본 논문에서는 방사성 동위원소를 이용한 중성자 후방산란 검출 방법으로 산업용 수조의 액면이나 누수를 탐지 할 수 있는 계측기를 설계하였고, 방사선 선량측정에 주로 사용되는 MCNP(Monte Carlo N-particle Transport)코드를 이용하여 중성자 선원과 열중성자 계수관의 기하학적인 구조를 시뮬레이션 하였다. 또한 중성자 후방산란 검출기의 저준위 열중성자 신호를 검출하기 위해 전자회로들로 계측기를 설계하였다. 중성자 선원은 긴 반감기를 가진 241Am-Be을 사용하였으며, 열중성자 검출기로는 검출효율이 높은 3He 계수관을 사용하였다. 검출기의 구조적 설계는 반대편에서 접근이 불가능한 구조물 측정을 위해 선원과 계수관을 근접한 위치에 있도록 하였다. 중성자 선원 차폐구조와 선원과 계수관의 위치를 결정하기 위해 ...
본 논문에서는 방사성 동위원소를 이용한 중성자 후방산란 검출 방법으로 산업용 수조의 액면이나 누수를 탐지 할 수 있는 계측기를 설계하였고, 방사선 선량측정에 주로 사용되는 MCNP(Monte Carlo N-particle Transport)코드를 이용하여 중성자 선원과 열중성자 계수관의 기하학적인 구조를 시뮬레이션 하였다. 또한 중성자 후방산란 검출기의 저준위 열중성자 신호를 검출하기 위해 전자회로들로 계측기를 설계하였다. 중성자 선원은 긴 반감기를 가진 241Am-Be을 사용하였으며, 열중성자 검출기로는 검출효율이 높은 3He 계수관을 사용하였다. 검출기의 구조적 설계는 반대편에서 접근이 불가능한 구조물 측정을 위해 선원과 계수관을 근접한 위치에 있도록 하였다. 중성자 선원 차폐구조와 선원과 계수관의 위치를 결정하기 위해 MCNP 코드를 사용하여 중성자 후방산란 검출기를 설계하였다. 차폐체 Cd(두께 2 mm)을 사용하여 외부로부터 산란되어 검출부로 들어오는 열중성자를 차단하였으며, 일반적인 중성자 흡수체인 폴리에틸렌은 사용하지 않았다. 또한 낮은 수위측정과 계측장비의 소형화를 위해 선원과 계수관의 위치를 최대한 근접시켰다. 검출기의 미세한 열중성자 신호는 외부잡음이나 전원리플과 구별하여 검출되어야 하며 이를 위해 전원은 선형 레귤레이터를 통하여 공급하고, 고전압회로는 DC 2500 V까지 공급하도록 설계하였다. 또한 증폭회로, 파고 선별기 및 펄스 변환회로, 변환된 디지털 신호를 처리하기 위한 마이크로프로세서(PIC16C74)와 주변 전자회로들을 설계하였다. 각종 정보들은 실시간에 검출 계측할 수 있도록 하였으며, 플라토 실험(1.56%), 재현정밀도 실험(NA=51186.42,σ=226.2), 수위측정 실험(오차 < 5 mm) 을 통해 양호한 계측기로 신뢰성을 보였다. 본 논문에서 중성자 후방산란 계측기는 산업용 구조물의 액면 탐사 및 누수측정에 효과적으로 응용될 뿐 아니라, 다른 방사선 계측기 개발에 기본자료로 활용될 수 있다고 사료된다.
