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KR20200009344A - A radionuclide detector based on multi-array plastic scintillator and the radiation detect method using it - Google Patents

A radionuclide detector based on multi-array plastic scintillator and the radiation detect method using it Download PDF

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KR20200009344A
KR20200009344A KR1020180083579A KR20180083579A KR20200009344A KR 20200009344 A KR20200009344 A KR 20200009344A KR 1020180083579 A KR1020180083579 A KR 1020180083579A KR 20180083579 A KR20180083579 A KR 20180083579A KR 20200009344 A KR20200009344 A KR 20200009344A
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KR
South Korea
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scintillator
radiation
photomultiplier tube
light
radionuclide detector
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Application number
KR1020180083579A
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Inventor
민철희
이현철
구본택
Original Assignee
연세대학교 원주산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

The present invention relates to a multi-array plastic scintillator-based radionuclide detector to detect ambient radiation. According to the present invention, the multi-array plastic scintillator-based radionuclide detector comprises: a plastic scintillator (polyvinyl toluene (PVT)) converting incident radiation into light and having a polygonal column shape; a reflector coupled to the outer surface of the plastic scintillator to prevent the light, which is generated by reaction with the incident radiation entering the plastic scintillator, from being lost to the outside; and a photomultiplier tube (PMT) coupled to one end of the plastic scintillator and capturing and converting the light generated from the plastic scintillator into an electric signal and amplifying and outputting the electric signal. Moreover, a radiation detection method comprises a radionuclide detector installation step, an incident step, a capturing and outputting step, and a radiation identification step.

Description

다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법{ A radionuclide detector based on multi-array plastic scintillator and the radiation detect method using it }A radionuclide detector based on multi-array plastic scintillator and the radiation detect method using it}

본 발명은 통로에 설치되어 통행하는 물체에서 방출되는 방사성 핵종을 검출하는 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a detector for detecting radionuclides emitted from an object passing through a passage and a radiation detection method using the same.

방사성 핵종 검출기는 임의의 방사성 핵종 고유의 방사선 에너지를 측정 및 분석하는 장치이다.Radionuclide detectors are devices that measure and analyze the radiation energy inherent in any radionuclide.

방사선 검출기 중 섬광체를 사용하는 섬광검출기는 에너지를 받으면 빛을 방출하는 성질을 이용하여 발생된 빛의 양을 측정하여 입사된 방사선의 에너지를 확인할 수 있다. 이 검출기에 쓰이는 섬광체에는 크게 유기섬광체와 무기섬광체가 있다.The scintillation detector using the scintillator among the radiation detectors can check the energy of incident radiation by measuring the amount of light generated by using the property of emitting light upon receiving energy. The scintillator used in this detector includes organic scintillator and inorganic scintillator.

무기섬광체는 방사선과의 반응에서 광전효과 발생 비율이 높아 에너지 스펙트럼 상에서 뚜렷하게 나타나는 광전 피크의 에너지를 기준으로 방사성 핵종을 손쉽게 분석할 수 있으나 비용이 비싸다는 단점을 가진다. 이에 비해 유기섬광체는 대면적 성형이 용이하고 가격이 저렴하다는 장점을 가지나, 컴프턴 산란의 발생 빈도가 높아 핵종분별에 이용되는 광전피크가 발생할 확률이 낮고 에너지 스펙트럼 상에 컴프턴 산란에 의한 넓은 분포의 컴프턴 단애가 발생할 확률이 높으므로 유사한 컴프턴 단애 영역 에너지를 보이는 핵종이 동시에 존재할 경우 정확한 핵종분별이 어려운 단점이 있다.Inorganic scintillators can easily analyze radionuclides on the basis of the energy of photoelectric peaks that appear clearly in the energy spectrum due to the high photoelectric effect rate in reaction with radiation, but has a disadvantage of high cost. In contrast, organic scintillators have the advantage of being easy to form large areas and inexpensive, but due to the high frequency of Compton scattering, the probability of photoelectric peaks used for nuclear species classification is low and wide distribution due to Compton scattering on the energy spectrum. Because of the high probability of occurrence of Compton edges, it is difficult to accurately classify nuclides when nucleotides with similar Compton edge regions exist at the same time.

불법 방사성물질의 유통 감시를 위해 공항과 항만과 같은 국경지대에서는 현재 방사선-감시기(radiation portal monitor, RPM)을 설치 및 운용 중이며, 이때 사용되는 감시기는 컨테이너와 같이 넓은 검색 범위를 빠른 시간 내에 모니터링 할 수 있도록 저렴한 비용으로 대면적 제작이 가능한 유기 섬광체 일종인 플라스틱 재질의 섬광체를 기반으로 한다. Radiation portal monitors (RPMs) are currently being installed and operated at border areas such as airports and ports to monitor the distribution of illegal radioactive materials. It is based on a plastic scintillator, which is a kind of organic scintillator that can be manufactured in large area at low cost.

그러나 대면적 섬광체를 사용하는 방사선 감지기는 방사선이 섬광체 내부에서 반응하여 발생된 광자를 처리하는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)이 섬광체 크기에 비해 현저히 좁은 면적을 가지며 이로 인해 발생한 빛의 섬광체 내부에서 자가흡수가 되는 현상으로 인해 낮은 계측효율을 보이므로 정확한 핵종분별을 기대하기 어렵다.However, radiation detectors using large area scintillators have a photomultiplier tube (PMT) that processes photons generated by radiation reacting inside the scintillator and has a significantly smaller area than the scintillator size. Because of the low measurement efficiency due to self-absorption, it is difficult to expect accurate nuclear classification.

