WO2022092708A1 - Device for measuring radon through pulse detection of alpha particles - Google Patents

Device for measuring radon through pulse detection of alpha particles Download PDF

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한일원자력(주)
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    • G01T7/02Collecting means for receiving or storing samples to be investigated and possibly directly transporting the samples to the measuring arrangement; particularly for investigating radioactive fluids

Definitions

  • alpha particles Because of their electric charge and heavy mass, alpha particles are easily absorbed by matter and can only travel a few centimeters in air. It is absorbed even in a sheet of tissue paper, and it is also absorbed into the human outer skin layer (about 40 micrometers, the thickness of a few cells). For this reason, it is generally not dangerous if not eaten or inhaled. However, due to its heavy mass and strong absorption, it is also the most dangerous ionizing radiation once it enters the body. It is the most strongly ionized, and if exposed to a certain amount, it may show various exposure symptoms. The damage to chromosomes caused by alpha particles is more than 100 times greater than the damage caused by the same amount of other types of radiation.
  • the alpha particle detection unit may further include a probe unit shield that physically surrounds the probe unit and electrically shields the probe unit.
  • an example of a radon measuring instrument 1 through pulse detection of alpha particles is an alpha particle detection unit 10 , a pulse processing unit 20 , a control unit 30 , a power supply unit 40 , an input unit 50 . and a display unit 60 .
  • the probe part shield 300 physically surrounds the probe part 200 to electrically shield it, so that external noise is not introduced into the probe part 200 .
  • the voltage follower unit 500 amplifies the current of the electric signal input from the preamplifier unit 400 and generates a constant signal delay.
  • a metallic BNC connector may be used as the probe unit shield 300 . That is, the body of the BNC connector is physically fixed to one surface of the ionization chamber 100 through a bolt-nut structure, and the probe unit 200 is connected to one end of the conducting wire surrounded by an insulator inside the body of the BNC connector. can Since the probe unit 200 connected to one end of the BNC connector is disposed inside the ionization chamber 100 , the other end of the lead wire of the BNC connector is disposed outside the ionization chamber 100 .
  • the ionization chamber 100 is formed by combining the side chamber 120 and the upper chamber 130 .
  • FIG. 6 is a graph illustrating a pulse processing algorithm of the pulse processing unit.
  • the pulse processing unit 20 to count the number of generated pulses without missing pulses through a unique configuration and processing algorithm, it is possible to improve measurement accuracy even when alpha particles are generated minutely in succession.

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Abstract

The present invention relates to a device for measuring radon through pulse detection of alpha particles and, more particularly, to a device for measuring radon wherein ion charges generated due to alpha particles generated during alpha decay of radon are pulsed and detected through a single probe rod, and the number of particles is counted without omission, even when alpha particles are generated in microscopic succession, thereby improving measurement accuracy of radon.

Description

알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기Radon Meter with Pulse Detection of Alpha Particles
본 발명은 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라돈의 알파붕괴시 발생하는 알파 입자로 인해 발생한 이온 전하를 단일 탐침봉을 통하여 펄스화하여 검출하고 알파 입자가 미세하게 연달아 발생하는 경우에도 누락 없이 입자의 개수를 측정함으로써 측정 정확도를 향상시킨 라돈 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a radon measuring instrument through pulse detection of alpha particles, and more particularly, by pulsing the ion charge generated due to alpha particles generated during the alpha decay of radon through a single probe rod and detecting the alpha particles minutely in succession. It relates to a radon meter that improves the measurement accuracy by measuring the number of particles without omission even when they occur.
알파 입자는 우라늄이나 라듐과 같은 방사성 물질이 알파 붕괴를 하는 도중에 방출된다. 이 과정에서 때로는 원래의 원자핵이 들뜬 상태에 놓이기도 하며, 남는 에너지는 감마선 방출을 통해서 방출되기도 한다. 베타 붕괴와 달리, 알파 붕괴는 강한 상호작용에 의해 이루어진다.Alpha particles are emitted during alpha decay of radioactive materials such as uranium and radium. In this process, the original nucleus is sometimes placed in an excited state, and the excess energy is released through gamma-ray emission. Unlike beta decay, alpha decay is driven by strong interactions.
알파 입자가 방출될 때, 원소의 원자 질량은 거의 4 amu가 줄어든다. 이는 4개의 핵자를 잃기 때문이다. 원자는 2개의 양성자 손실로 인해 원자번호가 2 감소하며, 새로운 원소가 된다. 예를 들어, 라듐은 알파 붕괴를 통해 라돈이 된다.When an alpha particle is emitted, the atomic mass of the element is reduced by almost 4 amu. This is because it loses 4 nucleons. The atom loses its atomic number by 2 due to the loss of two protons and becomes a new element. For example, radium becomes radon through alpha decay.
알파 입자는 전하와 무거운 질량 때문에, 쉽게 물질에 흡수되며, 공기 중에서는 몇 센티미터 밖에 나아가지 못한다. 휴지 한장에도 흡수되며, 사람의 외피층(약 40 마이크로미터, 몇 개 가량의 세포 두께)에도 흡수된다. 이러한 이유로 먹거나 흡입하지 않는다면 일반적으로는 위험하지 않다. 하지만, 무거운 질량 및 강한 흡수성 때문에, 일단 체내에 진입하게 된다면, 가장 위험한 전리 복사이기도 하다. 가장 강하게 이온화 하며, 어느 정도의 양에 노출된다면 여러가지 피폭 증세를 보이기도 한다. 알파 입자에 의한 염색체의 피해는 동일한 양의 다른 종류의 방사선에 의한 피해에 비해 100배 이상 크다. Because of their electric charge and heavy mass, alpha particles are easily absorbed by matter and can only travel a few centimeters in air. It is absorbed even in a sheet of tissue paper, and it is also absorbed into the human outer skin layer (about 40 micrometers, the thickness of a few cells). For this reason, it is generally not dangerous if not eaten or inhaled. However, due to its heavy mass and strong absorption, it is also the most dangerous ionizing radiation once it enters the body. It is the most strongly ionized, and if exposed to a certain amount, it may show various exposure symptoms. The damage to chromosomes caused by alpha particles is more than 100 times greater than the damage caused by the same amount of other types of radiation.
