KR200482591Y1 - An apparatus with radiation detecting panels - Google Patents
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Abstract
본 고안은 유기섬광체 패널을 이용한 방사선 검출장치에 관한 것으로, 유기섬광체를 미리 설정된 일정 두께와 폭 및 길이로 판상으로 형성한 유기섬광체 패널(2)과, 상기 유기섬광체 패널(2)의 표면에 일정 간격을 갖고 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부(3)에 배치되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 유도하기 위한 섬광 유도수단(4), 상기 유기섬광체 패널에서 연장된 섬광 유도수단의 자유단부에 결합되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 증폭하고 전기적 신호를 발생하는 광증배수단(7)을 포함하여 구성됨으로써, 대형 물체의 방사선 검출장치용의 대형 패널로서 간편하게 사용할 수 있으며, 두개의 미리 설정된 거리로 이격된 섬광유도수단에 의해 정확한 방사선 검출할 수 있게 한다.The present invention relates to a radiation detection apparatus using an organic scintillation panel, which comprises an organic scintillation panel 2 in which an organic scintillation material is formed into a plate with a predetermined thickness, width and length, (4) arranged in a plurality of inserting portions (3) formed in a predetermined pattern at intervals and guiding the scintillation generated in the scintillator by radiation, a free end portion of the scintillation guiding means extending in the organic scintillator panel (7) for amplifying the scintillation light generated by the scintillator by the radiation and generating an electrical signal, so that it can be conveniently used as a large panel for a radiation detection device of a large object, So that accurate radiation detection can be performed by a flash guiding means spaced at a predetermined distance.
Description
본 고안은 방사선 검출장치에 관한 것으로, 특히 판상으로 형성된 유기섬광체에 피검 대상물에서 방출된 방사선의 고에너지 입자가 충돌하여 발생되는 섬광을 유도하기 위한 유도수단과 그 유도수단을 통해 섬광을 증폭하는 광증배기를 구비하여 피검 대상물에서 방사선을 방출하는 물질의 위치를 검출하고 그로 부터 방출되는 방사선량을 측정하는 방사선 검출패널을 이용한 방사선 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation detecting apparatus, and more particularly, to a radiation detecting apparatus, and more particularly, to a radiation detecting apparatus, and more particularly, to a radiation detecting apparatus which comprises induction means for inducing a flash generated by collision of high energy particles of radiation emitted from a subject, The present invention relates to a radiation detection apparatus using a radiation detection panel for detecting the position of a substance emitting radiation from an object to be inspected and measuring the amount of radiation emitted therefrom.
넓은 의미의 방사선은 전리현상을 일으켜 인체에 해를 줄 수 있는 X선, 방사성동위원소, 우주선 등 전리방사선 뿐만 아니라, 빛이나 X선을 포함하는 전자파, 방사성동위원소에서 발생되는 알파, 베타, 감마선 등이 포함된다. 여기서 전리현상이란 물질을 구성하고 있는 일부의 원소에서 외곽 전자를 분리시켜 이온을 만드는 현상으로 이들 이온들이 조직을 변형시켜 생체에서 여러가지 변화를 초래한다. Broad radiation is not only ionizing radiation such as X-rays, radioactive isotopes, and spacecraft that can cause harm to the human body by causing ionization, but also electromagnetic waves including light or X-rays, alpha, beta, gamma rays And the like. The phenomenon of ionization is a phenomenon in which ions are formed by separating the outer electrons from some of the elements constituting the material, and these ions transform the tissue to cause various changes in the living body.
근자에는 방사선 이용의 확대에 따르는 방사성 물질에 의한 환경오염 및 이로 인해 유발되는 방사선 장해 및 방사선의 피폭으로 인한 인체장해 등이 중요한 사회문제가 되고 있다.In recent years, environmental pollution caused by radioactive materials following the expansion of the use of radiation, radiation damage caused by the radiation, and human injury due to radiation exposure have become important social problems.
일반적으로, 방사능 오염은 원자력 발전 시설이나 방사성 물질을 다루는 작업장이나 실험실에서 흘러나오는 방사성 폐기물로 인한 오염으로, 방사성 물질로 부터 방출되는 알파(a), 베타, 감마선 등은 인체에 지나치게 많이 신체에 노출되면 조직이 손상되거나 변질될 수 있으며, 그 손상은 세포 분열이 왕성한 조직이나 장기에서 가장 심하게 일어난다. 특히 생식 세포에 영향이 커 유전적 변형을 일으킬 수 있다. 따라서 기형아가 태어날 위험이 있고 암 발생의 원인이 되기도 한다.Generally, radioactive contamination is pollution caused by radioactive waste flowing from a nuclear power plant or radioactive material handling workshop or laboratory, and alpha (alpha), beta, gamma rays emitted from radioactive material are excessively exposed to human body The tissue can be damaged or altered, and the damage is most severe in tissues or organs with intense cell division. It is especially affected by germ cells and can cause genetic modification. Therefore, there is a risk that a deformed child is born and causes cancer.
생물학적으로 인체에 영향을 미치는 방사선의 양은 방사선 전신 노출시에, 1 Sv는 약간의 혈액 변화를 유발하며, 2-5 Sv는 메스꺼움, 탈모, 출혈을 유발하며, 많은 경우 사망을 유발한다. 6 Sv 이상은 2 개월 이내에 80% 이상이 사망하며, 발암 최저 한계치는 연간 100 mSv인 것으로 알려져 있다. The amount of radiation that biologically affects the body is caused by radiation systemic exposure, 1 Sv causes some blood changes, 2-5 Sv causes nausea, hair loss, bleeding and, in many cases, death. More than 80% of deaths in 6 months or more within 2 months, and the lowest level of carcinogenicity is known to be 100 mSv / year.
