WO2017146361A1 - Apparatus for detecting radioactive foodstuffs using gas electron multiplier - Google Patents
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Abstract
The present invention relates to an apparatus for detecting radioactive foodstuffs using a gas electron multiplier (GEM). More specifically, the present invention relates to an apparatus for detecting radioactive foodstuffs using a gas electron multiplier, the apparatus comprising: a GEM detector that includes a photoelectric conversion unit for converting input radiation into photoelectrons or Compton electrons, a gas electron multiplying unit for receiving and multiplying the photoelectrons or the Compton electrons converted by the photoelectric conversion unit, and an output unit for receiving an electrical signal corresponding to the location where electron cloud multiplied by the gas electron multiplying unit has reached an anode, determining the size of the electron cloud, and outputting the same; a transporting unit for moving a foodstuff to the position where the GEM detector is installed; and an analyzing unit (readout electronics) for analyzing the radionuclide and the radiation dosage by multiplying and converting an electrical signal output from the GEM detector.
Description
본 발명은 컨베이어벨트시스템에 장치된 기체전자증폭기(Gas Electron Multiplier, GEM)를 이용한 식재료의 방사능 물질을 검출하는 장치에 관한 것으로, 식재료에서 나오는 방사선에 의한 광전효과나 컴프턴 효과를 유도하여 방출된 광전자나 컴프턴전자를 기체전자증폭기를 이용하여 증폭시켜 그 핵종과 선량을 측정하는 방사능 물질 검출장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a device for detecting a radioactive material of food using a gas electron amplifier (Gas Electron Multiplier, GEM) installed in a conveyor belt system, induces the photoelectric effect or the Compton effect by radiation emitted from the food material The present invention provides a radioactive material detection device that amplifies photoelectrons or compton electrons using a gas electron amplifier to measure nuclides and doses.
일반적으로 기체전자증폭기 기술은 유럽공동가속기연구소(CERN)의 기체검출기개발그룹(Gas Detector Development Group) 소속의 사울리(F. Sauli) 박사와 올리베이라(R. D. Oliveira) 등이 고에너지 소립자를 검출할 목적으로 1997년에 개발한 신기술로서, 그 잠재적 응용성이 뛰어나 그 동안 국제적 선진 연구그룹을 중심으로 다양한 연구가 이루어져 왔으나, 그 응용과 관련된 연구는 아직 초기단계라고 할 수 있다.In general, the gas electron amplifier technology is used by the F. Sauli and the Oliver RD Oliveira of the Gas Detector Development Group of the CERN to detect high energy particles. As a new technology developed in 1997, its potential applicability is excellent, and various studies have been conducted by international advanced research groups. However, the research related to the application is still in its infancy.
특히, 기체는 수 keV에서 수백 keV까지 영역의 X-선과 γ-선에 대해서는 광전효과와 컴프턴 효과가 비교적 높은 편이고, GEM 검출기의 위치 및 시간 해상도가 뛰어난 이유로 인하여, GEM 기술을 활용한 실시간 X-선 촬영을 위한 의료용 고화질 영상화 기술등에 대한 기초연구가 최근 빠르게 진행되고 있다. In particular, the gas has a relatively high photoelectric and compton effect for X-rays and γ-rays in the range of several keV to several hundred keV, and because of the excellent position and time resolution of the GEM detector, real-time X using GEM technology. Basic research on medical high-definition imaging technology for radiography is progressing rapidly.
이러한 GEM의 장점으로는 제작비가 저렴하고, 안전성이 우수하며, 무게가 가볍고 두께가 얇으며, 유연성이 뛰어난 것을 들 수 있다. The advantages of the GEM include low production costs, excellent safety, light weight, thin thickness, and high flexibility.
그리고 GEM 검출기는 기체를 전리시킴으로써 X-선과 γ-선, 또는 하전입자를 검출하는 장치이다. 아울러 GEM 검출기는 하전입자의 측정에 효과적일 뿐만 아니라, GEM 검출기 내부의 기체에 BF3을 첨가하거나 GEM 포일(foil)에 붕소(Boron)와 같은 중성자 차단 물질(stopping material)을 코팅(coating)함으로써 중성자 검출기로도 활용 가능할 정도로 그 응용의 범위가 넓다. The GEM detector is an apparatus for detecting X-rays and γ-rays or charged particles by ionizing a gas. In addition, the GEM detector is not only effective for the measurement of charged particles, but also by adding BF3 to the gas inside the GEM detector or coating a neutron blocking material such as boron on the GEM foil. The range of applications is wide enough to be used as a detector.