인체의 건강에 막대한 영향을 미치는 라돈(Rn)의 실내 농도를 정확하게 평가하기 위하여, 그동안 여러 종류의 계측기와 다양한 측정 방법 및 장치들이 널리 개발되어 사용되어 왔는데 라돈(Rn)은 무색, 무취의 비활성기체이므로 반응성이 없어서 직접 측정은 어렵고 라돈(Rn)의 알파(α) 붕괴 시 발생하는 알파 입자의 빈도가 라돈 농도에 비례하므로 대기중의 알파 입자를 검출하여 실내 라돈 농도를 측정한다. 즉, 알파 입자를 정확하게 검출하는 것이 곧 실내 라돈 농도를 정확히 측정하는 방법이다.In order to accurately evaluate the indoor concentration of radon (Rn), which has a huge impact on human health, various types of measuring instruments and various measuring methods and devices have been widely developed and used. Radon (Rn) is a colorless, odorless inert gas. Therefore, it is difficult to measure directly because there is no reactivity, and since the frequency of alpha particles generated during alpha (α) decay of radon (Rn) is proportional to the radon concentration, the indoor radon concentration is measured by detecting alpha particles in the atmosphere. In other words, accurate detection of alpha particles is a method of accurately measuring indoor radon concentration.
예컨대 종래 기술 중에서 펄스형 이온화 챔버를 이용한 알파 입자 검출 기술이 존재한다. 펄스형 이온화 챔버는 금속으로 된 상자 내부에 탐침 형태의 전극을 설치하고 금속 원통과 내부 탐침 사이에 바이어스 전압을 인가하여 전기장을 형성한 구조이다. 이 이온 챔버 내부에서 알파 붕괴가 발생하여 알파입자가 방출되면 공기와의 충돌로 알파입자는 소멸되지만 이온 전하가 발생하므로 이를 중앙 탐침을 통하여 흡수하여 신호를 증폭하면 알파입자를 검출할 수 있다. 그러나 이온화 챔버의 경우 전기적 노이즈에 민감하여 측정회로를 꾸미기가 곤란하고, 알파 입자가 미세하게 연달아 발생하여 탐침에 짧은 시간 간격을 갖는 다수의 미세 전하가 접촉되는 경우에는 펄스의 개수를 계수하는 데에 큰 오차가 발생하는 문제가 있었다.For example, among the prior art, there is an alpha particle detection technique using a pulsed ionization chamber. The pulsed ionization chamber has a structure in which an electric field is formed by installing a probe-shaped electrode inside a metal box and applying a bias voltage between the metal cylinder and the inner probe. When alpha decay occurs inside this ion chamber and alpha particles are released, alpha particles are destroyed by collision with air, but ionic charges are generated. However, in the case of the ionization chamber, it is difficult to decorate the measurement circuit because it is sensitive to electrical noise, and when a large number of microcharges with short time intervals are in contact with the probe due to alpha particles being generated minutely in succession, it is difficult to count the number of pulses. There was a problem in which a large error occurred.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 착안된 것으로서, 라돈의 알파붕괴시 발생하는 알파 입자로 인해 발생한 이온 전하를 단일 탐침봉을 통하여 펄스화하여 검출하고 알파 입자가 미세하게 연달아 발생하는 경우에도 누락 없이 입자의 개수를 측정함으로써 측정 정확도를 향상시킨 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above problems, and the ion charge generated due to the alpha particles generated during the alpha decay of radon is detected by pulsing through a single probe, and the alpha particles are omitted even when they are generated minutely in succession. An object of the present invention is to provide a radon meter through pulse detection of alpha particles, which improves measurement accuracy by measuring the number of particles without
본 발명의 일례에 따른 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기는, 이온화 챔버 내에서 탐침부를 이루는 이온 검출용 탐침에서 검출된 알파 입자에 대응하는 전기적 펄스를 생성하는 알파 입자 검출부; 상기 전기적 펄스를 처리하여, 상기 알파 입자 검출부에서 검출된 알파 입자의 개수를 계수하는 펄스 처리부; 상기 알파 입자 검출부 및 상기 펄스 처리부의 전반적인 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 알파 입자 검출부, 상기 펄스 처리부 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함할 수 있다. A radon measuring device through pulse detection of alpha particles according to an example of the present invention includes: an alpha particle detection unit generating an electrical pulse corresponding to the alpha particles detected by the ion detection probe constituting the probe unit in the ionization chamber; a pulse processing unit that processes the electrical pulse and counts the number of alpha particles detected by the alpha particle detection unit; a control unit for controlling overall operations of the alpha particle detection unit and the pulse processing unit; and a power supply unit for supplying power to the alpha particle detection unit, the pulse processing unit, and the control unit.
또한, 상기 알파 입자 검출부는, 상기 탐침부를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐하는 탐침부 실드;를 더 포함할 수 있다. In addition, the alpha particle detection unit may further include a probe unit shield that physically surrounds the probe unit and electrically shields the probe unit.
또한, 상기 탐침부 실드는, 상기 이온화 챔버의 일부에 결합되며, 중심을 관통하여 절연부, 제1 단자 및 제2 단자가 형성되어 있는 BNC 커넥터일 수 있다. In addition, the shield of the probe unit may be a BNC connector coupled to a part of the ionization chamber and having an insulating unit, a first terminal, and a second terminal formed through a center thereof.
또한, 상기 절연부는 상기 탐침부와 상기 이온화 챔버를 절연시킬 수 있다. In addition, the insulating part may insulate the probe part from the ionization chamber.
또한, 상기 BNC 커넥터의 상기 제1 단자에는 상기 탐침부가 전기적으로 연결되어, 상기 탐침부의 일단은 상기 이온화 챔버의 내부에, 상기 탐침부의 타단은 상기 이온화 챔버의 외부에 각각 위치하도록 할 수 있다. In addition, the probe unit may be electrically connected to the first terminal of the BNC connector such that one end of the probe unit is located inside the ionization chamber and the other end of the probe unit is located outside the ionization chamber.
또한, 상기 BNC 커넥터의 제2 단자는 접지되도록 할 수 있다. In addition, the second terminal of the BNC connector may be grounded.
또한, 상기 탐침부로부터 입력되는 전기적 신호를 증폭하는 전치증폭부;및 상기 전치증폭부를 전기적으로 차폐하는 전치증폭부 실드;를 더 포함하는 것이 좋다. In addition, it is preferable to further include a pre-amplification unit for amplifying the electrical signal input from the probe unit; and a pre-amplification unit shield for electrically shielding the pre-amplifier unit.
나아가, 상기 전치증폭부로부터 입력받은 전기적 신호의 전류를 증폭하고, 일정한 신호 지연을 발생시키는 전압 폴로워부;및 상기 전치증폭부 및 상기 전압 폴로워부로부터 각각 전기적 신호를 입력받은 후 이를 차동증폭함으로써 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 펄스를 생성하는 차동증폭부;를 더 포함하는 것이 좋다. Furthermore, a voltage follower unit amplifies the current of the electrical signal inputted from the preamplifier unit and generates a constant signal delay; and after receiving the electrical signals from the preamplifier unit and the voltage follower unit, respectively, it is detected by differentially amplifying it It is preferable to further include; a differential amplifier for generating an electrical pulse according to the radon ions.