특히, 최근에 한국과 인접한 일본 후쿠시마 원전 사고가 발생되었으나, 그로 인한 정확한 방사능 오염 상황조차 알 수 없고, 일본과 한국의 매우 큰 수출입 물동량과, 일본 연안의 방사능 오염으로 인한 한국 연안 수산물의 오염의 영향에 대한 실태 파악조차 하기 어려운 상황에서 일본 및 일본해류가 흐르는 태평양 연안에서 잡은 물고기를 포함하여 한국으로 수입되는 물품의 방사능 오염에 대한 불안이 증가되고 있다.In particular, the accident occurred in the Fukushima nuclear power plant in Japan, which is adjacent to Korea recently. Even the exact situation of radioactive contamination due to the accident has not been known, and the huge import and export volume of Japan and Korea and the influence of pollution of Korean coastal aquatic products It is difficult to grasp the actual situation of the fish in Japan and Japan, including the fish caught in the Pacific coast where the ocean currents are increasing anxiety about radioactive contamination of goods imported into Korea.
이러한 이유로 방사능에 피폭되었을 것으로 의심되는 사람의 입국이나 수입 물품의 통관 과정에서 방사선량에 대한 정밀한 검사의 필요성이 증가되고 있다.For this reason, there is an increasing need for precise inspections of radiation dose during the entry of persons suspected of being exposed to radiation or in the process of customs clearance of imported goods.
종래 방사선 측정기의 예로는, 방사선을 검출하고 측정하기 위해 이온화작용을 이용하는 전기적인 측정기, 방사선의 형광작용을 이용하는 신틸레이션 계수기 및 방사선의 사진유제(寫眞乳劑)에 대한 감광작용을 이용하는 사진건판을 이용하는 여러가지의 방법들이 있다. 상기 방법 중 전기적인 측정기로는 옛날부터 여러 가지 형식의 이온화상자, 가이거-뮐러 계수기 등 기체의 이온화작용을 이용하는 것이 사용된다.Examples of conventional radiation detectors include, but are not limited to, an electrical measuring instrument that uses ionization to detect and measure radiation, a scintillation counter that utilizes the fluorescence action of radiation, and a photographic plate that utilizes the photoreceptive action of photographic emulsions of radiation . Among the above methods, as an electric measuring device, various types of ionization boxes, Geiger-Müller counters, and the like, which utilize gas ionization are used.
상기 이온화상자는 방사선에 의해서 기체 내에 생기는 이온을 전극에 모아서 전극전위의 변화를 측정하여 통과한 방사선의 강도를 측정하는 장치이고, 가이거-뮐러 계수기는 기체의 이온화작용에 의해서 방전관 내에 발생한 방전을 펄스로서 도출하고, 이것을 증폭하여 방사선 입자의 수를 세는 장치이다. 여기서 가이거-뮐러 계수기를 이용한 측정 장치의 경우에 있어서, 측정기의 동작 상태를 점검하기 위하여 기준 방사선원을 별도로 가지고 다니면서 외부에서 가이거-뮐러 계수기에 접근시켜 점검을 하였다. 그러나 이러한 방식은 방사선원을 분실할 우려가 있고, 가이거-뮐러 계수기와의 정확한 거리를 유지시키기 어려워 측정치의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.The Geiger-Müller counter measures the intensity of the radiation passing through the electrode by measuring the change of the electrode potential by collecting the ions generated in the gas by the radiation by the ionization box. The Geiger- And counts the number of radiation particles by amplifying it. Here, in the case of the measuring device using the Geiger-Müller counter, in order to check the operating condition of the measuring device, the reference source was carried separately and the external Gauger-Muller counter was inspected. However, this method has a problem that the radiation source is lost, and it is difficult to keep the accurate distance from the Geiger-Müller counter, and the accuracy of the measured value is lowered.
일반적으로 방사선 측정기는 고에너지의 방사선이 섬광체에 부딪힐 때 발생되는 섬광을 전기적 신호로 변환하여 방사선의 수와 세기를 측정한다.In general, a radiation detector converts the scintillation generated when a high-energy radiation hits a scintillator into an electrical signal to measure the number and intensity of the radiation.
관련 기술을 살펴보면 특허출원 제10-2006-0099536호 고안은 휴대용 단말기에 방사선 검출기를 구성한다는 기술로 반도체검출기를 이용한 방사선 검출장치를 휴대단말기에 일체화 시켜서 방사선의 피폭량을 측정할 수 있고 기준치를 설정하여 기준치를 초과한 방사선이 검출되었을 때 경보를 울려주는 장치에 대한 것이다.The related art is disclosed in Patent Application No. 10-2006-0099536, which discloses a technique of constructing a radiation detector on a portable terminal, integrating a radiation detection device using a semiconductor detector into a portable terminal, measuring the amount of radiation exposure, setting a reference value And a device for ringing an alarm when a radiation exceeding a reference value is detected.
국제공개공보 WO 2004/013655는 방사능 물질의 검출을 위한 장치로 전자석 방사능을 전송하도록 작동적으로 배열된 전송기와, 전자석 방사능의 강도를 측정하기 위해 작동적으로 배열된 수신기 그리고 상기 강도 측정에 근거해서 상기 방사능 물질의 존재를 결정하기 위해 작동적으로 배열된 처리수단으로 구성된 기술로서 해당 물체에 검출은 가능하나 대기중의 발생되고 있는 방사능의 정밀한 검출이 되지 않는 문제점이 있었다.International Publication No. WO 2004/013655 discloses a radiation detector comprising a transmitter operatively arranged to transmit electromagnetism activity to an apparatus for the detection of a radioactive substance, a receiver operatively arranged to measure the intensity of the electromagnet activity, And a processing means operatively arranged to determine the presence of the radioactive material. However, there is a problem in that the radioactivity being generated in the atmosphere can not be precisely detected.