대한민국 등록특허 제10-0931372호Republic of Korea Patent No. 10-0931372 대한민국 등록특허 제10-1051126호Republic of Korea Patent No. 10-1051126

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 항만 또는 공항을 통과하는 물체 또는 사람에서 방출되는 방사선을 손쉽게 검출하여 불법 방사성물질의 유통을 관리하거나 방사능에 오염된 물체 또는 사람이 출입할 수 없도록 모니터링하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법을 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to easily detect the radiation emitted from the object or person passing through the port or airport to manage the distribution of illegal radioactive material or radioactively contaminated object Another aspect of the present invention is to provide a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator for monitoring a person's entrance and exit and a radiation detection method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본원발명은 주변에서 방출되는 방사선을 검출하는 장치에 있어서, 입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)와, 상기 섬광체 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 발생되는 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체의 외면에 결합되는 반사체와, 상기 섬광체의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)으로 구성되되, 상기 섬광체, 반사체 및 광전자증배관으로 이루어진 장치가 통행로 일측에 설치되어 통행하는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a device for detecting radiation emitted from the surroundings, by converting the incident radiation into light, a plastic scintillator (Polyvinyl toluene, PVT) having a polygonal columnar shape, and the scintillator The reflector coupled to the outer surface of the scintillator and the light emitted from the scintillator are collected by the scintillator and converted into an electrical signal so that the light generated through the reaction with the radiation incident to the inside is not lost to the outside. It consists of a photomultiplier tube (PMT) to amplify and output, characterized in that the device consisting of a scintillator, a reflector and a photomultiplier tube is installed on one side of the passage to detect radiation emitted from a passing object or person Multi-segment Plastic Scintillator-based Radionuclide Detectors The.

또한, 본 발명의 또 다른 발명은 통행로를 따라 움직이는 물체에서 방출되는 방사선 검출방법에 있어서, (a)입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)와, 상기 섬광체 내부의 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체의 외면에 결합되는 반사체와, 상기 섬광체의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)으로 구성되는 방사성 핵종 검출기가 통행로 일측에 설치되는 단계와, (b) 통행로를 따라 움직이는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선이 상기 섬광체에 입사되는 단계와, (c) 상기 섬광체에 입사된 방사선이 섬광체와 반응하여 발생한 빛이 광전자증배관으로 포집되는 단계와, (d) 상기 광전자증배관에서 상기 포집된 빛을 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 단계 및, (e) 상기 광전자증배관으로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 설정된 검출 알고리즘을 통해 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 확인하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법을 제공한다.In still another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting radiation emitted from an object moving along a passage, wherein (a) converts incident radiation into light and has a plastic toluene (PVT) having a polygonal columnar shape. A photomultiplier pipe which collects light generated by the scintillator and converts the light generated from the scintillator into an electrical signal by being coupled to an outer surface of the scintillator so that the light inside the scintillator is not lost to the outside; a radionuclide detector consisting of a photomultiplier tube (PMT) is installed on one side of the passage; (b) radiation from an object or person moving along the passage is incident on the scintillator; and (c) incident on the scintillator. Light generated by reacting the radiation with the scintillator is collected in the photomultiplier tube, and (d) Converting and amplifying the collected light into an electrical signal in an electron multiplier and outputting the same; and (e) converting an electrical signal transmitted from the photomultiplier into data through a preset detection algorithm to be emitted from an object or a person. It provides a radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that it comprises a step of identifying the radiation.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 육각기둥 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)를 반복 배치하여 광자 포집율을 높이고 각 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)를 통해 계수된 스펙트럼을 합하여 컴프턴 단애(compton edge) 영역의 비율을 극대화함으로써 측정효율의 향상을 기대할 수 있다.First, the present invention repeatedly arranges hexagonal pillar-shaped small polyvinyl toluene (PVT) to increase the photon capture rate and sums the spectra counted through each photomultiplier tube (PMT) in the compton edge region. By maximizing the ratio, it is expected to improve the measurement efficiency.

둘째, 본 발명은 통과되는 물체에서 방출되는 방사성물질을 민감하게 검출할 수 있어 불법적으로 유통되는 방사성물질의 통제가 가능하며, 방사능에 오염된 물체 또는 사람이 출입을 막을 수 있다.Second, the present invention can sensitively detect the radioactive material emitted from the object passing through it is possible to control the illegally distributed radioactive material, and the object or person contaminated with radioactivity can prevent entry.

도1은 본원발명의 방사성 핵종 검출기에 관한 사시도이다.
도2는 도1의 평면도이다.
도3은 도1의 측면도이다.
도4는 본원발명의 방사성 핵종 검출기가 다수개 적층된 도면이다.
도5는 본원발명의 방사성 핵종 검출기가 통행로 일측에 설치되어 통행하는 물건에서 방출되는 방사선을 검출하는 도면이다.
도6은 본원발명의 방사선 검출방법을 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view of a radionuclide detector of the present invention.
2 is a plan view of FIG.
3 is a side view of FIG.
4 is a view of a plurality of radionuclide detectors of the present invention stacked.
FIG. 5 is a diagram of the radionuclide detector of the present invention installed on one side of a passage to detect radiation emitted from a passing article. FIG.
6 is a flowchart showing a radiation detection method of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법의 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the details of the multi-segment plastic scintillator based radionuclide detector and a radiation detection method using the same.

도1은 본원발명의 방사성 핵종 검출기에 관한 사시도이고, 도2는 도1의 평면도이다. 도3은 도1의 측면도이다.1 is a perspective view of a radionuclide detector of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 3 is a side view of FIG.

도4는 본원발명의 방사성 핵종 검출기가 다수개 적층된 도면이다.4 is a view of a plurality of radionuclide detectors of the present invention stacked.

도5는 본원발명의 방사성 핵종 검출기가 통행로 일측에 설치되어 통행하는 물건에서 방출되는 방사선을 검출하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram of the radionuclide detector of the present invention installed on one side of a passage to detect radiation emitted from a passing article. FIG.

본원발명은 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기에 관한 것으로 상세하게는 주변에서 방출되는 방사선을 검출하는 장치에 있어서, 입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)(100)와, 상기 섬광체(100) 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 발생되는 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 반사체(200)와, 상기 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)으로 구성되되, 상기 섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 장치가 통행로 일측에 설치되어 통행하는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, and more particularly, to a device for detecting radiation emitted from the surroundings, and converts incident radiation into light. And a reflector 200 coupled to an outer surface of the scintillator 100 so that light generated through a reaction between the PVT 100 and the radiation incident into the scintillator 100 is not lost to the outside, and the scintillator ( The photomultiplier tube (PMT) 300, which is coupled to one end of the scintillator 100, collects the light generated by the scintillator 100, converts the light into an electrical signal, and amplifies and outputs the scintillator 100. , A device comprising a reflector 200 and a photomultiplier tube 300 is installed at one side of a passage to detect radiation emitted from a passing object or person. And that is characterized.