또한, 상기 펄스 처리부는, 상기 알파 입자 검출부로부터 입력된 전기적 신호의 전위가 소정의 펄스 발생 기준 전압보다 큰지 여부를 판단하고, 상기 전기적 신호의 전위가 상기 펄스 발생 기준 전압보다 높은 경우, 단위 시간 당 전압 변화량이 양(+)에서 음(-)으로 변화하는 시각의 전위를 제1 최대 전압으로 설정하고, 상기 제1 최대 전압이 발생한 시각 이후에 소정의 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출되면, 상기 제1 최대 전압이 발생한 시각에 펄스가 검출된 것으로 판단할 수 있다. In addition, the pulse processing unit determines whether a potential of the electrical signal input from the alpha particle detection unit is greater than a predetermined pulse generation reference voltage, and when the electrical signal potential is higher than the pulse generation reference voltage, per unit time The potential at the time when the voltage change amount changes from positive (+) to negative (-) is set as the first maximum voltage, and when a voltage lower than a predetermined threshold potential difference is detected after the time when the first maximum voltage is generated, the second 1 It can be determined that the pulse is detected at the time when the maximum voltage is generated.
또한, 상기 펄스 처리부는, 상기 제1 최대 전압이 발생한 이후, 상기 전기적 신호의 전위가 상기 펄스 발생 기준 전압보다 낮아지면, 상기 전기적 신호의 전위가 다시 상기 펄스 발생 기준 전압보다 높아질 때까지 펄스 개수를 계수하지 않을 수 있다. In addition, the pulse processing unit, after the first maximum voltage is generated, when the potential of the electrical signal is lower than the pulse generation reference voltage, the number of pulses until the potential of the electrical signal becomes higher than the pulse generation reference voltage again may not count.
또한, 상기 펄스 처리부는, 상기 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출된 시각 이후에 다시 단위 시간 당 상기 전기적 신호의 전압 변화량이 양(+)이 된 경우, 상기 전기적 신호의 단위 시간 당 전압 변화량이 재차 음(-)으로 변화하는 시각의 전위를 제2 최대 전압으로 설정하고, 상기 제2 최대 전압이 발생한 시각 이후에 소정의 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출되면, 상기 제2 최대 전압이 발생한 시각에 펄스가 검출된 것으로 판단할 수 있다.In addition, when the voltage change amount of the electrical signal per unit time becomes positive again after the time when a voltage lower than the threshold potential difference is detected, the pulse processing unit, the voltage change amount per unit time of the electrical signal is negative again The potential at the time of changing to (-) is set as the second maximum voltage, and when a voltage lower than a predetermined threshold potential difference is detected after the time when the second maximum voltage is generated, a pulse is generated at the time when the second maximum voltage is generated can be judged to have been detected.
본 발명을 이용하면, 라돈의 알파붕괴시 발생하는 알파 입자로 인해 발생한 이온 전하를 단일 탐침봉을 통하여 펄스화하여 검출하고 알파 입자가 미세하게 연달아 발생하는 경우에도 누락 없이 입자의 개수를 측정함으로써 측정 정확도를 향상시킨 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기를 구현할 수 있는 효과가 있다.Using the present invention, the ion charge generated by the alpha particles generated during the alpha decay of radon is detected by pulsing through a single probe, and the number of particles is measured without omission even when the alpha particles are generated minutely in succession. It has the effect of realizing a radon meter through the pulse detection of alpha particles, which has improved
도 1은 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기의 일례를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing an example of a radon meter through pulse detection of alpha particles;
도 2는 도 1의 실시예에서 알파 입자 검출부를 더욱 구체적으로 나타낸 블록도,2 is a block diagram showing the alpha particle detection unit in more detail in the embodiment of FIG. 1;
도 3은 도 2의 알파 입자 검출부의 일례에 따른 회로도,3 is a circuit diagram according to an example of the alpha particle detection unit of FIG. 2;
도 4는 탐침부 실드로서 사용되는 BNC 커넥터가 이온화 챔버 및 탐침부와 결합된 경우를 예시한 도면,4 is a diagram illustrating a case in which a BNC connector used as a probe part shield is combined with an ionization chamber and a probe part;
도 5는 도 2의 알파 입자 검출부에서 출력되는 펄스의 파형을 예시한 그래프,5 is a graph illustrating a waveform of a pulse output from the alpha particle detection unit of FIG. 2;
도 6은 펄스 처리부의 펄스 처리 알고리즘을 설명하기 위하여 예시한 그래프이다.6 is a graph illustrating a pulse processing algorithm of the pulse processing unit.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a radon meter through pulse detection of alpha particles according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기의 일례를 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram showing an example of a radon meter through pulse detection of alpha particles.
도 1에서 나타낸 바와 같이, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기(1)의 일례는, 알파 입자 검출부(10), 펄스 처리부(20), 제어부(30), 전원부(40), 입력부(50) 및 표시부(60)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1 , an example of a radon measuring instrument 1 through pulse detection of alpha particles is an alpha particle detection unit 10 , a pulse processing unit 20 , a control unit 30 , a power supply unit 40 , an input unit 50 . and a display unit 60 .
알파 입자 검출부(10)는 이온화 챔버 및 이온 검출용 탐침을 더 포함하며, 이온 검출용 탐침에서 검출된 알파 입자에 대응하는 펄스를 생성한다. 생성된 펄스는 펄스 처리부(20)로 전달된다. The alpha particle detection unit 10 further includes an ionization chamber and an ion detection probe, and generates a pulse corresponding to the alpha particle detected by the ion detection probe. The generated pulse is transmitted to the pulse processing unit 20 .
펄스 처리부(20)는 알파 입자 검출부(10)로부터 입력되는 펄스를 처리하여, 알파 입자 검출부(10)에서 검출된 알파 입자의 개수를 계수한다. The pulse processing unit 20 processes a pulse input from the alpha particle detection unit 10 and counts the number of alpha particles detected by the alpha particle detection unit 10 .
제어부(30)는 라돈 측정기(1)의 전반적인 동작을 제어한다. The control unit 30 controls the overall operation of the radon meter (1).
전원부(40)는 라돈 측정기(1)의 각 구성요소에 전력을 공급하여 라돈 측정기(1)가 정상적으로 동작할 수 있도록 한다. The power supply unit 40 supplies power to each component of the radon meter 1 so that the radon meter 1 can operate normally.