또한, 등록특허 공보 제10-0641369호에는, 감마 방사선을 측정하기 위하여 무기 섬광체와 Si 포토 다이오드로 이루어지는 감마 센서, 베타 방사선을 측정하기 위하여 ZnSe 섬광체와 Si 포토 다이오드로 이루어지는 베타 센서, 상기 감마 센서와 베타 센서를 통하여 선택적으로 측정되는 방사선량을 표시하기 위한 디지털 디스플레이부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 감마 베타 방사선 측정장치가 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application No. 10-0641369 discloses a gamma sensor comprising an inorganic scintillator and an Si photodiode for measuring gamma radiation, a beta sensor comprising a ZnSe scintillator and a Si photodiode for measuring beta radiation, And a digital display unit for displaying the amount of radiation selectively measured through the beta sensor. ≪ IMAGE >
그러나, 상기 휴대용 감마 베타 방사선 측정장치에서 베타 방사선을 측정하기 위한 베타 센서가 ZnSe섬광체와 실리콘 포토 다이오드로 이루어지는 것으로, ZnSe섬광체와 같은 무기섬광체는 붕괴시간이 매우 길어서 유기섬광체에 비해 상대적으로 적은 개수의 방사선만 측정할 수 있을 뿐이고, 포토다이오드는 값이 저렴한 장점이 있으나 내부 증폭(internal gain)이 안되어 민감도가 낮아 베타선이나 감마선과 같이 세기가 센 방사선에 의한 최소 입력의 빛 세기가 헤르츠 대역폭의 경우에만 측정할 수 있는 문제점이 있었다. However, in the portable gamma beta radiation measuring apparatus, the beta sensor for measuring beta radiation is composed of a ZnSe scintillator and a silicon photodiode. Inorganic scintillators such as a ZnSe scintillator have a relatively long decay time, Only radiation can be measured. Photodiodes have advantages of low cost, but they are not sensitive to internal gain. Therefore, the intensity of the minimum input by radiation of high intensity, such as beta rays or gamma rays, There is a problem that can be measured.
유기섬광체와 광전자 증배관을 이용한 예로는 2013.03.18. 등록 한국 특허 제10-1248760호에는 유기섬광체로부터 방출되는 가시광선 (visible ray) 영역의 빛을 전송시킬 수 있는 플라스틱 및 유리 광섬유로서 원통형 (cylinder)의 광섬유 또는 정방형 광섬유이며, 광 검출기는 상기 광섬유를 통해 전달되는 광신호를 측정할 수 있는 포토다이오드 (photodiode) 또는 아발란치 포토다이오드 (Avalanche photodiode) 또는 광증배관 (photo-multiplier tube, PMT) 또는 위치민감형 광증배관 (position sensitive photo-multiplier tube, PS-PMT) 또는 전하결합소자 (charged couple device,CCD)를 "광섬유 팬텀선량계 및 이를 이용한 측정방법"이 개시되어 있다. Examples using organic scintillators and photomultiplier tubes are March 31, 2013. Korean Patent No. 10-1248760 discloses a cylindrical optical fiber or a square optical fiber as a plastic and glass optical fiber capable of transmitting light in a visible ray region emitted from an organic scintillator, A photodiode or Avalanche photodiode or a photo-multiplier tube (PMT) or position sensitive photo-multiplier tube, which can measure the optical signal transmitted through the photodiode, Quot; PS-PMT ") or a charged couple device (CCD) is disclosed in "Fiber-optic phantom dosimeter and measuring method using the same.
그러나, 종래 광을 증폭하는 수단으로서 사용되는 광전자 증배관(PMT)은 외부 광전효과에 의한 광전자를 이용하여 빛의 강도 측정이나 검출 등을 하는 전자관으로서, 광전면과 양극의 사이에 2차 전자 방출비가 높은 수 개의 다이노드를 넣어 주로 정전집속(靜電集束)에 의해서 광전자는 수백만 배로 증배되어 낮은 조도에서의 감도가 좋은 장점이 있으나, 기계적으로 약하고, 1000~3000V의 구동전압을 필요로 하여 유지관리비용이 많이 소요되고, 가격 또한 고가인 문제점이 있었다.However, a photomultiplier tube (PMT) used as a means for amplifying light in the related art is an electron tube for measuring or detecting the intensity of light using photoelectrons due to external photoelectric effect, and a secondary electron emission The photoelectrons are multiplied by millions of times due to electrostatic focusing mainly by putting several high-density dicode nodes, but they are mechanically weak, require driving voltage of 1000 ~ 3000V, There is a problem that the cost is high and the price is expensive.