그러나 GEM 검출기의 응용과 관련된 연구는 아직 초기 단계로서, 기체전자증폭기를 이용하여 입사 방사선에 의한 광전자 또는 컴프턴전자를 증폭시켜 식재료의 방사능 물질을 검출하는 기술은 아직 개발되어 있지 않은 상태이다.However, research related to the application of the GEM detector is still in its infancy, and a technique for detecting a radioactive substance of food by amplifying photoelectrons or compton electrons by incident radiation using a gas electron amplifier has not been developed yet.
현재 사용되고 있는 방사선 검출기로는 GM 가스 튜브 방식과 신틸레이터 방식의 검출기가 사용되고 있는데 GM 가스 튜브 방식의 검출기는 손에 들고 측정하는 방식이므로 이동의 용이성이 있다.Currently used radiation detectors include GM gas tube and scintillator detectors. GM gas tube detectors are easy to move because they are measured by hand.
하지만, 이와 같은 방식은 방사선의 선량만 측정할 수 있는 장치로 그 핵종을 분석하는 능력이 없기 때문에, 특수한 방사선의 측정에만 사용되는 단점이 있다. 이는 식품에 들어 있는 방사선의 종류가 다양하기 때문이다.However, this method is a device that can only measure the dose of radiation, and because it does not have the ability to analyze the nuclide, there is a disadvantage that is used only for the measurement of special radiation. This is because there are various kinds of radiation in food.
또한, 신틸레이터 방식의 방사선 측정기는 그 핵종을 분석하는 능력은 갖추었지만 분말의 형태로 가공한 식재료만 측정할 수 있다는 단점이 있다. 이와 같이 학교급식 현장에서 분말로 만든 식재료의 방사능을 측정한다는 것은 비효율적인 방식으로 사용하기에 문제가 크다는 것을 알 수 있다. In addition, the scintillator radiometer has the ability to analyze the nuclide, but has the disadvantage that it can measure only the ingredients processed in the form of powder. As such, it can be seen that measuring the radioactivity of powdered ingredients at school meal sites is problematic for use in an inefficient manner.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 식재료에서 나오는 방사선에 의한 광전효과나 컴프턴효과를 유도하여 방출된 광전자나 컴프턴전자를 기체전자증폭기를 이용하여 증폭시켜 그 핵종과 선량을 측정하는 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to improve the above-mentioned conventional problems, and induces photoelectric effect or compton effect by radiation from food material and amplifies the emitted photoelectrons or compton electrons using a gaseous electron amplifier, the nuclide It is an object of the present invention to provide an apparatus for detecting radioactive substances in food using gaseous electron amplifiers that measure the amount and dose.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치는, 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치에 있어서, 입사한 방사선을 광전자 또는 컴프턴전자로 변환시키는 광전변환부와, 상기 광전변환부에서 변환된 광전자 또는 컴프턴전자를 입력받아 증폭시키는 기체전자증폭부, 및 상기 기체전자증폭부에서 증폭된 전자구름이 양극에 도달한 위치를 전기신호로 받아들여 전자구름의 크기를 파악하여 출력하는 출력부를 포함하는 GEM 검출기와; 식재료를 상기 GEM 검출기가 설치된 위치로 이동시키는 이송부; 및 상기 GEM 검출기로부터 출력되는 전기신호를 증폭 및 변환시켜 방사선의 핵종과 선량을 분석하는 분석부(Readout Electronics)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, an apparatus for detecting a radioactive substance of a food material using a gas electron amplifier according to the present invention is an apparatus for detecting a radioactive substance of a food material using a gas electron amplifier, the photoelectron or compton electron A photoelectric conversion unit for converting the photoelectric conversion unit, a gas electron amplifying unit for receiving and amplifying the photoelectron or compton electrons converted by the photoelectric conversion unit, and a position where the electron cloud amplified in the gas electron amplifying unit reaches the anode A GEM detector including an output unit for receiving and outputting the size of the electronic cloud; A transfer unit for moving food to a location where the GEM detector is installed; And an analysis unit (Readout Electronics) for amplifying and converting an electrical signal output from the GEM detector to analyze radionuclides and doses.