입력부(50)는 라돈 측정기(1)의 구체적인 동작을 위한 사용자의 입력을 수신한다. 예컨대 입력부(50)는 적어도 하나의 터치형 센서 스위치를 포함하여 이루어지는 센서 스위치 모듈이 될 수 있으며, 그 밖에도 사용자의 조작에 따른 입력 신호를 받아들일 수 있는 것이라면 키보드, 키패드, 기타 어떠한 입력 인터페이스도 가능하며, 2 이상의 입력 인터페이스의 조합도 가능하다. The input unit 50 receives a user input for a specific operation of the radon meter 1 . For example, the input unit 50 may be a sensor switch module including at least one touch-type sensor switch, and in addition, as long as it can receive an input signal according to a user's operation, a keyboard, keypad, or any other input interface is possible. and a combination of two or more input interfaces is also possible.
표시부(60)는 라돈 측정기(1)에서 측정된 라돈 농도, 알파 입자의 개수, 기타 라돈 측정기(1)에서 표시하고자 하는 다양한 정보를 표시한다. 표시부(60)는 정보를 시각적으로 표시하여 사용자에게 제공할 수 있는 것이라면 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, LED 램프 어레이, 기타 어떠한 표시 장치도 가능하며, 2 이상의 표시 장치의 조합도 가능하다. The display unit 60 displays the radon concentration measured by the radon measuring device 1 , the number of alpha particles, and other various information to be displayed by the radon measuring device 1 . The display unit 60 may be an LCD display, an LED display, an LED lamp array, or any other display device as long as it can visually display information and provide it to the user, and a combination of two or more display devices is also possible.
도 2는 도 1의 실시예에서 알파 입자 검출부를 더욱 구체적으로 나타낸 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram showing the alpha particle detection unit in more detail in the embodiment of FIG. 1 .
도 2에서 나타낸 바와 같이, 알파 입자 검출부(10)는, 이온화 챔버(100), 탐침부(200), 탐침부 실드(300), 전치증폭부(400), 전치증폭부 실드(450), 전압 폴로워부(500) 및 차동증폭부(600)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 2 , the alpha particle detection unit 10 includes an ionization chamber 100 , a probe unit 200 , a probe unit shield 300 , a preamplifier unit 400 , a preamplifier shield 450 , and a voltage It is made to include a follower unit 500 and a differential amplification unit (600).
이온화 챔버(100)는 검출 대상이 되는 알파 입자를 포집하기 위하여 라돈 측정기(1)가 배치되는 공간의 공기의 일부를 가두는 역할을 한다. 이온화 챔버(100)는 공기가 유통될 수 있도록 금속성 원통의 적어도 일부가 개방된 형상을 하는 것이 일반적이다. The ionization chamber 100 serves to confine a part of air in the space in which the radon meter 1 is disposed in order to collect the alpha particles to be detected. The ionization chamber 100 generally has a shape in which at least a portion of the metallic cylinder is opened so that air can flow.
탐침부(200)는 이온화 챔버(100)의 내부에 이온화 챔버(100)와 접촉하지 않도록 배치된다. 탐침부(200)는 이온화 챔버(100) 내부에 머무르는 공기 중에서 알파 붕괴에 따라 발생한 알파 입자에 의하여 대전된 이온(이하 편의상 “라돈 이온”이라 표현한다)을 검출하게 된다. The probe unit 200 is disposed inside the ionization chamber 100 so as not to contact the ionization chamber 100 . The probe unit 200 detects ions (hereinafter, referred to as “radon ions” for convenience) charged by alpha particles generated due to alpha decay in the air staying inside the ionization chamber 100 .
탐침부 실드(300)는 탐침부(200)를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐해줌으로써 탐침부(200)로 외부의 노이즈가 유입되지 않도록 한다. The probe part shield 300 physically surrounds the probe part 200 to electrically shield it, so that external noise is not introduced into the probe part 200 .
전치증폭부(400)는 탐침부(200)에서 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 신호를 증폭하여 이후의 회로 구성요소에 전달한다. The preamplifier 400 amplifies an electrical signal according to the radon ion detected by the probe unit 200 and transmits it to a subsequent circuit component.
전치증폭부 실드(450)는 전치증폭부(400)를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐해줌으로써 전치증폭부(400)로 외부의 노이즈가 유입되지 않도록 한다. The pre-amplifier shield 450 physically surrounds the pre-amplifier 400 and electrically shields it to prevent external noise from being introduced into the pre-amplifier 400 .
전압 폴로워부(500)는 전치증폭부(400)로부터 입력받은 전기적 신호의 전류를 증폭하고, 일정한 신호 지연을 발생시킨다. The voltage follower unit 500 amplifies the current of the electric signal input from the preamplifier unit 400 and generates a constant signal delay.
차동증폭부(600)는 전치증폭부(400) 및 전압 폴로워부(500)로부터 각각 전기적 신호를 입력받은 후 이를 차동증폭함으로써 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 펄스를 생성하고, 이를 펄스 처리부(20)로 전달한다. The differential amplifier 600 receives electrical signals from the pre-amplifier 400 and the voltage follower 500, respectively, and then differentially amplifies them to generate an electric pulse according to the detected radon ions, and it is a pulse processing unit 20 forward to
도 3은 도 2의 알파 입자 검출부의 일례에 따른 회로도이다. 3 is a circuit diagram according to an example of the alpha particle detection unit of FIG. 2 .
명세서 전체에서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이온화 챔버(100)는 일정 전압으로 대전되기 위하여, 양(+)의 값을 갖는 소정의 바이어스 전원(110)이 인가된다. 바이어스 전원(110)은 전원부(40)로부터 제공될 수 있다. In order to charge the ionization chamber 100 at a constant voltage, a predetermined bias power source 110 having a positive (+) value is applied. The bias power supply 110 may be provided from the power supply unit 40 .
한편, 전원부(40)는 3.7V 정격전압을 갖는 리튬폴리머 배터리 등 2차 전지로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이 경우, 전원부(40)는 2차 전지의 전압을 승압하는 회로를 더 갖추고, 전원부(40)로부터의 출력 전압이 라돈 측정기(1)의 회로에 공급되는 전원전압, 예컨대 12V이 되도록 할 수 있다. Meanwhile, the power supply unit 40 may receive power from a secondary battery such as a lithium polymer battery having a rated voltage of 3.7V. In this case, the power supply unit 40 is further equipped with a circuit for boosting the voltage of the secondary battery, and the output voltage from the power supply unit 40 can be the power supply voltage supplied to the circuit of the radon meter 1, for example, 12V. .