또한, 2011.5.5 공개된 미국 공개특허공보 제2011/0101230호에는 나란히 배열된 유기섬광체 세그먼트와, 섬광체에서 발생된 광을 수용하고 그에 대한 전기적 신호를 발생하도록 유기섬광체 세그먼트들의 양단에 광학적으로 연결된 한쌍의 광센서를 포함하는, 진보된 특정 핵물질 탐지장치가 개시되어 있다.Also disclosed in U.S. Patent Publication No. 2011/0101230, published May 5, 2011, discloses an organic light-emitting device comprising an organic scintillator segment arrayed side by side and a pair of optically connected organic scintillator segments optically coupled to opposite ends of the organic scintillator segments to receive and generate an electrical signal therefrom, Lt; RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >
그러나, 상기 특허 기술에서는 컨테이너를 검사하기 위해 다수의 유기섬광체 세그먼트들을 배열시켜 정밀하게 설치해야 하는 문제점과, 이들 세그먼트들 각각에서 섬광체가 발생될 뿐만 아니라 인접 배치된 세그먼트들에도 영향을 주고 각각의 섬광체 단부에 PMT를 설치하는 점에서, 높은 구동전압이 필요하고 유지관리비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 방사선에 의해 발생된 섬광이 유기섬광체를 통해 단부에 설치된 PMT로 전달되는 과정에서 광의 세기가 저하되어 정확도가 낮고 중복 탐지되는 데이타 처리가 어려운 문제점이 있었다. However, in the above-described patent art, there is a problem that a plurality of organic scintillator segments are arranged and installed precisely in order to inspect the container, and scintillators are generated in each of these segments, and also the adjacent segments are influenced, The PMT is required to have a high driving voltage and requires a large maintenance cost. In addition, since the intensity of the light transmitted through the organic scintillator to the PMT disposed at the end of the radiation decreases, And it is difficult to process data in which redundancy is detected.
한편으로는 인체나 수입 물품에 대한 방사선량 측정을 보다 간편하고 저렴한 비용으로 보다 정확히 할 수 있는 기술 개발이 요망되었다. On the other hand, it has been desired to develop a technology that can more accurately measure the radiation dose for human or imported goods with simpler and lower cost.
본 고안의 목적은 종래 방사선 측정기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여 유기섬광체를 패널로 형성하고 그 유기섬광체 패널에 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부들 각각에 섬광 유도수단을 배치하고, 그 섬광유도수단의 단부에 광증배수단을 장착하여 인체나 수입 물품과 같은 피검 대상물에서 방출되는 방사선량을 측정하기 위한 방사선 검출 패널을 이용하여 밀폐검사실이나 터널형으로 구성하여 피검대상물의 방사선량과 방사선 방출 원인 물질의 위치를 정확히 검사하도록 된 방사선 검출장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for forming an organic scintillator panel by forming an organic scintillation panel in a panel to solve the problems of conventional radiation measuring technology and arranging scintillation inducing means in each of a plurality of inserting portions formed in a predetermined pattern on the organic scintillation panel, And a radiation detection panel for measuring the amount of radiation emitted from an object to be inspected such as a human body or an imported article is installed in a closed test room or a tunnel type so that the radiation dose of the subject and the radiation emitting substance And the position of the radiation detector is accurately inspected.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 의한 방사선 검출장치는, 유기섬광체를 미리 설정된 일정 두께와 폭 및 길이로 판상으로 형성한 유기섬광체 패널과, 상기 유기섬광체 패널의 표면에 일정 간격을 갖고 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부에 배치되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 유도하기 위한 섬광 유도수단, 상기 유기섬광체 패널에서 연장된 섬광 유도수단의 자유단부에 결합되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 증폭하고 전기적 신호를 발생하는 광증배수단을 포함하여 구성된다.In order to attain the above object, the radiation detecting apparatus according to the present invention comprises: an organic scintillator panel having a plate-shaped organic scintillator plate having a predetermined thickness, width and length; A scintillation inducing means disposed in a plurality of inserting portions formed in a predetermined pattern for guiding the scintillation generated in the scintillator by the radiation, a scintillation inducing means coupled to the free end of the scintillation inducing means extending in the scintillation panel, And an amplifying means for amplifying the flash light and generating an electrical signal.
상기 유기섬광체 패널은 폴리비닐벤젠 (Polyvinylbenzene PVB)과 폴리스틸렌(Polystyrene PS) 및 폴리비닐톨루엔 (Polyvinyltoluene PVT)중에서 선택된 어느 하나의 용매와, P-테르페닐(P-terphenyl PTP), 2,5-디페닐옥사졸(2,5-Diphenyloxazole PPO) 또는 2-(4-비페닐)-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸(2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole)(PBD)중에서 선택된 제1 용질로서의 1차형광물질, 트랜스-p,p'-디페닐스틸벤(trans-p,p′-diphenylstilbene DPS), 1,4-비스(5-페닐옥사졸-2-일)벤젠(1,4-bis(5-phenyloxazol-2-yl)benzene 또는 1,4-Bis(5-phenyl-2-oxazolyl)benzene))(POPOP) 및 트리부틸포스핀 (Tributylphosphine TBP)중에서 선택된 어느 하나의 제2 용질로서의 2차형광물질을 혼합한 조성물을 판상으로 성형하여 이루어진다.The organic scintillator panel may be formed of any one selected from the group consisting of polyvinylbenzene PVB, polystyrene PS and polyvinyltoluene PVT, P-terphenyl PTP, 2,5-Diphenyloxazole PPO or 2- (4-biphenyl) -5-phenyl-1,3,4-oxadiazole P-diphenylstilbene DPS), 1,4-bis (5-phenylphenyl) diphenylstilbene (PPS) as a first solute selected from 4-oxadiazole Bis (5-phenyloxazol-2-yl) benzene or 1,4-bis (5-phenyl-2-oxazolyl) benzene) (POPOP) and tributylphosphine (Tributylphosphine TBP) is mixed with a secondary mineral as a second solute.
상기 유기섬광체 패널은 유기섬광체로 단일의 판상으로 성형하여 제조하고, 일정 간격으로 섬광유도수단을 배치하기 위한 삽입부를 홈으로 형성하고 테이프로 고정하도록 구성될 수 있다.The organic scintillation panel may be formed by molding the organic scintillator into a single plate, and an inserting portion for disposing the scintillation inducing means at predetermined intervals may be formed as a groove and fixed with a tape.
