KR20160000722U - 방사선 검출 패널을 이용한 방사선 검출장치 - Google Patents

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.

Description

방사선 검출 패널을 이용한 방사선 검출장치{AN APPARATUS WITH RADIATION DETECTING PANELS}

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이러한 이유로 방사능에 피폭되었을 것으로 의심되는 사람의 입국이나 수입 물품의 통관 과정에서 방사선량에 대한 정밀한 검사의 필요성이 증가되고 있다.

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.

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.

일반적으로 방사선 측정기는 고에너지의 방사선이 섬광체에 부딪힐 때 발생되는 섬광을 전기적 신호로 변환하여 방사선의 수와 세기를 측정한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

한편으로는 인체나 수입 물품에 대한 방사선량 측정을 보다 간편하고 저렴한 비용으로 보다 정확히 할 수 있는 기술 개발이 요망되었다.

특허출원 제10-2006-0099536호 국제공개공보 WO 2004/013655 한국 등록특허 제10-0641369호 한국 등록특허 제10-1248760호 미국 공개특허공보 제2011/0101230호

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.

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.

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.

상기 유기섬광체 패널은 유기섬광체로 단일의 판상으로 성형하여 제조하고, 일정 간격으로 섬광유도수단을 배치하기 위한 삽입부를 홈으로 형성하고 테이프로 고정하도록 구성될 수 있다.

변형적으로, 상기 유기섬광체 패널을 길다란 판조각 형태로 형성하고, 그 중심부에서 길이방향으로 삽입부로서 홀을 형성하여 섬광유도수단을 상기 홀에 삽입하도록 될 수도 있다.

상기 섬광 유도수단은 광화이버로 될 수 있다.

상기 광증배수단은 SiPM과 PMT중에서 선택된 어느 하나로 될 수 있다.

상기 삽입부에 고정되는 섬광유도수단의 배열 패턴은 일정 간격의 선형으로 될 수 있다.

상기 삽입부에 고정되는 섬광유도수단의 배열 패턴은 일정 간격의 나선형으로 형성될 수 있다.

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,

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.

상기 두개의 유기섬광체 패널들 사이에 납판이 배치될 수 있다.

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.

상기 유기섬광체 패널의 배면측에 중첩된 구조로 납판과 또 하나의 유기섬광체 패널을 더 포함할 수 있다.

상기 유기섬광체 패널들 각각에 섬광유도수단으로서의 광화이버들이 일정 간격으로 선형으로 서로 직각으로 배열되어, 상기 유기섬광체 패널들의 광화이버들은 격자 구조의 패턴을 이루도록 배치될 수 있다.

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.

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.

이하에서는 본 고안에 의한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하기로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이러한 방사선 검출패널 조립체를 이용하면 입국심사시나 컨테이너 화물 통관시에도 간편하게 방사능에 의한 오염 여부를 판별할 수 있는 대형 방사선 검출장치를 제조할 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

2 : 유기섬광체 패널 3, 3' : 삽입부
4 : 섬광유도수단 7 : 광증배수단
9 : 납판 20, 30 : 방사선 검출장치
21,31 : 검출패널 유니트

Claims (3)

1. 유기섬광체를 미리 설정된 일정 두께와 폭 및 길이로 판상으로 형성한 유기섬광체 패널(2,2')과, 상기 유기섬광체 패널(2,2')에 제공되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 유도하기 위한 광화이버인 섬광 유도수단(4), 및 상기 유기섬광체 패널에서 연장된 섬광 유도수단의 자유단부에 결합되어 방사선에 의해 섬광체에서 발생된 섬광을 증폭하고 전기적 신호를 발생하는 광증배수단(7)을 구비하는 방사선 검출 패널을 이용한 방사선 검출장치에 있어서,
   상기 유기섬광체 패널(2)은 폴리비닐벤젠 (Polyvinylbenzene PVB)과 폴리스틸렌(Polystyrene PS) 및 폴리비닐톨루엔 (Polyvinyltoluene PVT)중에서 선택된 어느 하나를 주재료로 성형된 단일의 판상이며,
   상기 광증배수단(7)은 SiPM과 PMT중에서 선택된 어느 하나로서 광화이버의 단부에 일체로 결합되며,
   상기 섬광유도수단(4)은 단일의 유기섬광체 패널(2)의 표면에 미리 설정된 패턴으로 형성된 다수의 삽입부(3)로서의 홈에 고정된 것을 특징으로 하는 방사선 검출장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 삽입부(3)에 고정되는 섬광유도수단(4)은 일정 간격으로 이격되게 형성된 선형과 나선형의 홈들중에서 선택된 어느 하나에 삽입되고 테이프(5)로 고정된 것을 특징으로 하는 방사선 검출장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 감마선 발생 위치를 정확히 탐지할 수 있게 방사선에 의해 발생되는 섬광이 어느 광화이버에서 탐지되었는지를 확인하기 위하여, 상기 유기섬광체 패널(2')의 섬광유도수단(4)이 유기섬광체 패널(2)의 섬광 유도수단(4)의 배열과 직각을 이루도록 배열되어 가로 및 세로방향의 격자 구조의 패턴을 이루도록 상기 유기섬광체 패널(2)(2')들이 중첩하여 배치되며, 상기 유기섬광체 패널(2)(2')들 사이에 감마선이 투과할 수 있을 정도로 미리 설정된 두께의 납판(9)이 배치된 것을 특징으로 하는 방사선 검출장치.
   
   
   
   
   
   
   

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