그런데 이온화 챔버(100)의 경우, 챔버 내의 공기를 약 50V 전후의 전압으로 대전시켜야 한다. 이 경우, 전원부(40)의 출력 전압인 예컨대 12V는 지나치게 낮은 전압이 된다. 따라서, 바이어스 전원(110)은 전원부(40)로부터 공급받는 약 12V의 전원전압을 입력전압으로 하고, 약 50V 전후의 대전전압을 출력전압으로 하는 승압회로를 더 포함하도록 할 수 있다. However, in the case of the ionization chamber 100, the air in the chamber needs to be charged with a voltage of about 50V. In this case, the output voltage of the power supply unit 40, for example, 12V, becomes an excessively low voltage. Accordingly, the bias power supply 110 may further include a boosting circuit in which a power supply voltage of about 12V supplied from the power supply unit 40 is used as an input voltage and a charging voltage of about 50V is used as an output voltage.
이를 통하여, 하나의 3.7V 정격전압을 갖는 2차 전지 전원으로부터 서로 다른 전압인 전원전압(12V)과 대전전압(50V)을 모두 이용할 수 있게 된다. Through this, it is possible to use both the power supply voltage (12V) and the charging voltage (50V), which are different voltages, from a secondary battery power source having a 3.7V rated voltage.
탐침부(200)는 이온화 챔버(100)의 내부에 배치되되, 이온화 챔버(100)와 접촉하지 않도록 배치된다. 이를 위하여 탐침부(200)를 이온화 챔버(100)로부터 절연시켜주기 위한 절연 부재(도면에 나타내지 않음)가 탐침부(200)와 이온화 챔버(100)의 사이에 더 배치될 수 있다. The probe unit 200 is disposed inside the ionization chamber 100 , and is disposed so as not to contact the ionization chamber 100 . To this end, an insulating member (not shown) for insulating the probe unit 200 from the ionization chamber 100 may be further disposed between the probe unit 200 and the ionization chamber 100 .
탐침부 실드(300)는 탐침부(200)를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐해줌으로써 탐침부(200)로 외부의 노이즈가 유입되지 않도록 한다. The probe part shield 300 physically surrounds the probe part 200 to electrically shield it, so that external noise is not introduced into the probe part 200 .
예컨대, 탐침부 실드(300)로서 금속성의 BNC 커넥터가 사용될 수 있다. 즉, BNC 커넥터의 몸체를 이온화 챔버(100)의 일측 표면에 볼트-너트 구조를 통하여 물리적으로 고정시키고, 탐침부(200)는 BNC 커넥터의 몸체 내부의 절연체로 둘러싸여진 도선의 일단에 연결되도록 할 수 있다. BNC 커넥터의 일단에 연결된 탐침부(200)가 이온화 챔버(100)의 내부에 배치되므로, BNC 커넥터의 도선의 타단은 이온화 챔버(100)의 외부에 배치된다. For example, a metallic BNC connector may be used as the probe unit shield 300 . That is, the body of the BNC connector is physically fixed to one surface of the ionization chamber 100 through a bolt-nut structure, and the probe unit 200 is connected to one end of the conducting wire surrounded by an insulator inside the body of the BNC connector. can Since the probe unit 200 connected to one end of the BNC connector is disposed inside the ionization chamber 100 , the other end of the lead wire of the BNC connector is disposed outside the ionization chamber 100 .
한편, BNC 커넥터 내부의 도선을 둘러싼 절연체가 앞서 탐침부(200)를 이온화 챔버(100)로부터 절연시켜주기 위한 절연 부재로서 작용할 수 있다. Meanwhile, the insulator surrounding the conductive wire inside the BNC connector may act as an insulating member for insulating the probe unit 200 from the ionization chamber 100 .
또한, 탐침부 실드(300)는 라돈 측정기(1)의 회로의 그라운드(GND)에 연결시킴으로써 탐침부(200)로 유입되는 외부 노이즈를 한층 저감시킬 수 있다. In addition, by connecting the probe unit shield 300 to the ground (GND) of the circuit of the radon meter 1 , it is possible to further reduce external noise flowing into the probe unit 200 .
예컨대, BNC 커넥터에 존재하는 두 개의 단자 중 탐침이 연결되지 않은 단자를 회로의 그라운드(GND)에 접속시킬 수 있다. For example, a terminal to which a probe is not connected among two terminals existing in the BNC connector may be connected to the ground (GND) of the circuit.
도 4는 탐침부 실드로서 사용되는 BNC 커넥터가 이온화 챔버 및 탐침부와 결합된 경우를 예시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a case in which the BNC connector used as the probe shield is coupled to the ionization chamber and the probe.
도 4에서 나타낸 바와 같이, 이온화 챔버(100)는 측면 챔버(120)와 상면 챔버(130)가 결합하여 이루어진다. As shown in FIG. 4 , the ionization chamber 100 is formed by combining the side chamber 120 and the upper chamber 130 .
BNC 커넥터(310)는 상면 챔버(130)의 중앙부에 결합되며, BNC 커넥터(310)의 중심을 관통하여 절연부(312), 제1 단자(314) 및 제2 단자(316)가 형성되어 있다. The BNC connector 310 is coupled to the central portion of the upper chamber 130 , and an insulating portion 312 , a first terminal 314 , and a second terminal 316 are formed through the center of the BNC connector 310 . .
BNC 커넥터(310)의 절연부(312)는 앞서 도 3을 참조하여 언급한 바와 같이 탐침부(200)가 이온화 챔버(100)로부터 전기적으로 절연되도록 한다. The insulating part 312 of the BNC connector 310 allows the probe part 200 to be electrically insulated from the ionization chamber 100 as described above with reference to FIG. 3 .
BNC 커넥터(310)의 제1 단자(314)에는 도 4에서 나타낸 바와 같이 탐침부(200)를 이루는 탐침이 전기적으로 연결되어, 일단은 이온화 챔버(100)의 내부에, 타단은 이온화 챔버(100)의 외부에 각각 위치하게 된다. A probe constituting the probe unit 200 is electrically connected to the first terminal 314 of the BNC connector 310 as shown in FIG. 4 , and one end is inside the ionization chamber 100 and the other end is the ionization chamber 100 . ) are located outside the
BNC 커넥터(310)의 제2 단자(316)는 인쇄회로기판(도면에 나타내지 않음)의 그라운드(GND)에 접지되도록 도선을 연결시키게 된다. The second terminal 316 of the BNC connector 310 connects the conductive wire to the ground GND of the printed circuit board (not shown).
다시 도 3으로 돌아가면, 전치증폭부(400)는 탐침부(200)에서 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 신호를 일정 정도 증폭하여 이후의 회로 구성요소에 전달한다. 전치증폭부(400)는 라돈 이온 검출 신호의 증폭을 수행하기 위하여 적합한 신호 증폭을 수행하기 위한 범위 내에서 다양한 공지 기술을 사용할 수 있다. Returning to FIG. 3 again, the preamplifier 400 amplifies an electrical signal according to the radon ion detected by the probe unit 200 to a certain extent and transmits it to subsequent circuit components. The preamplifier 400 may use a variety of known techniques within the range for performing appropriate signal amplification in order to amplify the radon ion detection signal.