변형적으로, 상기 유기섬광체 패널을 길다란 판조각 형태로 형성하고, 그 중심부에서 길이방향으로 삽입부로서 홀을 형성하여 섬광유도수단을 상기 홀에 삽입하도록 될 수도 있다.Alternatively, the organic scintillation panel may be formed in the form of an elongated plate piece, and a hole may be formed as an insertion portion in the longitudinal direction at the center thereof to insert the scintillating means into the hole.
상기 섬광 유도수단은 광화이버로 될 수 있다.The flash guiding means may be an optical fiber.
상기 광증배수단은 SiPM과 PMT중에서 선택된 어느 하나로 될 수 있다.The demultiplexing means may be any one selected from SiPM and PMT.
상기 삽입부에 고정되는 섬광유도수단의 배열 패턴은 일정 간격의 선형으로 될 수 있다.The arrangement pattern of the flash guiding means fixed to the inserting portion may be linear at a constant interval.
상기 삽입부에 고정되는 섬광유도수단의 배열 패턴은 일정 간격의 나선형으로 형성될 수 있다.The arrangement pattern of the flash guiding means fixed to the inserting portion may be formed in a spiral shape at regular intervals.
본 고안의 방사선 검출장치는, 유기섬광체를 미리 설정된 일정 두께와 폭 및 길이로 판상으로 형성한 유기섬광체 패널의 표면에 일정 간격으로 형성된 다수의 삽입부에 고정되어 배열된 섬광 유도수단, 각각의 섬광 유도수단의 연장된 자유단부에 결합되어 방사선에 의해 발생되는 섬광을 증폭하고 전기적 신호를 발생하는 광증배수단을 구비한 유기섬광체 패널과,The radiation detecting apparatus of the present invention comprises a scintillation guiding means fixedly arranged on a plurality of inserting portions formed at predetermined intervals on the surface of an organic scintillation panel formed in a plate shape with a predetermined thickness, width and length of a predetermined length, An organic scintillator panel coupled to the extended free end of the induction means, the scintillator panel having amplifying means for amplifying scintillation generated by the radiation and generating an electrical signal;
상기 유기섬광체 패널의 섬광 유도수단의 배열과 직각이 되도록 섬광 유도수단이 유기섬광체 패널에 형성된 삽입부에 배열고정되고 상기 각각의 섬광유도수단의 연장된 자유단부에 결합된 광증배수단을 구비하고, 상기 유기섬광체 패널과 중첩된 유기섬광체 패널을 포함하여 구성될 수 있다.And a diffusing means coupled to an extended free end of each of the scintillation means, the scintillation inducing means being arranged at an insertion portion formed in the organic scintillation panel so as to be at right angles to the arrangement of the scintillation inducing means of the organic scintillator panel, And an organic scintillation panel overlapped with the organic scintillation panel.
상기 두개의 유기섬광체 패널들 사이에 납판이 배치될 수 있다.A lead plate may be disposed between the two organic scintillator panels.
본 고안에 의한 방사선 검출장치는 유기섬광체를 미리 설정된 일정 두께와 폭 및 길이로 판상으로 형성한 유기섬광체 패널과, 상기 유기섬광체 패널의 표면에 일정 간격을 갖고 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부에 배치되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 유도하기 위한 섬광 유도수단, 및 상기 유기섬광체 패널에서 연장된 섬광 유도수단의 자유단부에 결합되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 증폭하고 전기적 신호를 발생하는 광증배수단을 포함하여 구성된다.A radiation detecting apparatus according to the present invention comprises an organic scintillator panel formed by plate-shaped organic scintillators in a predetermined thickness, width and length, and a plurality of inserting portions formed at predetermined intervals on the surface of the organic scintillation panel in a predetermined pattern A scintillation inducing means disposed at the free end of the scintillation inducing means disposed in the organic scintillator panel for inducing scintillation generated in the scintillator by the irradiation of radiation, and amplifying the scintillation generated in the scintillator by the radiation, And the like.
상기 유기섬광체 패널의 배면측에 중첩된 구조로 납판과 또 하나의 유기섬광체 패널을 더 포함할 수 있다.The organic phosphor panel may further include a lead plate and another organic phosphor panel in a structure superimposed on the back side of the organic phosphor panel.
상기 유기섬광체 패널들 각각에 섬광유도수단으로서의 광화이버들이 일정 간격으로 선형으로 서로 직각으로 배열되어, 상기 유기섬광체 패널들의 광화이버들은 격자 구조의 패턴을 이루도록 배치될 수 있다.The optical fibers as the scintillation inducing means are arranged linearly at right angles to each other at regular intervals on the organic scintillator panels so that the optical fibers of the organic scintillator panels can be arranged to form a lattice pattern.
본 고안에 의한 방사선 검출장치는, 유기섬광체로 판상으로 형성하되 삽입부에 섬광유도수단으로서의 광화이버를 고정하여 대형 물체의 방사선 검출장치용의 대형 패널로 사용하여, 두개의 패널들을 각각에 형성된 섬광유도수단들이 서로 격자형을 이루도록 배치한 구조로 방사선 발생 위치를 보다 정확히 검출할 수 있게 한다. The radiation detecting apparatus according to the present invention is formed as a plate with an organic scintillator and is used as a large panel for a radiation detecting apparatus of a large object by fixing an optical fiber as a scintillating guiding means to an inserting portion, And the induction means are arranged so as to form a lattice shape with each other, so that the radiation generation position can be detected more accurately.