본 발명의 상기 분석부(Readout Electronics)는 상기 GEM 검출기의 출력부로부터 전달되는 전기신호를 증폭하여 전압신호로 변환하는 전하신호증폭부와, 상기 증폭된 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 AD변환부, 및 상기 변환된 디지털 신호를 컴퓨터 화면으로 출력하는 데이터획득부(DAQ)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Readout electronics of the present invention is a charge signal amplifier for amplifying and converting an electrical signal transmitted from the output of the GEM detector into a voltage signal, AD conversion unit for converting the amplified voltage signal into a digital signal And a data acquisition unit (DAQ) for outputting the converted digital signal on a computer screen.
본 발명의 상기 이송부에는 식재료의 질량을 재는 저울과, 식재료의 위치를 감지하는 CCD카메라, 외부 방사선으로부터 GEM 검출기를 차폐하는 차폐부, 및 컨베이어벨트를 구동하는 동력부를 포함하는 컨베이어벨트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The conveying unit of the present invention includes a conveyor belt including a scale for weighing food ingredients, a CCD camera for detecting the position of the food ingredients, a shield for shielding the GEM detector from external radiation, and a power unit for driving the conveyor belt. It features.
이상과 같이 본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은, 식재료에서 나오는 방사선을 광전효과나 컴프턴효과를 유도하여 발생된 내부 충진기체의 전리전자 또는 입사 하전입자에 의해 직접 발생된 내부 충진기체의 전리전자를 기체전자증폭기를 이용하여 GEM 구멍에서 전자사태를 통해 증폭시켜 그 핵종과 선량을 측정함으로써, 종래의 방사선 검출기로는 선량만 측정할 수 있는 GM 가스 튜브 방식과 분말 형태로 가공한 식재료만 측정할 수 있는 신틸레이터 방식의 단점을 개선할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, in order to solve the technical problem, the ionization electrons of the internal filling gas generated by inducing photoelectric effect or the Compton effect on the radiation from the food material or the ionizing electrons of the internal filling gas directly generated by the incident charged particles. By using a gas electron amplifier to amplify through an avalanche in a GEM hole and measuring its nuclides and doses, conventional radiation detectors can measure only GM gas tube type, which can measure the dose, and food ingredients processed in powder form. There is an effect to improve the disadvantages of the scintillator method.
도 1은 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치의 조감도이다.1 is a bird's eye view of a radioactive material detection apparatus of a food material using a gas electron amplifier according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 GEM 챔버(Chamber)의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a GEM chamber (Chamber) according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 분석부(Readout Electronics)의 모식도이다.3 is a schematic diagram of an analysis unit (Readout Electronics) according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치의 모식도이다.4 is a schematic diagram of a radioactive material detection apparatus of a food material using a gas electron amplifier according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto, but may be implemented by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치의 조감도이다.1 is a bird's eye view of a radioactive material detection apparatus of a food material using a gas electron amplifier according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치는, 식재료에서 나오는 방사선에 의한 광전효과나 컴프턴효과를 유도하여 방출된 광전자나 컴프턴전자를 기체전자증폭기를 이용하여 증폭시켜 그 핵종과 선량을 측정하는 장치로서, GEM 검출기(100)와 이송부(300), 분석부(Readout Electronics, 400)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the apparatus for detecting a radioactive substance of a food material using a gas electron amplifier according to the present invention includes a photoelectron or a compton electron emitted by inducing a photoelectric effect or a compton effect by radiation from the food material. A device for amplifying by using an amplifier and measuring the nuclide and the dose, it is composed of a GEM detector 100, a transfer unit 300, and an analysis unit (Readout Electronics, 400).
상기 GEM 검출기(100)는 납으로 차폐되어 있으며 예를 들어, 30~40개 정도의 GEM 모듈(Module, 200)로 구성되고, 각 GEM 모듈(200)은 식재료에서 나오는 방사능을 검출하는 장치로서, 각 GEM 모듈(200)은 GEM 검출기(100)에서 탈부착이 가능하도록 설치된다.The GEM detector 100 is shielded with lead, and is composed of, for example, about 30 to 40 GEM modules (Module, 200), and each GEM module 200 is a device for detecting radiation from a food material. Each GEM module 200 is installed to be detachable from the GEM detector 100.