전치증폭부(400)의 입력단은 탐침부(200)의 단자 중 이온화 챔버(100)의 외부에 노출된 쪽에 연결되며, 전치증폭부(400)의 출력단은 전압 폴로워부(500)의 입력단 및 차동증폭부(600)의 입력단에 각각 연결된다. 또한 전치증폭부(400)의 일단은 라돈 측정기(1)의 회로에서 그라운드(GND)에 접지되도록 한다.The input terminal of the preamplifier 400 is connected to the exposed side of the ionization chamber 100 among the terminals of the probe 200 , and the output terminal of the preamplifier 400 is the input terminal and the differential of the voltage follower part 500 . They are respectively connected to input terminals of the amplifier 600 . In addition, one end of the preamplifier 400 is grounded to the ground (GND) in the circuit of the radon measuring instrument (1).
전치증폭부 실드(450)는 전치증폭부(400)를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐해줌으로써 전치증폭부(400)로 외부의 노이즈가 유입되지 않도록 하기 위한 것으로서, 동박 또는 알루미늄박 등의 금속성 포일처럼 전기적인 차폐가 가능한 다양한 소재로부터 적절히 선택되어 사용될 수 있다. The preamplifier shield 450 is to prevent external noise from entering the preamplifier 400 by physically enclosing the preamplifier 400 and electrically shielding it, like a metallic foil such as copper foil or aluminum foil. It may be appropriately selected from a variety of materials capable of electrical shielding.
전압 폴로워부(500)는 전치증폭부(400)로부터 입력받은 전기적 신호의 전류를 증폭하고, 일정한 신호 지연을 발생시킨다. 따라서, 전치증폭부(400)로부터 입력받은 전기적 신호는 전압 폴로워부(500)의 출력단에서 소정의 시간 간격만큼 지연되어 출력되고, 이는 차동 증폭부(600)의 입력단 중 양(+)의 입력단으로 연결된다. The voltage follower unit 500 amplifies the current of the electric signal input from the preamplifier unit 400 and generates a constant signal delay. Therefore, the electrical signal input from the preamplifier 400 is delayed by a predetermined time interval at the output terminal of the voltage follower unit 500 and output, which is a positive (+) input terminal among the input terminals of the differential amplifier 600 . connected
차동증폭부(600)는 전치증폭부(400) 및 전압 폴로워부(500)로부터 각각 전기적 신호를 입력받은 후 이를 차동증폭한다. The differential amplifier 600 receives electrical signals from the pre-amplifier 400 and the voltage follower 500, respectively, and then differentially amplifies them.
차동증폭부(600)의 입력단 중 양(+)의 입력단은 전압 폴로워부(500)의 출력단에 연결되며, 음(-)의 입력단은 전치증폭부(400)의 출력단에 연결된다. Among the input terminals of the differential amplifier 600 , a positive (+) input terminal is connected to an output terminal of the voltage follower unit 500 , and a negative (−) input terminal is connected to an output terminal of the pre-amplifier 400 .
차동증폭부(600)에서는 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 펄스가 차동증폭되어 생성되며, 생성된 펄스는 펄스 처리부(20)로 전달된다. In the differential amplification unit 600 , an electric pulse according to the detected radon ion is differentially amplified and generated, and the generated pulse is transmitted to the pulse processing unit 20 .
도 5는 도 2의 알파 입자 검출부에서 출력되는 펄스의 파형을 예시한 그래프이다. 5 is a graph illustrating a waveform of a pulse output from the alpha particle detection unit of FIG. 2 .
도 5에서 나타낸 그래프는 차동증폭부(600)에서 펄스 처리부(20)로 입력되는 펄스의 파형을 예시한 그래프이다. The graph shown in FIG. 5 is a graph illustrating a waveform of a pulse input from the differential amplifier 600 to the pulse processing unit 20 .
도 5에서 나타낸 바와 같이, 대기 중의 알파 입자에 의하여 대전된 라돈 이온 각각에 대하여 전기적 펄스가 펄스 처리부(20)로 전달된다. As shown in FIG. 5 , an electric pulse is transmitted to the pulse processing unit 20 for each radon ion charged by alpha particles in the atmosphere.
펄스 처리부(20)에서는 펄스 형태를 관찰하기 위하여, 종래 기술에서 사용되는 GPIO 인터럽트 방식을 사용하는 대신, 아날로그 입력 방식을 적용한다. In order to observe the pulse shape in the pulse processing unit 20, an analog input method is applied instead of using the GPIO interrupt method used in the prior art.
예컨대, 도 5의 예에서 펄스 처리부(20)는 알파 입자 검출부(10)의 차동증폭부(600)로부터 입력되는 전기적 펄스들 중에서 1.5V 이상의 전압을 갖는 펄스만을 계수하도록 할 수 있다. For example, in the example of FIG. 5 , the pulse processing unit 20 may count only pulses having a voltage of 1.5V or more among electrical pulses input from the differential amplifier 600 of the alpha particle detection unit 10 .
도 5에서 동그라미로 표시한 부분(C1 및 C2)은 극히 짧은 시간 간격으로 두 개의 펄스가 검출된 경우를 나타낸 것이다. Portions C1 and C2 indicated by circles in FIG. 5 show a case in which two pulses are detected with an extremely short time interval.
이러한 경우, 펄스 2개가 합쳐져서 종래 기술에 따른 라돈 측정기에서는 이들 펄스를 2개가 아닌 1개로 인식하는 경우가 많았다. In this case, two pulses are combined, and the radon measuring device according to the prior art recognizes these pulses as one instead of two in many cases.
그러나, 본 발명에서는 펄스 처리부(20)의 특유의 구성 및 처리 알고리즘을 통하여 누락되는 펄스가 없이 정확한 펄스 계수가 가능하도록 하고 있다. However, in the present invention, accurate pulse counting is possible without missing pulses through the unique configuration and processing algorithm of the pulse processing unit 20 .
도 6은 펄스 처리부의 펄스 처리 알고리즘을 설명하기 위하여 예시한 그래프이다. 6 is a graph illustrating a pulse processing algorithm of the pulse processing unit.