도 1은 본 고안의 방사선 검출장치에 이용되는 방사선 검출패널의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 검출패널들을 서로 직각이 되도록 배치한 상태의 사시도.
도 3은 도 1의 방사선 검출패널들 사이에 납판을 설치하여 감마선량을 검출하기 위한 방사선 검출패널 조립체의 개략적인 사시도.
도 4는 도 3의 조립된 상태의 단면도.
도 5는 본 고안의 방사선 검출장치에 이용되는 다른 실시예의 방사선 검출패널의 개략적인 사시도.
도 6은 본 고안의 방사선 검출장치에 이용되는 또 다른 실시예의 방사선 검출패널의 개략적인 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 방사선 검출장치를 입국장에서 사용하는 예를 개략적인 사시도.
도 8은 본 고안에 의한 방사선 검출장치를 수입 컨테이너의 통관시 컨테이너에 적재된 물품용으로 사용하는 예의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a radiation detection panel used in a radiation detection apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a perspective view of the detection panels of FIG. 1 arranged at right angles to each other. FIG.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a radiation detection panel assembly for detecting a gamma dose by providing a lead plate between the radiation detection panels of FIG. 1; FIG.
Figure 4 is a cross-sectional view of the assembled state of Figure 3;
5 is a schematic perspective view of a radiation detection panel of another embodiment used in the radiation detection apparatus of the present invention;
6 is a schematic perspective view of a radiation detection panel of another embodiment used in the radiation detection apparatus of the present invention;
7 is a schematic perspective view showing an example of using a radiation detection apparatus according to the present invention in an entrance station.
8 is a schematic perspective view of an example in which the radiation detecting apparatus according to the present invention is used for an article loaded in a container when the import container is cleared.
이하에서는 본 고안에 의한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments according to the present invention.
도 1에 도시된 실시예에서, 본 고안에 의한 방사선 검출장치에 이용되는 방사선 검출패널(1)은, 유기섬광체를 일정 두께로 형성한 유기섬광체 패널(2)에 일정 간격을 두고 삽입부(3)로서 홀을 형성하고 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 유도하기 위한 섬광유도수단(4)으로서 광화이버를 삽입하여 고정하며, 상기 광화이버의 단부에서 광증배수단(7)을 설치하여 구성된다. 상기 검출패널(1)은 그 외측면에 반사막을 형성하여 섬광체에서 발생된 광이 섬광유도수단(4)인 광화이버를 제외한 부분을 통해 외부로 새는 것을 막는다. In the embodiment shown in Fig. 1, the
상기 유기섬광체 패널(2)은 폴리비닐벤젠 (Polyvinylbenzene PVB)과 폴리스틸렌(Polystyrene PS) 및 폴리비닐톨루엔 (Polyvinyltoluene PVT)중에서 선택된 어느 하나의 용매와, P-테르페닐(P-terphenyl PTP), 2,5-디페닐옥사졸(2,5-Diphenyloxazole PPO) 또는 2-(4-비페닐)-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸(2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole)(PBD)중에서 선택된 제1 용질로서의 1차형광물질, 트랜스-p,p'-디페닐스틸벤(trans-p,p′-diphenylstilbene DPS), 1,4-비스(5-페닐옥사졸-2-일)벤젠(1,4-bis(5-phenyloxazol-2-yl)benzene 또는 1,4-Bis(5-phenyl-2-oxazolyl)benzene))(POPOP) 및 트리부틸포스핀 (Tributylphosphine TBP)중에서 선택된 어느 하나의 제2 용질로서의 2차형광물질을 혼합한 조성물을 판상으로 성형한다.The
상기 섬광유도수단(4)인 광화이버들 각각의 단부에 설치되는 광증배수단(7)으로서는 SiPM 또는 PMT를 설치하여 피검 대상물에서 방출되는 고에너지의 방사선이 유기섬광체 패널에 부딪혀 발생되는 섬광이 인접하여 배치된 섬광유도수단(4)을 통해 유도되고, 유도된 섬광은 단부에 제공된 광증배수단(7)에 의해 증폭하여 유기검광체 패널에서 발생된 섬광을 전기적 신호로 변환한다. As the light diffusing means 7 provided at the end of each of the optical fibers as the scintillation inducing means 4, SiPM or PMT is installed, and the scintillation light generated when the high energy radiation emitted from the object collides against the organic scintillation panel And the induced glare is amplified by the light diffusing means 7 provided at the end and converts the glare generated in the organic glazing panel into an electrical signal.
방사선의 고에너지가 상기한 유기섬광체 패널에 충돌할 때 나오는 빛은 수십~수백 나노초(ns) 영역으로서 본 고안의 유기섬광체 패널(2)은 종래의 어느 방사선 측정기에서 보다 정밀하고 신속한 측정이 가능하게 하며, 특히 사람이나 컨테이너에 수용된 화물에 대한 방사선 검출을 위한 검출장치에 사용하기에 충분히 넓은 패널을 용이하게 조립할 수 있어서 대형의 검출장치에 사용될 수 있다. 단일체로 형성하는 것은 종래 기술에서 볼 수 없었던 것으로, 대형의 검출장치를 제조할 수 있게 한다. The light emitted when the high energy of the radiation impinges on the organic scintillator panel is in the range of tens to several nanoseconds (ns), and the
또한, 본 고안에서 유기섬광체 패널에 배치된 광화이버들의 단부 각각에 제공되는 광증배수단으로서 SiPM 칩을 사용하며, 종래 SiPM은 칩이 집적된 고가의 모듈로서 의료장비에 사용되었지만, 본 고안에서는 가로세로 각각 3mm의 단일 칩을 사용하되, 그러한 칩 크기에 맞도록 상기한 광화이버의 단부에 SiPM을 일체로 결합하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 수백 ns 이하의 반응이 나타나며, 이로써 정밀한 방사선량 측정값을 얻을 수 있게 된다. 또한, 유기섬광체 패널에 방사선이 조사될 때, 섬광체에서 발생된 섬광은 검출패널에서 인접하여 배치된 두개의 광화이버에 의해 검출될 것이므로, 먼저 수신된 광신호만 유효한 것으로 처리함으로써 방사선 선량을 정확히 측정할 수 있게 된다.In the present invention, the SiPM chip is used as the light diffusing means provided at each end of the optical fibers disposed on the organic scintillator panel. Conventionally, the SiPM is used as an expensive module integrated with a chip, It is preferable to use a single chip having a length of 3 mm each and integrally bonding SiPM to the end of the optical fiber to meet the chip size. With this configuration, responses of several hundreds ns or less are obtained, thereby obtaining a precise measurement of the radiation dose. Further, when the organic scintillator panel is irradiated with the radiation, the scintillation light generated in the scintillator will be detected by two optical fibers arranged adjacent to each other in the detection panel, so that only the received optical signal is treated as being valid, .