본원발명은 섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)로 통행로에 설치되어 통행하는 물건(차량 등) 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출하여 불법 방사성물질의 유통이나 방사능에 오염된 물건(차량 등) 또는 사람의 출입을 막을 수 있는 장치이다.The present invention is a multi-segment plastic scintillation-based radionuclide detector 10 composed of a scintillator 100, a reflector 200, and a photomultiplier tube 300, which is installed in a passage and is emitted from a traffic light (vehicle, etc.) or a person. It is a device that detects radiation and prevents illegal radioactive materials from being distributed or radioactively contaminated objects (vehicles, etc.) or people.

방사성 핵종 검출기는 임의의 방사성 핵종 고유의 방사선 에너지를 측정 및 분석하는 장치이다.Radionuclide detectors are devices that measure and analyze the radiation energy inherent in any radionuclide.

방사선 검출기 중 섬광체를 사용하는 섬광검출기는 에너지를 받으면 빛을 방출하는 성질을 이용하여 발생된 빛의 양을 측정하여 입사된 방사선의 에너지를 확인할 수 있다. 이 검출기에 쓰이는 섬광체에는 크게 유기섬광체와 무기섬광체가 있다.The scintillation detector using the scintillator among the radiation detectors can check the energy of incident radiation by measuring the amount of light generated by using the property of emitting light upon receiving energy. The scintillator used in this detector includes organic scintillator and inorganic scintillator.

무기섬광체는 방사선과의 반응에서 광전효과 발생 비율이 높아 에너지 스펙트럼 상에서 뚜렷하게 나타나는 광전 피크의 에너지를 기준으로 방사성 핵종을 손쉽게 분석할 수 있으나 비용이 비싸다는 단점을 가진다. 이에 비해 유기섬광체는 대면적 성형이 용이하고 가격이 저렴하다는 장점을 가지나, 컴프턴 산란의 발생 빈도가 높아 핵종분별에 이용되는 광전피크가 발생할 확률이 낮고 에너지 스펙트럼 상에 컴프턴 산란에 의한 넓은 분포의 컴프턴 단애가 발생할 확률이 높으므로 유사한 컴프턴 단애 영역 에너지를 보이는 핵종이 동시에 존재할 경우 정확한 핵종분별이 어려운 단점이 있다.Inorganic scintillators can easily analyze radionuclides on the basis of the energy of photoelectric peaks that appear clearly in the energy spectrum due to the high photoelectric effect rate in reaction with radiation, but has a disadvantage of high cost. In contrast, organic scintillators have the advantage of being easy to form large areas and inexpensive, but due to the high frequency of Compton scattering, the probability of photoelectric peaks used for nuclear species classification is low and wide distribution due to Compton scattering on the energy spectrum. Because of the high probability of occurrence of Compton edges, it is difficult to accurately classify nuclides when nucleotides with similar Compton edge regions exist at the same time.

불법 방사성물질의 유통 감시를 위해 공항과 항만과 같은 국경지대에서는 현재 방사선-감시기(radiation portal monitor, RPM)을 설치 및 운용 중이며, 이때 사용되는 감시기는 컨테이너와 같이 넓은 검색 범위를 빠른 시간 내에 모니터링 할 수 있도록 저렴한 비용으로 대면적 제작이 가능한 유기 섬광체 일종인 플라스틱 재질의 섬광체를 기반으로 한다. Radiation portal monitors (RPMs) are currently being installed and operated at border areas such as airports and ports to monitor the distribution of illegal radioactive materials. It is based on a plastic scintillator, which is a kind of organic scintillator that can be manufactured in large area at low cost.

그러나 대면적 섬광체를 사용하는 방사선 감지기는 방사선이 섬광체 내부에서 반응하여 발생된 광자를 처리하는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)이 섬광체 크기에 비해 현저히 좁은 면적을 가지며 이로 인해 발생한 빛의 섬광체 내부에서 자가흡수가 되는 현상으로 인해 낮은 계측효율을 보이므로 정확한 핵종분별을 기대하기 어렵다.However, radiation detectors using large area scintillators have a photomultiplier tube (PMT) that processes photons generated by radiation reacting inside the scintillator and has a significantly smaller area than the scintillator size. Because of the low measurement efficiency due to self-absorption, it is difficult to expect accurate nuclear classification.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 항만 또는 공항을 통과하는 물체 또는 사람에서 방출되는 방사선을 손쉽게 검출하여 불법 방사성물질의 유통을 관리하거나 방사능에 오염된 물체 또는 사람이 출입할 수 없도록 모니터링하는 방사성 핵종 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법을 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to easily detect the radiation emitted from the object or person passing through the port or airport to manage the distribution of illegal radioactive material or radioactively contaminated object Another object of the present invention is to provide a radionuclide detector for monitoring a person's entrance and exit and a radiation detection method using the same.

본 발명은 육각기둥 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)를 반복 배치하여 광자 포집율을 높이고 각 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)를 통해 계수된 스펙트럼을 합하여 컴프턴 단애(compton edge) 영역의 비율을 극대화함으로써 측정효율의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 본 발명은 통과되는 물체에서 방출되는 방사성물질을 민감하게 검출할 수 있어 불법적으로 유통되는 방사성물질의 통제가 가능하며, 방사능에 오염된 물체 또는 사람이 출입을 막을 수 있다.The present invention increases the photon capture rate by repeatedly arranging small polyvinyl toluene (PVT) in the form of a hexagonal column, and adds the spectra counted through each photomultiplier tube (PMT) to increase the ratio of the compton edge region. It can be expected to improve the measurement efficiency by maximizing. In addition, the present invention can sensitively detect the radioactive material emitted from the object passing through it is possible to control the radioactive material circulating illegally, and the object or person contaminated with radioactivity can prevent entry.