도 5 및 도 6의 예에서 펄스의 발생 여부를 판단하는 기준 전압(“펄스 발생 기준 전압”)을 1.5V라고 할 때, 입력 신호의 전압이 1.5V를 넘어서는 상황(시각 A)이 되면, 펄스 처리부(20)는 시각 A 이후에 최대 전압이 검출되는 시각(시각 B)을 찾는다. 최대 전압이 검출되는 시각은, 해당 시각(예컨대 시각 B)까지의 단위 시간 당 전압의 변화량이 양(+)이었다가, 해당 시각(예컨대 시각 B) 이후의 단위 시간 당 전압의 변화량이 음(-)이 되는 시각을 찾음으로써 검출할 수 있다. 다시 말해, 계속해서 전압이 상승하다가 전압이 하강하기 시작하는 시각이 최대 전압 시각이 된다. In the examples of FIGS. 5 and 6 , when the reference voltage for determining whether a pulse is generated (“pulse generation reference voltage”) is 1.5V, when the voltage of the input signal exceeds 1.5V (time A), the pulse The processing unit 20 finds a time (time B) at which the maximum voltage is detected after time A. At the time at which the maximum voltage is detected, the amount of change in voltage per unit time up to the time (eg, time B) is positive (+), and the amount of change in voltage per unit time after the time (eg, time B) is negative (-) ) can be detected by finding the time at which In other words, the time at which the voltage continues to rise and then starts to fall becomes the maximum voltage time.
시각 B를 “1차 최대 전압 시각”으로 설정한다. Set time B as “1st maximum voltage time”.
이후, 1차 최대 전압 시각(시각 B)의 전압, 즉 1차 최대 전압에 비하여 소정의 “임계 전위차”보다 낮은 전압, 예컨대 0.025V만큼 낮은 전압이 검출된다면(시각 C), 펄스가 1개 검출된 것으로 취급한다. 1차 최대 전압과의 전위차가 0.025V보다 작은 경우에는 노이즈로 판단함으로써 별다른 처리를 하지 않는다. Then, if the voltage at the first maximum voltage time (time B), that is, a voltage lower than a predetermined “threshold potential difference” compared to the first maximum voltage, for example, a voltage lower by 0.025 V is detected (time C), one pulse is detected treated as being If the potential difference with the primary maximum voltage is less than 0.025V, it is judged as noise and no special processing is performed.
만약 입력 신호의 전압이 펄스 발생 기준 전압인 1.5V 이하로 떨어지게 되면(시각 D), 다시 1.5V 이상의 입력 신호가 감지되기 전까지는 펄스 계수 동작을 하지 않는다. If the voltage of the input signal falls below the pulse generation reference voltage of 1.5V (time D), the pulse counting operation is not performed until an input signal of 1.5V or more is detected again.
만약 입력 신호의 전압이 1.5V 이상인 상황에서 다시 전압 상승이 발생하는 경우에는 “2차 최대 전압 시각”을 찾는다. If the voltage rises again when the voltage of the input signal is 1.5V or higher, find the “second maximum voltage time”.
즉, 시각 E에서는 단위 시간 당 전압의 변화량이 다시 양(+)으로 변화하고 있으므로, 시각 E 이후 단위 시간 당 전압의 변화량이 재차 음(-)으로 변화하기 직전에 2차 최대 전압이 나타나게 되는 시각(시각 F)이 나타나게 된다. That is, at time E, since the amount of change in voltage per unit time changes to positive (+) again, the time at which the secondary maximum voltage appears immediately before the amount of change in voltage per unit time changes to negative (-) again after time E (Time F) appears.
시각 F를 “2차 최대 전압 시각”으로 설정한다. Set time F as “secondary maximum voltage time”.
앞서와 마찬가지로, 2차 최대 전압 시각보다 0.025V 낮은 전압이 검출되면(시각 G) 펄스가 추가로 1개 더 발생한 것으로 판단한다. As before, when a voltage 0.025V lower than the second maximum voltage time is detected (time G), it is determined that one additional pulse has occurred.
이와 같이, 단위 시간 당 전압의 변화량이 양(+)에서 음(-)으로 변화하였는지 여부를 판단함으로써 극히 인접한 시간 간격을 두고 발생한 다수의 알파 입자를 검출할 수 있게 된다. 이는, 단위 시간당 변화량이 양(+)인 구간과 음(-)인 구간의 사이에는 반드시 위로 볼록한 지점(예컨대 시각 B의 지점 및 시각 F의 지점)이 존재하여야 한다는 연속되고 미분 가능한 함수에 관한 수학적 원리를 기초로 한다. In this way, it is possible to detect a large number of alpha particles generated at extremely adjacent time intervals by determining whether the amount of change in voltage per unit time has changed from positive (+) to negative (-). This is mathematically related to a continuous and differentiable function that states that there must be an upward convex point (for example, a point at time B and a point at time F) between the section in which the amount of change per unit time is positive (+) and the section in which the amount of change per unit time is positive (-). based on the principle.
이처럼 펄스 처리부(20)에서 특유의 구성 및 처리 알고리즘을 통하여 누락되는 펄스가 없이 발생한 펄스의 개수를 계수할 수 있도록 함으로써, 알파 입자가 미세하게 연달아 발생하는 경우에도 측정 정확도 향상이 가능하게 된다. As such, by allowing the pulse processing unit 20 to count the number of generated pulses without missing pulses through a unique configuration and processing algorithm, it is possible to improve measurement accuracy even when alpha particles are generated minutely in succession.
위에서 개시한 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a way in combination with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that are not explicitly cited in the claims may be combined to form an embodiment, or may be included as new claims by amendment after filing.