또한, 도 1에 도시된 유기섬광체 패널(2)에 일정 간격을 두고 세로방향으로 다수의 섬광유도수단(4)으로서 광화이버들이 나란하게 배치되어 있으며, 이와 같은 유기섬광체 패널을 도 2에 도시된 바와같이 90도 회전된 상태로 2장의 유기검광체 패널들을 중첩시켜 배치하면, 두장의 유기섬광체 패널(2,2')의 섬광유도수단(4)들이 서로 직각으로 배열되어 격자 구조로 배치될 것이므로, 방사선에 의해 발생되는 섬광이 어느 광화이버에서 탐지되었는지를 확인함으로써, 방사선 발생 위치를 정확히 탐지할 수 있게 되며, 이것은 예를들어 컨테이너에 실린 화물들에서 방사능에 오염된 화물의 위치를 파악할 수 있게 한다. In addition, optical fibers are arranged side by side as a plurality of scintillation induction means 4 in the longitudinal direction at regular intervals in the
도 3과 도 4에는 본 고안에 따라, 도 1의 방사선 검출패널(2,2')들 사이에 예를들어 감마선이 투과할 수 있을 정도로 미리 설정된 두께의 납판(9)을 배치하고, 두개의 방사선 검출패널(2,2')들의 섬광유도수단들이 격자 패턴으로 되도록 설치한 방사선 검출패널 조립체(10)가 도시되어 있다. 3 and 4, a
상기 방사선 검출패널 조립체(10)에서 검출패널(2)에서는 모든 방사선에 의한 섬광이 검출되지만, 투과력이 약한 방사선은 납판(9)을 투과하지 못하므로 검출패널(2')에서 발생되는 섬광은 납판을 투과한 감마선에 의한 것임을 알 수 있으며, 또한 검출패널(2,2')의 섬광유도수단으로서의 광화이버들이 가로 및 세로방향의 격자 구조로 배치되어 각각 어느 광화이버에서 섬광이 검출되었는지를 확인함으로써 감마선 발생 위치를 파악할 수 있게 되므로, 감마선과 같이 투과력이 큰 방사선의 측정도 안전하게 그리고 정확한 위치 검출을 할 수 있게 한다.In the radiation detection panel assembly 10, the flashing of all the radiation is detected in the
이러한 방사선 검출패널 조립체를 이용하면 입국심사시나 컨테이너 화물 통관시에도 간편하게 방사능에 의한 오염 여부를 판별할 수 있는 대형 방사선 검출장치를 제조할 수 있다.By using such a radiation detection panel assembly, it is possible to manufacture a large-sized radiation detection apparatus which can easily detect contamination by radioactivity even at the time of entry examination or container customs clearance.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서는 섬광체 패널을 길다란 판조각 형태로 형성하고, 그 중심부에서 길이방향으로 삽입부(3)를 홀로 형성하여 섬광유도수단을 상기 홀에 삽입하도록 되어 있다.In the embodiment shown in Figs. 1 to 4, the scintillator panel is formed in the shape of an elongated plate, and the inserting
이에 대하여, 도 5는 본 고안의 다른 실시예로서, 본 고안의 방사선 검출패널을 유기섬광체로 단일의, 상대적으로 넓은 판상으로 성형하여 제조하고, 일정 간격으로 섬광유도수단으로서의 광화이버를 배치하기 위한 삽입부(3)를 삽입홈으로 형성하고 그 속에 광화이버를 배치하고 테이프(5)로 고정하도록 구성된다. 이와 같이 방사선 검출패널을 다수의 섬광유도수단들을 구비한 단일체로 형성하는 것은 종래 기술에서 볼 수 없었던 것으로, 대형의 검출장치를 제조할 수 있게 한다. On the other hand, Fig. 5 shows another embodiment of the present invention, in which the radiation detection panel of the present invention is manufactured by molding the organic scintillator into a single, relatively wide plate, and arranging the optical fiber as the scintillation inducing means The
이로써, 방사선 검출패널 제조비용을 크게 낮출 수 있고, 사람이나 컨테이너에 수용된 화물에 대한 방사선 검출을 위한 검출장치에 사용하기에 충분히 넓은 패널을 용이하게 조립할 수 있어서 대형의 방사선 검출장치에 사용될 수 있어 방사선 검출장치의 제조비용을 크게 낮출 수 있다. 상기한 실시예에서, 삽입부에 삽입되는 섬광유도수단(4)을 고정하기 위한 테이프 대신에 다른 커버수단을 사용할 수도 있다. This makes it possible to greatly reduce the cost of manufacturing the radiation detection panel and to easily assemble a panel large enough for use in a detection apparatus for radiation detection for a person or a cargo contained in a container, The manufacturing cost of the detection device can be greatly reduced. In the above embodiment, other cover means may be used in place of the tape for fixing the scintillating means 4 inserted into the inserting portion.
