수체(71)와 다중전선비례실(72)이 존재하고, 이것들은 다중전선비례실(62)과 같은 방식으로 구성된다. 각각의 실은 자연방사에만 반응한다. 두 개의 선택계수기의 기능은 우주선과 다른 자연방사에 대한 거부신호를 제공하는 것이다. 상기 거부신호가 단시간내에 발생하는 검출기의 위치 측정실에서의 신호들은 무시해도 된다. 거부계수기들은 자연 방사없이 자연원점에서의 최대방사능 방사로부터의 약한원료분배를 기록하도록 한다.Inside the main
제7도는 본 발명의 장치와 방법을 결합시킨 데이터수집장치의 주요소자를 도시한 것이다. 제1,2, 또는 3 및 제6도에 도시된 것 같이 구서된 검출기(81)가 고전압 발생기(84) 및 작동상태를 규정하는 가스공급기(85)에 연결된다. 독출회로(87)는 위치측정실인자에서 측정된 이온화 좌표에 대한 신호를 발생하는 전하신호를 처리한다. 위치측정은 제5도에서처럼 원료물질의 표면에서 추정방사점의 개개의 좌표에 대한 신호처리회로(88)에 대한 입력이다. 신호처리회로(88)의 좌표출력들, 다른 검출소자로부터의 신호들 및 상기 신호처리회로(88)의 각도 비교출력은 일치 및 제어회로(89)에 입력들인데, 양쪽 결합 경로각들이 채택한계 내에 존재할 때 신호처리회로(88)에서 추정방사 원점좌표를 판독하도록 자료처리기(90)를 가동시킨다.7 shows the main elements of a data collection device incorporating the device and method of the present invention. A detector 81, as shown in FIG. 1, 2, or 3 and 6, is connected to a
상기 자료 수집처리기(90)는 위치 측정실로부터 신호들을 판독하거나 전극전압을 조정하여 실의 작동을 통제하도록 배열된다. 또한 소정의 신호레벨, 소정의 시간 간격, 광각방사와 관련된 극한값 및 소정의 방사 에너지 범위가 신호처리회로(88)내에 세트된다.The data collection processor 90 is arranged to control the operation of the chamber by reading signals from the position measurement chamber or by adjusting the electrode voltage. Also, a predetermined signal level, a predetermined time interval, an extreme value associated with wide-angle radiation, and a predetermined emission energy range are set in the signal processing circuit 88.
자료처리기(90)에는 자료수집메모리(91)내에서 채택된 카운트들이 축적되고, 다중채널계수기(91A) 또는 다른 규약 기억장치의 형식을 취한다. 또한 자료처리기(90)는 원료물질 표면으로부터 추정 원점 좌표 방사를 기록하고 분석하며, 분석의 결과가 디스플레이(92)상에 나타난다. 디스플레이는 상기 자료처리기(90)로 이루어진 좌표의 사상이나 영상으로 존재한다.The data processor 90 accumulates counts adopted in the data collection memory 91 and takes the form of a multi-channel counter 91A or other protocol storage device. The data processor 90 also records and analyzes the estimated origin coordinate emission from the raw material surface, and the results of the analysis appear on the display 92. The display is present as a mapping or image of the coordinates of the data processor 90.
Claims (40)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019870002854A KR910010089B1 (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Process and apparatus for measuring surface distribution of charged particle emitting radionuclides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019870002854A KR910010089B1 (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Process and apparatus for measuring surface distribution of charged particle emitting radionuclides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR880011603A KR880011603A (en) | 1988-10-29 |
KR910010089B1 true KR910010089B1 (en) | 1991-12-14 |
Family
ID=19260335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019870002854A KR910010089B1 (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Process and apparatus for measuring surface distribution of charged particle emitting radionuclides |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR910010089B1 (en) |
-
1987
- 1987-03-27 KR KR1019870002854A patent/KR910010089B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR880011603A (en) | 1988-10-29 |
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