상기 GEM 검출기(100)는 방사능을 검출하는 GEM 챔버(Chamber)가 각 모듈(200)에 마련되고, 이 GEM 챔버와 연결되며 검출된 방사능을 분석하는 분석부(Readout Electronics, 400)를 포함한다.The GEM detector 100 has a GEM chamber (Chamber) for detecting radioactivity is provided in each module 200, and is connected to the GEM chamber and includes an analysis unit (Readout Electronics 400) for analyzing the detected radioactivity.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 GEM 챔버(Chamber)의 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 분석부(Readout Electronics)의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a GEM chamber (Chamber) according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of an analysis unit (Readout Electronics) according to the present invention.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, Conversion-Drift 영역에는 아르곤(Ar)과 이산화탄소(CO2) 가스(gas)가 들어있으며, 이 가스(gas)들은 입사창(Window)을 통과한 방사선 또는 입사창(Window)에서 광전 효과로 인해 발생한 전자들과 충돌하면서 전리 전자들을 내어놓게 된다. 이때, 입사 방사선의 에너지가 크면 광전효과가 많이 일어나지 않지만 입사 방사선의 에너지가 작으면 광전효과가 많이 일어나게 된다. x-선 보다 감마선이 파장이 짧고 진동수가 크므로 그 에너지가 크다. 따라서 x-선에서 광전효과가 감마선 보다 많이 일어나게 된다.As shown in Fig. 2 and 3, the conversion-Drift region contains argon (Ar) and carbon dioxide (CO 2 ) gas, these gases (radiation) through the incident window (Window) or The ionization electrons are released by colliding with electrons generated by the photoelectric effect in the incident window. At this time, when the energy of the incident radiation is large, the photoelectric effect does not occur much, but when the energy of the incident radiation is small, the photoelectric effect occurs a lot. Gamma rays have a shorter wavelength and larger frequency than x-rays, so the energy is large. Therefore, the photoelectric effect in x-rays is higher than gamma rays.
전리전자들을 내어놓은 가스(gas)들의 양이온은 음극으로 천천히 이동하고, 전자들은 양극으로 빠르게 이동한다. 이는 양이온의 질량은 전자들의 질량에 비해 수천배 정도 무겁기 때문이다.The cations of the gases giving up the ionizing electrons move slowly to the cathode, and the electrons move quickly to the anode. This is because the mass of the cation is thousands of times heavier than the mass of the electrons.
양극과 Conversion-Drift 영역 사이에는 GEM 포일(Foil)이 2개의 층으로 수 밀리 간격으로 놓여 있으며, 이 GEM 포일(Foil)에는 큰 전위차가 걸려 있어 전자들의 속도를 더욱 빠르게 만든다. Between the anode and the Conversion-Drift region, GEM foils are placed several millimeters apart in two layers, with a large potential difference across the GEM foil, making the electrons faster.
이 전자들은 속도가 빨라지면서 에너지를 내어놓게 되고, 이 에너지에 의해 더 많은 전자들이 전리되어 일종의 전자사태(Electron Avalanche)라는 현상이 일어난다. 이 전자사태(Electron Avalanche)로 인해 전자의 신호는 GEM 포일(Foil)당 약 1000~10000배 정도 증폭이 일어난다. These electrons speed up and give up energy, which causes more electrons to be ionized, causing a phenomenon called Electron Avalanche. The Electron Avalanche causes the electron's signal to amplify approximately 1000 to 10,000 times per GEM foil.
2차례의 GEM 포일(Foil)을 통과하면서 전자의 신호는 대략 106~108배 정도로 증폭이 되어 양극(Anode)에서 수집되어 분석부(Readout Electronics, 400)로 전달된다.As it passes through two GEM foils, the electron signal is amplified approximately 10 6 ~ 10 8 times, collected at the anode, and transmitted to the analysis unit (Readout Electronics, 400).
상기 분석부(400)에서는 프리앰프(preamp)를 통해 이 전기신호를 전압신호로 바꾸면서, 그 신호를 증폭(~105배)시킨다. 이 증폭된 전압신호 중에서 잡음과 노이즈는 하이패스(High-Pass) 필터를 통해 걸러지고, 이 걸러진 전압신호는 주 증폭기를 통해 다시 증폭(~104)시켜 AD 변환기(Converter)로 전달된다. The analyzer 400 converts the electrical signal into a voltage signal through a preamp and amplifies the signal (˜10 5 times). Among the amplified voltage signals, noise and noise are filtered through a high-pass filter, and the filtered voltage signals are amplified again through the main amplifier (~ 10 4 ) and transferred to the AD converter.