도 6은 본 고안의 유기섬광체 패널의 또 다른 실시예로서, 판상의 유기섬광체에 형성된 일정 간격으로 삽입부(3')로서 2개의 나선형의 홈들 각각에 섬광유도수단 (4,4')으로서 광화이버들이 고정된 것을 보여준다. FIG. 6 shows another embodiment of the organic scintillator panel according to the present invention, wherein as the inserting portion 3 'at regular intervals formed on the plate-shaped organic scintillator, as light guide means 4, 4' It shows that the fibers are fixed.
도 7은 예를들어 입국 심사대에 설치한 방사선 검출장치(20)이며, 도 8은 수입화물을 실은 컨테이너와 같은 차량의 방사선 검출장치(30)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 방사선 검출장치(20,30)들은, 도 2, 도 3 또는 도 5의 방사선 검출패널 조립체에 차폐부재를 커버링한 방사선 검출패널 유니트(21)들을 결합하여 구성한 벽체를 터널 형태로 구성한 것이다. FIG. 7 is a
상기 방사선 검출패널 유니트(21,31)들은 각각 도 2와 3에 도시된 바와같이 적층 구조의 유기섬광체 패널들에 광화이버들을 격자 구조로 배열한 것으로 사람이나 컨테이너에 실려진 화물이 방사능에 오염되었는지 여부와, 방사선이 발생되는 오염된 부위 또는 화물의 위치를 정확히 검출할 수 있게 된다. As shown in FIGS. 2 and 3, the radiation
또한, 상기 방사선 검출장치(20, 30)는 통상적인 제어부(40)를 포함하여, 광증배수단(7)에서 증폭된 광전류를 검사하여 전류, 전압의 값의 변화를 확인하는 전기회로부와, 상기 전기회로를 통하여 검출된 값으로 고 에너지 입자의 량을 검사할 수 있도록 기 저장된 저장값과 상기 측정값을 비교하여 그 변화를 유기적으로 표시할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 트리거회로부를 포함하여 자연발생적인 방사선에 의해 발생된 섬광이 전기적 신호로 변환될 때의 전압 범위에 대하여 트리거시키고, 카운터부에서 단위 시간당 유효값을 카운팅하며, 이로써 노이즈를 제거하여 순수하게 조사 대상의 물품에서 발생되는 방사선을 측정할 수 있도록 할 수 있다.The
본 고안의 방사선 검출패널 및 그 조립체는 방사능 물질에 오염된 사람을 검진하는 의료검사장치나, 입국심사 또는 화물 통관시에 사람이나 컨테이너에 실은 화물의 방사능에 의한 오염 여부 및 그 세기와 함께 위치를 정확히 판별하는 검출장치에 이용될 수 있다.The radiation detection panel and the assembly of the present invention can detect the contamination caused by the radioactivity of the cargo placed in the person or the container at the time of the medical examination facility which examines the person contaminated with the radioactive substance, And can be used for a detecting device for discriminating between the two.
2 : 유기섬광체 패널 3, 3' : 삽입부
4 : 섬광유도수단 7 : 광증배수단
9 : 납판 20, 30 : 방사선 검출장치
21,31 : 검출패널 유니트2:
4: scintillation induction means 7: mad stimulation means
9: lead
21, 31: Detection panel unit
Claims (3)
상기 유기섬광체 패널(2)은 폴리스틸렌(Polystyrene PS)과 폴리비닐톨루엔 (Polyvinyltoluene PVT)중에서 선택된 어느 하나를 주재료로 성형된 단일의 판상이며,
상기 섬광유도수단(4)은 단일의 유기섬광체 패널(2)의 표면에 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부(3)로서 일정 간격으로 나선형과 선형중에서 선택된 어느 하나의 홈들에 삽입되고 테이프(5)로 고정된 된 것을 특징으로 하는 방사선 검출장치.
An organic scintillator panel (2, 2 ') having an organic scintillator plate (2, 2') formed in a plate shape with a predetermined thickness, width and length, and a scintillator (4), which is an optical fiber for making the scintillator, and a SiPM and PMT which are coupled to the free end of the scintillation inducing means extending from the organic scintillator panel and amplify the scintillation generated by the scintillator by radiation and generate an electrical signal And a light diffusing means (7) integrally coupled to an end of the optical fiber as any one selected, the radiation detecting apparatus comprising:
The organic scintillator panel 2 is a single plate which is formed of a main material selected from the group consisting of polystyrene PS and polyvinyltoluene PVT,
The scintillation induction means 4 is inserted into any one of spiral and linear grooves at regular intervals as a plurality of inserting portions 3 formed in a predetermined pattern on the surface of a single organic scintillation panel 2, ) Is fixed with a predetermined angle.
2. The method according to claim 1, wherein the scintillating means (4) of the organic scintillator panel (2 ') is arranged to detect whether the scintillation generated by the radiation is detected in which optical fiber so as to accurately detect the gamma- The organic scintillator panels 2 and 2 'are arranged so as to be perpendicular to the arrangement of the scintillator guiding means 4 of the scintillator panel 2 so as to form a pattern of a grid pattern in the transverse and longitudinal directions, And a lead plate (9) having a predetermined thickness is arranged so that gamma rays can be transmitted between the scintillator panels (2) and (2 ').
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