섬광체(100)는 입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는다. 섬광체(100)는 주변의 방사선을 효율적으로 감지할 수 있는 다분할 플라스틱 섬광결정이다. 섬광체(100)는 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 빛을 발생시키는 구성이다. 섬광체(100)는 형상이 다양한 형상으로 형성될 수 있는데 일례로 단면이 육각형인 육각기둥 형상으로 제작될 수 있다. 섬광체(100)는 육각 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)로 광자 포집율을 높이고 각 PMT(photomultiplier tube, 광전자증배관)를 통해 계수된 스펙트럼을 합하여 컴프턴 단애(compton edge) 영역의 비율을 극대화함으로써 측정효율의 향상을 기대할 수 있다. 본 발명은 기존의 직육면체 모양의 섬광체와는 달리 육각기둥 형태로 분할 된 섬광체의 후면에 각각 광전자증배관을 결합하는 형태를 가지고 있The scintillator 100 changes the incident radiation into light and has a polygonal pillar shape. The scintillator 100 is a multi-segment plastic scintillation crystal capable of efficiently detecting the surrounding radiation. The scintillator 100 is configured to generate light through reaction with radiation incident to the inside. The scintillator 100 may be formed in various shapes. For example, the scintillator 100 may be manufactured in a hexagonal column shape having a hexagonal cross section. The scintillator 100 is a hexagonal small polyvinyl toluene (PVT) that increases the photon capture rate and sums the spectra counted through each photomultiplier tube (PMT) to maximize the ratio of the compton edge region. Improvement in measurement efficiency can be expected. The present invention, unlike the conventional cuboid scintillator has a form of coupling the photomultiplier tube to the back of the scintillator in the form of a hexagonal column, respectively.

섬광체(100)는 물건(차량 등) 또는 사람에서 방출되는 방사선의 포집율을 높이기 위하여 다수 개가 서로 결합되거나 적층되어 일정한 구조물 형상을 형성시킬 수 있는데 예를 들어 다수 개가 일면이 서로 맞닿도록 붙어 있고, 상기 붙어 있는 다수개의 상기 섬광체(100)가 다수개로 적층되어 일정한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 섬광체(100)는 필요에 따라 다수개가 일렬로 결합되고 다시 일렬로 결합된 다수개의 섬광체(100)가 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 일례로 5개의 섬광체(100)가 일렬로 결합된 후 그 위에 4개의 섬광체(100)가 일렬로 결합되어 적층되고, 다시 그 위에 5개의 섬광체(100)가 일렬로 결합되어 적층되는 구조로 14개의 섬광체(100)가 3층 구조 형태로 형성될 수 있다.The scintillator 100 may be coupled to or laminated with each other to form a predetermined structure shape in order to increase the collection rate of radiation emitted from an object (vehicle, etc.) or a person. The attached plurality of scintillators 100 may be stacked in a plurality and may have a predetermined shape. That is, the scintillator 100 may be formed in a structure in which a plurality of scintillators 100 coupled in a row and stacked in series are stacked as needed. For example, four scintillators 100 are coupled in a row, and four scintillators 100 are stacked and stacked on top of each other, and five scintillators 100 are coupled and stacked on top of each other. The scintillator 100 may be formed in a three-layered structure.

섬광체(100)는 소요되는 강도 및 역할을 만족할 수 있으면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 일례로 플라스틱 섬광체로 폴리비닐톨루엔(Polyvinyl toluene, PVT)이 사용될 수 있다.If the scintillator 100 can satisfy the required strength and role, various materials may be used. For example, polyvinyl toluene (PVT) may be used as the plastic scintillator.

반사체(200)는 섬광체(100) 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 발생되는 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 부재이다. 반사체(200)는 빛이 외부로 방출되지 않도록 다양한 두께로 제작될 수 있는데 일례로 1.2mm 두께로 제작될 수 있다. 또한, 다수개의 반사체(200)가 사용되어 섬광체(100)의 길이방향 외주면을 감싸는 경우 반사체(200)가 맞닿는 곳에 빛이 외부로 방출되지 않도록 테이프 등이 사용될 수 있다. 반사체(200)는 다양한 재료가 사용될 수 있는데 일례로 테프론(teflon) 테이프가 사용될 수 있다.The reflector 200 is a member coupled to the outer surface of the scintillator 100 such that light generated through reaction with radiation incident into the scintillator 100 is not lost to the outside. The reflector 200 may be manufactured in various thicknesses so that light is not emitted to the outside. For example, the reflector 200 may be manufactured in a thickness of 1.2 mm. In addition, when a plurality of reflectors 200 are used to surround the longitudinal outer circumferential surface of the scintillator 100, a tape or the like may be used so that light is not emitted to the outside where the reflectors 200 abut. Various materials may be used for the reflector 200. For example, Teflon tape may be used.

광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)은 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 구성이다. 광전자증배관(300)은 상기 섬광체(100)의 굴절율과 유사하게 맞추기 위해 optical grease 및 optical pad 가 사용되어 상기 섬광체(100)에 부착될 수 있다. 광전자증배관(300)은 섬광체(100)가 다수개 사용되는 경우 다수개의 섬광체(100) 각각에 결합되는 구조로되어 있다. 즉, 광전자증배관(300)은 사용되는 섬광체(100)의 개수 만큼 사용된다.A photomultiplier tube (PMT) 300 is coupled to one end of the scintillator 100 to collect light generated from the scintillator 100, convert the light into an electrical signal, and amplify and output the light. The photomultiplier tube 300 may be attached to the scintillator 100 by using an optical grease and an optical pad to match the refractive index of the scintillator 100. The photomultiplier tube 300 is configured to be coupled to each of the plurality of scintillators 100 when a plurality of scintillators 100 are used. That is, the photomultiplier tube 300 is used as many as the number of scintillator 100 used.

섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)는 통행로에서 일정거리 떨어진 곳에 설치될 수 있는데 일례로 2.5m 떨어진 곳에 설치될 수 있다. 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)는 다양한 곳에서 설치될 수 있는데 주로 공항이나 항만에 설치되어 통행하는 물건(차량 등) 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출할 수 있는 장치이다. 즉, 방사성 핵종 검출기(10)는 통과되는 물체에서 방출되는 방사성물질을 민감하게 검출할 수 있어 방사능에 오염된 물건 또는 사람이 출입을 막을 수 있다.The multi-segment plastic scintillator based radionuclide detector 10, which consists of the scintillator 100, the reflector 200, and the photomultiplier tube 300, may be installed at a distance from the passage, for example, 2.5m away. have. The radionuclide detector 10 based on the multi-segment plastic scintillator may be installed in various places, and is mainly installed in an airport or a port and may detect radiation emitted from a traffic (vehicle, etc.) or a person. That is, the radionuclide detector 10 may sensitively detect radioactive material emitted from an object passing through it, and thus, an object or person contaminated with radioactivity may be prevented from entering.