AD 변환기(Converter)는 펄스신호를 디지털 신호로 변환시켜 데이터 획득부(DAQ, 410)로 보내며, 데이터 획득부(DAQ,410)를 통과한 신호는 컴퓨터(PC, 490)의 소프트웨어를 통해 그 신호의 크기를 화면으로 디스플레이하게 된다.The AD converter converts the pulse signal into a digital signal and sends it to the data acquisition unit (DAQ, 410), and the signal passing through the data acquisition unit (DAQ, 410) is transmitted through the software of the computer (PC, 490). The size of the screen will be displayed.
상기 컴퓨터(PC, 490)에서는 전기신호로 변환된 전압신호의 크기를 x-축에 두고, 각 전압신호 당 검출횟수를 y축에 디스플레이한다. 이 디스플레이 되는 그래프를 파고분포라고 하는데, 이 파고분포에 해당하는 그래프는 방사능 물질마다 고유한 그래프가 있으며, 먼저 표준으로 검출한 방사능 물질의 파고분포를 저장해 놓는다. The computer PC 490 sets the magnitude of the voltage signal converted into an electrical signal on the x-axis, and displays the number of detections per voltage signal on the y-axis. This displayed graph is called crest distribution, and the graph corresponding to crest distribution has a unique graph for each radioactive substance. First, a crest distribution of radioactive substances detected as a standard is stored.
이후, 식재료에서 검출되는 방사능 물질의 파고분포를 측정한 다음 두 파고분포에 대한 그래프를 비교함으로써 식재료에서 방출되는 방사능 물질의 핵종과 그 선량을 측정할 수 있게 된다.Then, by measuring the wave height distribution of the radioactive material detected in the food material and by comparing the graphs for the two wave height distribution it is possible to measure the nuclide and the dose of the radioactive material released from the food material.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치의 동작 과정을 이하 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the operation of the radioactive material detection device of the food material using the gas electron amplifier according to the present invention configured as described above is as follows.
도 4는 본 발명에 따른 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치의 모식도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이송부(300)의 컨베이어벨트부(310)에 위치한 GEM 검출기(200)는 차폐부(110)를 통해 납으로 차폐되며, 식재료는 다양한 크기의 플라스틱 용기에 담겨서 이동된다.Figure 4 is a schematic diagram of a radioactive material detection device of the food material using a gas electron amplifier according to the present invention, as shown in Figure 4, the GEM detector 200 located in the conveyor belt 310 of the transfer unit 300 of the present invention ) Is shielded with lead through the shield 110, the food is moved in a plastic container of various sizes.
플라스틱 용기에 담긴 식재료는 컨베이어벨트부(310)에 위치한 저울(32)에서 그 질량을 측정되고, 측정된 질량에 대한 정보는 컴퓨터(490)로 전송되고, 이 전송된 정보를 트리거(Trigger) 신호로 삼아 컴퓨터(490)는 컨베이어벨트부(310)를 가동시켜 식재료를 GEM 검출기(200)가 있는 지점까지 이동시킨다. The food material contained in the plastic container is measured on the mass of the balance 32 located on the conveyor belt 310, the information on the measured mass is transmitted to the computer 490, and triggers the transmitted information (Trigger) signal As a result, the computer 490 operates the conveyor belt 310 to move the foodstuff to the point where the GEM detector 200 is located.
상기 GEM 검출기(200)가 위치한 곳에는 CCD 카메라(330)가 설치되어 식재료가 CCD 카메라(330)에 포착되면, CCD 카메라(330)는 이 정보를 컴퓨터(490)로 전송한다. Where the GEM detector 200 is located, a CCD camera 330 is installed and the food is captured by the CCD camera 330, the CCD camera 330 transmits this information to the computer 490.
컴퓨터(490)는 식재료의 이송을 중단하기 위해 컨메이어벨트부(310)의 동작을 중단하고 GEM 검출기(200)를 가동시켜 식재료의 방사능을 측정하기 시작한다. 이때, 예를 들어 식재료가 100Bq의 방사능을 가졌다면 분당 6000개의 방사능을 방출할 것이고, 이 중 1/4이 GEM 검출기(200)에 들어온다면 1500개의 방사선이 GEM 검출기(200)로 들어오게 된다.The computer 490 stops the operation of the conveyor belt unit 310 to stop the transport of the food material and starts the GEM detector 200 to start measuring the radioactivity of the food material. At this time, for example, if the food material had 100 Bq of radiation, it would emit 6000 radiation per minute, and if one quarter of them entered the GEM detector 200, 1500 radiation would enter the GEM detector 200.