[부호의 설명][Explanation of code]
1 . . . . . . 라돈 측정기One . . . . . . radon meter
10 . . . . . . 알파입자 검출부10 . . . . . . Alpha particle detector
20 . . . . . . 펄스 처리부20 . . . . . . pulse processing unit
30 . . . . . . 제어부30 . . . . . . control
40 . . . . . . 전원부40 . . . . . . power supply
50 . . . . . . 입력부50 . . . . . . input
60 . . . . . . 표시부60 . . . . . . display
100 . . . . . . 이온화 챔버100 . . . . . . ionization chamber
200 . . . . . . 탐침부200 . . . . . . probe
300 . . . . . . 탐침부 실드300 . . . . . . probe shield
400 . . . . . . 전치증폭기부400 . . . . . . Preamplifier Donation
450 . . . . . . 전치증폭기부 실드450 . . . . . . preamplifier shield
500 . . . . . . 전압 폴로워부500 . . . . . . voltage follower
600 . . . . . . 차동 증폭기부600 . . . . . . differential amplifier
110 . . . . . . 바이어스 전원부110 . . . . . . bias power supply
120 . . . . . . 측면 챔버120 . . . . . . side chamber
130 . . . . . . 상면 챔버130 . . . . . . upper chamber
312 . . . . . . 절연부312 . . . . . . insulation
314 . . . . . . BNC 커넥터 제1 단자314 . . . . . . BNC connector 1st terminal
316 . . . . . . BNC 커넥터 제2 단자316 . . . . . . BNC connector 2nd terminal

Claims (11)

  1. 이온화 챔버 내에서 탐침부를 이루는 이온 검출용 탐침에서 검출된 알파 입자에 대응하는 전기적 펄스를 생성하는 알파 입자 검출부;an alpha particle detection unit generating an electrical pulse corresponding to the alpha particle detected by the ion detection probe constituting the probe unit in the ionization chamber;
    상기 전기적 펄스를 처리하여, 상기 알파 입자 검출부에서 검출된 알파 입자의 개수를 계수하는 펄스 처리부;a pulse processing unit that processes the electrical pulse and counts the number of alpha particles detected by the alpha particle detection unit;
    상기 알파 입자 검출부 및 상기 펄스 처리부의 전반적인 동작을 제어하는 제어부; 및a control unit for controlling overall operations of the alpha particle detection unit and the pulse processing unit; and
    상기 알파 입자 검출부, 상기 펄스 처리부 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.A radon measuring device through pulse detection of alpha particles, including; a power supply unit for supplying power to the alpha particle detection unit, the pulse processing unit, and the control unit.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 알파 입자 검출부는, The alpha particle detection unit,
    상기 탐침부를 물리적으로 감싸 전기적으로 차폐하는 탐침부 실드;를 더 포함하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.A radon measuring instrument through pulse detection of alpha particles further comprising; a shield shield that physically surrounds the probe and electrically shields the probe.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 탐침부 실드는, The probe part shield,
    상기 이온화 챔버의 일부에 결합되며, 중심을 관통하여 절연부, 제1 단자 및 제2 단자가 형성되어 있는 BNC 커넥터인, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.A radon meter through pulse detection of alpha particles, which is a BNC connector coupled to a part of the ionization chamber and having an insulating part, a first terminal, and a second terminal formed through the center.
  4. 제3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 절연부는 상기 탐침부와 상기 이온화 챔버를 절연시키는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.The insulator insulates the probe and the ionization chamber, a radon meter through pulse detection of alpha particles.
  5. 제3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 BNC 커넥터의 상기 제1 단자에는 상기 탐침부가 전기적으로 연결되어, 상기 탐침부의 일단은 상기 이온화 챔버의 내부에, 상기 탐침부의 타단은 상기 이온화 챔버의 외부에 각각 위치하도록 하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기. The probe part is electrically connected to the first terminal of the BNC connector so that one end of the probe part is located inside the ionization chamber and the other end of the probe part is located outside the ionization chamber, respectively. Pulse detection of alpha particles With a radon meter.
  6. 제3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 BNC 커넥터의 제2 단자는 접지되는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.The second terminal of the BNC connector is grounded, a radon meter through pulse detection of alpha particles.
  7. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 탐침부로부터 입력되는 전기적 신호를 증폭하는 전치증폭부;및A preamplifier for amplifying an electrical signal input from the probe unit; And
    상기 전치증폭부를 전기적으로 차폐하는 전치증폭부 실드;를 더 포함하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.A radon measuring device through pulse detection of alpha particles further comprising; a preamplifier shield for electrically shielding the preamplifier.
  8. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 전치증폭부로부터 입력받은 전기적 신호의 전류를 증폭하고, 일정한 신호 지연을 발생시키는 전압 폴로워부;및A voltage follower unit for amplifying a current of an electrical signal input from the preamplifier unit and generating a constant signal delay; and
    상기 전치증폭부 및 상기 전압 폴로워부로부터 각각 전기적 신호를 입력받은 후 이를 차동증폭함으로써 검출된 라돈 이온에 따른 전기적 펄스를 생성하는 차동증폭부;를 더 포함하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.Radon measuring device through pulse detection of alpha particles further comprising; a differential amplifying unit that receives electrical signals from the preamplifier and the voltage follower, respectively, and differentially amplifies them to generate an electrical pulse according to the detected radon ions .
  9. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 펄스 처리부는, The pulse processing unit,
    상기 알파 입자 검출부로부터 입력된 전기적 신호의 전위가 소정의 펄스 발생 기준 전압보다 큰지 여부를 판단하고, It is determined whether the potential of the electrical signal input from the alpha particle detection unit is greater than a predetermined pulse generation reference voltage,
    상기 전기적 신호의 전위가 상기 펄스 발생 기준 전압보다 높은 경우, 단위 시간 당 전압 변화량이 양(+)에서 음(-)으로 변화하는 시각의 전위를 제1 최대 전압으로 설정하고, 상기 제1 최대 전압이 발생한 시각 이후에 소정의 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출되면, 상기 제1 최대 전압이 발생한 시각에 펄스가 검출된 것으로 판단하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.When the potential of the electrical signal is higher than the pulse generation reference voltage, a potential at a time when the amount of voltage change per unit time changes from positive (+) to negative (-) is set as a first maximum voltage, and the first maximum voltage When a voltage lower than a predetermined threshold potential difference is detected after the occurrence time, it is determined that a pulse is detected at the time when the first maximum voltage is generated.
  10. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 펄스 처리부는, The pulse processing unit,
    상기 제1 최대 전압이 발생한 이후, 상기 전기적 신호의 전위가 상기 펄스 발생 기준 전압보다 낮아지면, 상기 전기적 신호의 전위가 다시 상기 펄스 발생 기준 전압보다 높아질 때까지 펄스 개수를 계수하지 않는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.After the first maximum voltage is generated, when the potential of the electrical signal is lower than the pulse generation reference voltage, the number of pulses is not counted until the potential of the electrical signal becomes higher than the pulse generation reference voltage again. Radon meter with pulse detection.
  11. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 펄스 처리부는, The pulse processing unit,
    상기 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출된 시각 이후에 다시 단위 시간 당 상기 전기적 신호의 전압 변화량이 양(+)이 된 경우, 상기 전기적 신호의 단위 시간 당 전압 변화량이 재차 음(-)으로 변화하는 시각의 전위를 제2 최대 전압으로 설정하고, 상기 제2 최대 전압이 발생한 시각 이후에 소정의 임계 전위차보다 낮은 전압이 검출되면, 상기 제2 최대 전압이 발생한 시각에 펄스가 검출된 것으로 판단하는, 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기.When the voltage change amount of the electrical signal per unit time becomes positive (+) again after the time when a voltage lower than the threshold potential difference is detected, the time at which the voltage change amount per unit time of the electrical signal changes to negative (-) again is set as the second maximum voltage, and when a voltage lower than a predetermined threshold potential difference is detected after the time when the second maximum voltage is generated, it is determined that a pulse is detected at the time when the second maximum voltage is generated, alpha A radon meter with pulse detection of particles.
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