본 발명은 육각기둥 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)를 반복 배치하여 광자 포집율을 높이고 각 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)를 통해 계수된 스펙트럼을 합하여 컴프턴 단애(compton edge) 영역의 비율을 극대화함으로써 측정효율의 향상을 기대할 수 있다.The present invention increases the photon capture rate by repeatedly arranging small polyvinyl toluene (PVT) in the form of a hexagonal column, and adds the spectra counted through each photomultiplier tube (PMT) to increase the ratio of the compton edge region. It can be expected to improve the measurement efficiency by maximizing.

또한, 본 발명에 연결된 시스템은 광전자증배관(300)으로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 설정된 검출 알고리즘을 통해 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출자가 직접 확인할 수 있다.In addition, the system connected to the present invention can directly detect the radiation emitted from the object or person by converting the electrical signal transmitted from the photomultiplier tube 300 into data through a predetermined detection algorithm.

본 발명의 방사성 핵종 검출기(10)는 기존의 직육면체 모양의 섬광체와는 달리 육각기둥 형태로 분할 된 섬광체(100)의 후면에 각각 광전자증배관(300)을 결합하는 형태를 가지고 있어, 기존 직육면체 형태의 단일 섬광체와 한 개의 광전자증배관을 사용하여 방사선을 측정하면 섬광체 내 방사선의 반응위치에 따라 섬광빛의 포집확률이 달라지고, 전반적으로 생성된 섬광빛의 양 대비 광전자증배관에 포집된 섬광빛의 양의 효율은 10% 미만인 문제점을 극복할 수 있는 장치이다. 즉, 본 발명의 방사성 핵종 검출기(10)는 방사선의 반응위치에 따른 섬광빛의 포집확률은 거의 균일하고 섬광체 내부에서 생성된 섬광빛의 양 대비 광전자증배관에 포집된 섬광빛의 양의 효율은 35% 이상이다. 따라서 본 발명의 방사성 핵종 검출기(10)는 동일한 시간동안 측정 시 기존의 대면적 플라스틱 섬광검출기 비해 계수 효율이 증가하여 에너지 스펙트럼의 통계적 변동이 작아질 것이고, 방사선의 반응위치 별 섬광빛의 포집확률분포가 거의 유사하기 때문에 기존에 비해 에너지 분해능이 증대될 것이다.The radionuclide detector 10 of the present invention has a form in which the photomultiplier tube 300 is coupled to the rear surface of the scintillator 100 divided into hexagonal pillars, unlike the conventional cuboid scintillator. When measuring radiation using a single scintillator and a photomultiplier tube of, the probability of flashing light varies depending on the reaction location of the radiation in the scintillator, and the amount of scintillation captured in the photomultiplier tube The amount of efficiency of is a device that can overcome the problem of less than 10%. That is, in the radionuclide detector 10 of the present invention, the probability of collecting the flash light according to the reaction position of the radiation is almost uniform, and the efficiency of the amount of the flash light collected in the photomultiplier tube is higher than the amount of the flash light generated inside the scintillator. More than 35%. Therefore, the radionuclide detector 10 of the present invention will increase the counting efficiency compared to the conventional large-area plastic scintillation detector when measured for the same time will reduce the statistical fluctuations of the energy spectrum, the probability of collecting the flash light by the reaction position of the radiation Since V is almost similar, energy resolution will be increased compared to the conventional one.

도6은 본원발명의 방사선 검출방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flow chart showing a radiation detection method of the present invention.

본 발명의 또 다른 발명인 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법에 관한 것으로 상세하게는 통행로를 따라 움직이는 물체에서 방출되는 방사선 검출방법에 있어서, (a)입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)(100)와, 상기 섬광체(100) 내부의 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 반사체(200)와, 상기 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)으로 구성되는 방사성 핵종 검출기(10)가 통행로 일측에 설치되는 단계와, (b) 통행로를 따라 움직이는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선이 상기 섬광체(100)에 입사되는 단계와, (c) 상기 섬광체(100)에 입사된 방사선이 상기 섬광체(100)와 반응하여 발생되는 빛이 광전자증배관(300)으로 포집되는 단계와, (d) 상기 광전자증배관(300)에서 상기 포집된 빛을 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 단계 및, (e) 상기 광전자증배관(300)으로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 설정된 검출 알고리즘을 통해 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 확인하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.Another invention of the present invention relates to a radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, and more particularly, to a radiation detection method emitted from an object moving along a passage, the method comprising: (a) converting incident radiation into light; And plastic scintillation (Polyvinyl toluene, PVT) (100) having a polygonal column shape, the reflector 200 is coupled to the outer surface of the scintillator 100 so that the light inside the scintillator 100 is not lost to the outside and And a radionuclide detector, which is coupled to one end of the scintillator 100 and comprises a photomultiplier tube (PMT) 300 for capturing the light generated from the scintillator 100 and converting the light into an electrical signal. 10) is installed on one side of the passage, and (b) the radiation emitted from the object or person moving along the passage to the scintillator 100 Incident light, (c) the radiation generated by the light incident on the scintillator 100 reacting with the scintillator 100 is collected in the photomultiplier tube 300, and (d) the photomultiplier tube ( Converting and amplifying the collected light into an electrical signal at 300) and outputting the same; and (e) converting the electrical signal transmitted from the photomultiplier pipe 300 into data through a preset detection algorithm, thereby converting the data from an object or a person. It is characterized by consisting of the step of confirming the radiation emitted.

본원발명은 (a)단계 내지 (e)단계로 이루어진 방사성 핵종 검출기(10)를 이용한 방사선 검출방법으로 통행로에 설치된 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)로 통행하는 물건(차량 등) 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출하여 불법 방사성물질의 유통이나 방사능에 오염된 물건(차량 등) 또는 사람의 출입을 막을 수 있는 방법이다.The present invention is a radiation detection method using the radionuclide detector (10) consisting of the steps (a) to (e) the object (vehicles, etc.) to pass to the radionuclide detector 10 based on the multi-segment plastic scintillator installed in the passageway or By detecting radiation emitted from people, it is possible to prevent illegal distribution of radioactive materials, radioactively contaminated objects (vehicles, etc.) or entry of people.