이 중 20%의 방사선을 검출하게 되면 분당 300개의 방사선을 검출하게 되고, 10분간 측정하면 대략 3000개의 방사선을 검출하게 되며, 이 정도의 방사선량에 대한 파고분포를 얻는다면 방사능 물질의 핵종과 방사선량을 알 수 있게 된다.If 20% of the radiation is detected, it will detect 300 radiations per minute, and if it is measured for 10 minutes, it will detect approximately 3000 radiations. The quantity will be known.
상술한 바와 같이 본 발명은 식재료에서 나오는 방사선을 광전효과나 컴프턴효과를 유도하여 발생된 내부 충진기체의 전리전자 또는 입사 하전입자에 의해 직접 발생된 내부 충진기체의 전리전자를 기체전자증폭기를 이용하여 GEM 구멍에서 전자사태를 통해 증폭시켜 그 핵종과 선량을 측정함으로써, 종래의 방사선 검출기는 선량만 측정할 수 있는 GM 가스 튜브 방식과 분말 형태로 가공한 식재료만 측정할 수 있는 신틸레이터 방식의 단점을 개선할 수 있게 된다.As described above, the present invention uses a gas electron amplifier for ionizing electrons in the internal filling gas or ionizing electrons in the internal filling gas directly generated by the incident charged particles. By measuring the nuclide and the dose by amplifying through the avalanche in the GEM hole, the conventional radiation detector has the disadvantages of the GM gas tube method that can measure only the dose and the scintillator method that can measure only the ingredients processed in powder form. It will be possible to improve.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. It will be possible. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (3)
- 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치에 있어서,In the radioactive material detection apparatus of food materials using a gas electron amplifier,입사한 방사선을 광전자 또는 컴프턴전자로 변환시키는 광전변환부와, 상기 광전변환부에서 변환된 광전자 또는 컴프턴전자를 입력받아 증폭시키는 기체전자증폭부, 및 상기 기체전자증폭부에서 증폭된 전자구름이 양극에 도달한 위치를 전기신호로 받아들여 전자구름의 크기를 파악하여 출력하는 출력부를 포함하는 GEM 검출기와; A photoelectric conversion unit for converting incident radiation into photoelectrons or compton electrons, a gas electron amplification unit for receiving and amplifying the photoelectrons or compton electrons converted by the photoelectric conversion unit, and an electron cloud amplified by the gas electron amplification unit A GEM detector including an output unit which receives the position reaching the anode as an electric signal and grasps and outputs the size of the electron cloud;식재료를 상기 GEM 검출기가 설치된 위치로 이동시키는 이송부; 및A transfer unit for moving food to a location where the GEM detector is installed; And상기 GEM 검출기로부터 출력되는 전기신호를 증폭 및 변환시켜 방사선의 핵종과 선량을 분석하는 분석부(Readout Electronics)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치.And an analysis unit (Readout Electronics) for amplifying and converting an electrical signal output from the GEM detector to analyze radionuclides and doses of radiation.
- 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,상기 분석부(Readout Electronics)는The analysis unit (Readout Electronics)상기 GEM 검출기의 출력부로부터 전달되는 전기신호를 증폭하여 전압신호로 변환하는 전하신호증폭부와, A charge signal amplifier for amplifying and converting an electric signal transmitted from an output of the GEM detector into a voltage signal;상기 증폭된 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 AD변환부, 및 An AD converter converting the amplified voltage signal into a digital signal;상기 변환된 디지털 신호를 컴퓨터 화면으로 출력하는 데이터 획득부(DAQ)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치. And a data acquisition unit (DAQ) for outputting the converted digital signal on a computer screen.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,상기 이송부에는 The transfer section식재료의 질량을 재는 저울과, Scales for weighing ingredients,식재료의 위치를 감지하는 CCD카메라, CCD camera to detect the location of food,외부 방사선으로부터 GEM 검출기를 차폐하는 차폐부, 및A shield that shields the GEM detector from external radiation, and컨베이어벨트를 구동하는 동력부를 포함하는 컨베이어벨트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체전자증폭기를 이용한 식재료의 방사능 물질 검출장치. Radioactive material detection apparatus of the food material using a gas electron amplifier comprising a conveyor belt including a power unit for driving the conveyor belt.
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