(a)단계는 출입하는 물건 또는 사람으로부터 방사능을 검출하여 출입을 통제하기 위해 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)가 통행로 일측에 설치되는 단계이다. 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기(10)는 섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 구성된다. Step (a) is a step in which the radionuclide detector 10 based on the plastic scintillation is divided into one side of the passage in order to detect radiation from an object or a person entering and exit and control access. The multi-division plastic scintillator based radionuclide detector 10 is composed of a scintillator 100, a reflector 200, and a photomultiplier tube 300.

섬광체(100)는 입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는다. 섬광체(100)는 주변의 방사선을 효율적으로 감지할 수 있는 섬광결정이다. 섬광체(100)는 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 빛을 발생시키는 구성이다. 섬광체(100)는 형상이 다양한 형상으로 형성될 수 있는데 일례로 단면이 육각형인 육각기둥 형상으로 제작될 수 있다. 섬광체(100)는 육각 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)로 광자 포집율을 높이고 각 PMT(photomultiplier tube, 광전자증배관)를 통해 계수된 스펙트럼을 합하여 컴프턴 단애(compton edge) 영역의 비율을 극대화함으로써 측정효율의 향상을 기대할 수 있다. 본 발명은 기존의 직육면체 모양의 섬광체와는 달리 육각기둥 형태로 분할 된 섬광체의 후면에 각각 광전자증배관을 결합하는 형태를 가지고 있The scintillator 100 changes the incident radiation into light and has a polygonal pillar shape. The scintillator 100 is a scintillation crystal capable of efficiently detecting the surrounding radiation. The scintillator 100 is configured to generate light through reaction with radiation incident to the inside. The scintillator 100 may be formed in various shapes. For example, the scintillator 100 may be manufactured in a hexagonal column shape having a hexagonal cross section. The scintillator 100 is a hexagonal small polyvinyl toluene (PVT) that increases the photon capture rate and sums the spectra counted through each photomultiplier tube (PMT) to maximize the ratio of the compton edge region. Improvement in measurement efficiency can be expected. The present invention, unlike the conventional cuboid scintillator has a form of coupling the photomultiplier tube to the back of the scintillator in the form of a hexagonal column, respectively.

섬광체(100)는 물건(차량 등) 또는 사람에서 방출되는 방사선의 포집율을 높이기 위하여 다수 개가 서로 결합되거나 적층되어 일정한 구조물 형상을 형성시킬 수 있는데 예를 들어 다수 개가 일면이 서로 맞닿도록 붙어 있고, 상기 붙어 있는 다수개의 상기 섬광체(100)가 다수개로 적층되어 일정한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 섬광체(100)는 필요에 따라 다수개가 일렬로 결합되고 다시 일렬로 결합된 다수개의 섬광체(100)가 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 일례로 5개의 섬광체(100)가 일렬로 결합된 후 그 위에 4개의 섬광체(100)가 일렬로 결합되어 적층되고, 다시 그 위에 5개의 섬광체(100)가 일렬로 결합되어 적층되는 구조로 14개의 섬광체(100)가 3층 구조 형태로 형성될 수 있다.The scintillator 100 may be coupled to or laminated with each other to form a predetermined structure shape in order to increase the collection rate of radiation emitted from an object (vehicle, etc.) or a person. The attached plurality of scintillators 100 may be stacked in a plurality and may have a predetermined shape. That is, the scintillator 100 may be formed in a structure in which a plurality of scintillators 100 coupled in a row and stacked in series are stacked as needed. For example, four scintillators 100 are coupled in a row, and four scintillators 100 are stacked and stacked on top of each other, and five scintillators 100 are coupled and stacked on top of each other. The scintillator 100 may be formed in a three-layered structure.

섬광체(100)는 소요되는 강도 및 역할을 만족할 수 있으면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 일례로 플라스틱 섬광체로 폴리비닐톨루엔(Polyvinyl toluene, PVT)이 사용될 수 있다.If the scintillator 100 can satisfy the required strength and role, various materials may be used. For example, polyvinyl toluene (PVT) may be used as the plastic scintillator.

반사체(200)는 섬광체(100) 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 발생되는 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 부재이다. 반사체(200)는 빛이 외부로 방출되지 않도록 다양한 두께로 제작될 수 있는데 일례로 1.2mm 두께로 제작될 수 있다. 또한, 다수개의 반사체(200)가 사용되어 섬광체(100)의 길이방향 외주면을 감싸는 경우 반사체(200)가 맞닿는 곳에 빛이 외부로 방출되지 않도록 테이프 등이 사용될 수 있다. 반사체(200)는 다양한 재료가 사용될 수 있는데 일례로 테프론(teflon) 테이프가 사용될 수 있다.The reflector 200 is a member coupled to the outer surface of the scintillator 100 such that light generated through reaction with radiation incident into the scintillator 100 is not lost to the outside. The reflector 200 may be manufactured in various thicknesses so that light is not emitted to the outside. For example, the reflector 200 may be manufactured in a thickness of 1.2 mm. In addition, when a plurality of reflectors 200 are used to surround the longitudinal outer circumferential surface of the scintillator 100, a tape or the like may be used so that light is not emitted to the outside where the reflectors 200 abut. Various materials may be used for the reflector 200. For example, Teflon tape may be used.

광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)은 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 구성이다. 광전자증배관(300)은 상기 섬광체(100)의 굴절율과 유사하게 맞추기 위해 optical grease 및 optical pad 가 사용되어 상기 섬광체(100)에 부착될 수 있다. 광전자증배관(300)은 섬광체(100)가 다수개 사용되는 경우 다수개의 섬광체(100) 각각에 결합되는 구조로되어 있다. 즉, 광전자증배관(300)은 사용되는 섬광체(100)의 개수 만큼 사용된다.The photomultiplier tube (PMT) 300 is coupled to one end of the scintillator 100 to collect light generated from the scintillator 100, convert the light into an electrical signal, and amplify and output the light. The photomultiplier tube 300 may be attached to the scintillator 100 by using an optical grease and an optical pad to match the refractive index of the scintillator 100. The photomultiplier tube 300 is configured to be coupled to each of the plurality of scintillators 100 when a plurality of scintillators 100 are used. That is, the photomultiplier tube 300 is used as many as the number of scintillator 100 used.

섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 방사성 핵종 검출기(10)는 통행로에서 일정거리 떨어진 곳에 설치될 수 있는데 일례로 2.5m 떨어진 곳에 설치될 수 있다. 방사성 핵종 검출기(10)는 다양한 곳에서 설치될 수 있는데 주로 공항이나 항만에 설치되어 통행하는 물건(차량 등) 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출할 수 있는 장치이다. 즉, 방사성 핵종 검출기(10)는 통과되는 물체에서 방출되는 방사성물질을 민감하게 검출할 수 있어 방사능에 오염된 물건 또는 사람이 출입을 막을 수 있다.The radionuclide detector 10 including the scintillator 100, the reflector 200, and the photomultiplier tube 300 may be installed at a distance from the passage, for example, at a distance of 2.5m. The radionuclide detector 10 may be installed in various places, and is mainly installed in an airport or a port, and is a device capable of detecting radiation emitted from a passing object (vehicle, etc.) or a person. That is, the radionuclide detector 10 may sensitively detect radioactive material emitted from an object passing through it, and thus, an object or person contaminated with radioactivity may be prevented from entering.

(b)단계는 방사성 핵종 검출기(10)가 통행로 일측에 설치된 후 통행로를 따라 움직이는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선이 섬광체(100)에 입사되는 단계이다. 섬광체(100) 형상이 육각 형태의 소형 PVT(Polyvinyl toluene)로 광자 포집율이 높아 통행로를 따라 움직인 물건 또는 사람에서 방출되는 방사선이 손쉽게 섬광체 내부로 입사될 수 있다.In step (b), the radionuclide detector 10 is installed at one side of the passageway, and the radiation emitted from an object or a person moving along the passageway is incident on the scintillator 100. The scintillator 100 has a hexagonal form of small polyvinyl toluene (PVT) and has a high photon capture rate, so that radiation emitted from an object or a person moving along a passage can easily be incident into the scintillator.

(c)단계는 섬광체(100)에 입사된 방사선이 상기 섬광체(100)와 반응하여 발생되는 빛이 광전자증배관(300)으로 포집되는 단계이다. 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)은 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 섬광체(100)에 입사된 방사선이 반사체에 의해 외부로 방출되지 않고 광전자증배관으로 포집된다.Step (c) is a step in which the light generated by the radiation incident on the scintillator 100 reacts with the scintillator 100 is collected into the photomultiplier tube 300. The photomultiplier tube (PMT) 300 is coupled to one end of the scintillator 100 and the radiation incident on the scintillator 100 is collected by the photomultiplier tube without being emitted to the outside by the reflector.

(d)단계는 광전자증배관(300)에서 상기 포집된 빛을 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 단계이다. (d)단계는 섬광체(100)에 입사된 방사선이 시스템에서 해석할 수 있도록 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 단계이다.Step (d) is a step of converting and amplifying the collected light into an electrical signal in the photomultiplier tube 300 to output. In step (d), the radiation incident on the scintillator 100 is converted into an electrical signal and amplified so as to be interpreted by the system.

(e)단계는 광전자증배관(300)으로 부터 전달된 전기적 신호를 해석하는 단계이다. 즉, (e)단계는 광전자증배관(300)으로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 설정된 검출 알고리즘을 통해 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 확인하는 단계이다. 검출 알고리즘은 광전자증배관(300)에 전기적으로 연결된 시스템(20)에 미리 설치된 알고리즘으로 광전자증배관(300)으로부터 전달되는 전기적 신호를 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 확인할 수 있다.Step (e) is a step of analyzing the electrical signal transmitted from the photomultiplier tube (300). That is, step (e) is a step of confirming radiation emitted from an object or a person by converting an electrical signal transmitted from the photomultiplier tube 300 into data through a preset detection algorithm. The detection algorithm is an algorithm pre-installed in the system 20 electrically connected to the photomultiplier tube 300 to convert the electrical signal transmitted from the photomultiplier tube 300 into data to check the radiation emitted from the object or person.

이상으로 본 발명에 따른 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기 및 이를 이용한 방사선 검출방법의 바람직한 실시 예를 설명하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한, 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.As described above, a preferred embodiment of the multi-segment plastic scintillator-based radionuclide detector and a radiation detection method using the same has been described as at least one embodiment, whereby the technical idea and its construction and The operation is not limited, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited or limited by the drawings or the description with reference to the drawings. In addition, the concept and embodiment of the invention presented in the present invention can be used by those of ordinary skill in the art as a basis for modifying or designing to other structures for carrying out the same purpose of the present invention. The equivalent structure modified or changed by those skilled in the art to which the present invention pertains is to be bound by the technical scope of the present invention described in the claims, and the spirit or scope of the invention described in the claims. Various changes, substitutions and changes are possible without departing from the scope of the present invention.

10 : 방사성 핵종 검출기 20 : 시스템
100 : 섬광체
200 : 반사체
300 : 광전자증배관10 radionuclide detector 20 system
100: scintillation body
200 reflector
300: photomultiplier tube

Claims (12)

주변에서 방출되는 방사선을 검출하는 장치에 있어서,
입사된 방사선을 가시광선으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)(100);
상기 섬광체(100) 내부로 입사한 방사선과의 반응을 통해 발생되는 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 반사체(200); 및,
상기 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)으로 구성되되,
상기 섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 장치가 통행로 일측에 설치되어 통행하는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기.In the device for detecting radiation emitted from the surroundings,
A plastic scintillator (Polyvinyl toluene (PVT)) 100 having a polygonal pillar shape to change incident radiation into visible light;
A reflector 200 coupled to an outer surface of the scintillator 100 such that light generated through a reaction with radiation incident into the scintillator 100 is not lost to the outside; And,
It is composed of a photomultiplier tube (PMT) 300, which is coupled to one end of the scintillator 100 to capture and convert the light generated from the scintillator 100 into an electrical signal, and then output the amplified signal.
A device consisting of the scintillator 100, the reflector 200, and the photomultiplier tube 300 is installed on one side of a passage to detect radiation emitted from a passing object or a person. Detector. 제1항에 있어서,
상기 섬광체(100)는 단면이 육각형인 육각기둥 형상인 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기. The method of claim 1,
The scintillator 100 is a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that the cross-section is hexagonal hexagonal shape. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 섬광체(100)는 다수개가 일면이 서로 맞닿도록 붙어 있고, 상기 붙어 있는 다수개의 상기 섬광체(100)가 다수개로 적층되어 일정한 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기. The method according to claim 1 or 2,
The scintillator 100 is attached to a plurality of the surface is in contact with each other, the plurality of the scintillator 100 is a multi-sliced plastic scintillator based radionuclide detector, characterized in that formed in a predetermined form. 제1항에 있어서,
상기 반사체(200)는 1.2mm 두께인 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기.The method of claim 1,
The reflector 200 is a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that 1.2mm thick. 제1항에 있어서,
상기 광전자증배관(300)은 상기 섬광체(100)의 굴절율과 유사하게 맞추기 위해 optical grease 및 optical pad 가 사용되어 상기 섬광체(100)에 부착되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기.The method of claim 1,
The photomultiplier tube (300) is a multi-segment plastic scintillation-based radionuclide detector characterized in that the optical grease and the optical pad is used to match the refractive index of the scintillator (100) is attached to the scintillator (100). 제1항에 있어서,
상기 섬광체(100), 반사체(200) 및 광전자증배관(300)으로 이루어진 장치가 통행로에서 2.5m 떨어진 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기.The method of claim 1,
The device consisting of the scintillator 100, the reflector 200 and the photomultiplier tube 300 is installed 2.5m away from the passageway, characterized in that the radionuclide detector based on a plastic splitting scintillator. 통행로를 따라 움직이는 물체에서 방출되는 방사선 검출방법에 있어서,
(a)입사된 방사선을 빛으로 변화시켜주는 것으로 다각형 기둥 형상을 갖는 플라스틱 섬광체(Polyvinyl toluene, PVT)(100)와, 상기 섬광체(100) 내부의 빛이 외부로 손실되지 않도록 상기 섬광체(100)의 외면에 결합되는 반사체(200)와, 상기 섬광체(100)의 일단에 결합되는 것으로 상기 섬광체(100)에서 발생된 빛을 포집하여 전기적 신호로 변환하여 출력시키는 광전자증배관(photomultiplier tube, PMT)(300)으로 구성되는 방사성 핵종 검출기(10)가 통행로 일측에 설치되는 단계;
(b) 통행로를 따라 움직이는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선이 상기 섬광체(100)에 입사되는 단계;
(c) 상기 섬광체(100)에 입사된 방사선이 상기 섬광체(100)와 반응하여 발생한 빛이 광전자증배관(300)으로 포집되는 단계
(d) 상기 광전자증배관(300)에서 상기 포집된 빛을 전기적 신호로 변환 및 증폭하여 출력시키는 단계; 및,
(e) 상기 광전자증배관(300)으로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 설정된 검출 알고리즘을 통해 데이터로 변환하여 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 확인하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.In the radiation detection method emitted from an object moving along the passage,
(A) by converting the incident radiation into light, the plastic scintillator (Polyvinyl toluene, PVT) (100) having a polygonal pillar shape, and the scintillator (100) so that the light inside the scintillator (100) is not lost to the outside A photomultiplier tube (PMT) that is coupled to an outer surface of the reflector 200 and is coupled to one end of the scintillator 100 to collect light generated from the scintillator 100 and convert the light into an electrical signal. The radionuclide detector 10 consisting of 300 is installed on one side of the passage;
(b) injecting radiation emitted from an object or person moving along a passage into the scintillator 100;
(c) collecting the light generated by the radiation incident on the scintillator 100 with the scintillator 100 into the photomultiplier tube 300
(d) converting and amplifying the collected light into an electrical signal in the photomultiplier tube 300 and outputting the amplified signal; And,
(e) converting the electrical signal transmitted from the photomultiplier tube 300 into data through a preset detection algorithm to identify the radiation emitted from the object or person, characterized in that the multi-segment plastic scintillator-based Radiation detection method using a radionuclide detector. 제7항에 있어서,
상기 섬광체(100)는 물건 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 용이하게 검출할 수 있도록 단면이 육각형인 육각기둥 형상인 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.The method of claim 7, wherein
The scintillator 100 is a radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that the hexagonal column shape having a hexagonal cross section so as to easily detect radiation emitted from an object or a person. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 섬광체(100)는 다수개가 일면이 서로 맞닿도록 붙어 있고, 상기 붙어 있는 다수개의 상기 섬광체(100)가 다수개로 적층되어 일정한 형태로 구성되어 물건(차량 등) 또는 사람으로부터 방출되는 방사선을 용이하게 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.The method according to claim 7 or 8,
The scintillator 100 has a plurality of surfaces attached to each other to be in contact with each other, and the plurality of scintillators 100 are stacked in a plurality and are formed in a predetermined form to facilitate radiation emitted from an object (such as a vehicle) or a person. Radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that it can be detected. 제7항에 있어서,
상기 반사체(200)는 상기 섬광체(100) 내부의 빛이 외부로 방출되지 않도록 1.2mm 두께인 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.The method of claim 7, wherein
The reflector (200) is a radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that 1.2mm thick so that the light inside the scintillator (100) is not emitted to the outside. 제7항에 있어서,
상기 광전자증배관(300)은 상기 섬광체(100)의 굴절율과 유사하게 맞추기 위해 optical grease 및 optical pad 가 사용되어 상기 섬광체(100)에 부착되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.The method of claim 7, wherein
The photomultiplier tube 300 is a multi-segment plastic scintillator based radionuclide detector, characterized in that the optical grease and the optical pad is used to match the refractive index of the scintillator 100 to be attached to the scintillator 100. Radiation detection method used. 제7항에 있어서,
상기 방사성 핵종 검출기(10)가 통행로에서 2.5m 떨어진 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 다분할 플라스틱 섬광체 기반의 방사성 핵종 검출기를 이용한 방사선 검출방법.
The method of claim 7, wherein
The radionuclide detector (10) is a radiation detection method using a radionuclide detector based on a multi-segment plastic scintillator, characterized in that the installation is 2.5m away from the passage.
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