본 논문에서는 방사성 동위원소를 이용한 중성자 후방산란 검출 방법으로 산업용 수조의 액면이나 누수를 탐지 할 수 있는 계측기를 설계하였고, 방사선 선량측정에 주로 사용되는 MCNP(Monte Carlo N-particle Transport)코드를 이용하여 중성자 선원과 열중성자 계수관의 기하학적인 구조를 시뮬레이션 하였다. 또한 중성자 후방산란 검출기의 저준위 열중성자 신호를 검출하기 위해 전자회로들로 계측기를 설계하였다. 중성자 선원은 긴 반감기를 가진 241Am-Be을 사용하였으며, 열중성자 검출기로는 검출효율이 높은 3He 계수관을 사용하였다. 검출기의 구조적 설계는 반대편에서 접근이 불가능한 구조물 측정을 위해 선원과 계수관을 근접한 위치에 있도록 하였다. 중성자 선원 차폐구조와 선원과 계수관의 위치를 결정하기 위해 MCNP 코드를 사용하여 중성자 후방산란 검출기를 설계하였다. 차폐체 Cd(두께 2 mm)을 사용하여 외부로부터 산란되어 검출부로 들어오는 열중성자를 차단하였으며, 일반적인 중성자 흡수체인 폴리에틸렌은 사용하지 않았다. 또한 낮은 수위측정과 계측장비의 소형화를 위해 선원과 계수관의 위치를 최대한 근접시켰다. 검출기의 미세한 열중성자 신호는 외부잡음이나 전원리플과 구별하여 검출되어야 하며 이를 위해 전원은 선형 레귤레이터를 통하여 공급하고, 고전압회로는 DC 2500 V까지 공급하도록 설계하였다. 또한 증폭회로, 파고 선별기 및 펄스 변환회로, 변환된 디지털 신호를 처리하기 위한 마이크로프로세서(PIC16C74)와 주변 전자회로들을 설계하였다. 각종 정보들은 실시간에 검출 계측할 수 있도록 하였으며, 플라토 실험(1.56%), 재현정밀도 실험(NA=51186.42,σ=226.2), 수위측정 실험(오차 < 5 mm) 을 통해 양호한 계측기로 신뢰성을 보였다. 본 논문에서 중성자 후방산란 계측기는 산업용 구조물의 액면 탐사 및 누수측정에 효과적으로 응용될 뿐 아니라, 다른 방사선 계측기 개발에 기본자료로 활용될 수 있다고 사료된다.
The purpose of the study was to design the measuring equipment to detect liquid interface and leakage for industrial structures with Neutron Backscattering detecting method by using a radioactive isotope. The geometric characteristics of neutron source and thermal neutron tube were simulated by main...
The purpose of the study was to design the measuring equipment to detect liquid interface and leakage for industrial structures with Neutron Backscattering detecting method by using a radioactive isotope. The geometric characteristics of neutron source and thermal neutron tube were simulated by mainly using MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport) code for the measurement of radioactive ray. And measuring equipment through the electronic circuits was also designed to detect low energy level of thermal neutron signal by Neutron Backscattering detector. 241Am-Be with the long half-value period was used for neutron source. And 3He tube with high detection efficiency was also used for thermal neutron detector. The detector was designed for the source and the tube to be close to each other and it was possible to measure liquid interface of the structure that couldn't be approached on the opposite side. To determine the neutron shielding mechanism, the position of source and tube, Neutron Backscattering detector was designed by using MCNP code. The shielding material of Cd(2 mm thickness) was used to cut off the external neutrons scattered from outside but the Polyethylene with the general absorber wasn't used. To measure low level liquid interface and to keep the volume of the measuring equipment small, we put the source and the tube very close. The weak thermal neutron signal of the detector should be distinguished from the external noise or the power ripples, so that the power was supplied through the linear regulator. Also high voltage circuit was designed to supply power up to DC 2500 V. Amplifier circuit, differential discriminator, pulse converter, microprocessor(PIC16C74) and peripheral electronic circuits which deal with digital signal were also designed. It was also possible to detect all information at real time. Plateau experiment(1.56%), revival accuracy experiment(NA=51186.42,σ=226.2), and the measuring experiment of water interface(error < 5 mm) were performed to show the confidence of the measuring equipment. It was suggested in this study that Neutron Backscattering gauge should be applied efficiently not only to detect liquid interface and leakage of the industrial structures, but also to develop the other equipments which can use radiation measurement.
The purpose of the study was to design the measuring equipment to detect liquid interface and leakage for industrial structures with Neutron Backscattering detecting method by using a radioactive isotope. The geometric characteristics of neutron source and thermal neutron tube were simulated by mainly using MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport) code for the measurement of radioactive ray. And measuring equipment through the electronic circuits was also designed to detect low energy level of thermal neutron signal by Neutron Backscattering detector. 241Am-Be with the long half-value period was used for neutron source. And 3He tube with high detection efficiency was also used for thermal neutron detector. The detector was designed for the source and the tube to be close to each other and it was possible to measure liquid interface of the structure that couldn't be approached on the opposite side. To determine the neutron shielding mechanism, the position of source and tube, Neutron Backscattering detector was designed by using MCNP code. The shielding material of Cd(2 mm thickness) was used to cut off the external neutrons scattered from outside but the Polyethylene with the general absorber wasn't used. To measure low level liquid interface and to keep the volume of the measuring equipment small, we put the source and the tube very close. The weak thermal neutron signal of the detector should be distinguished from the external noise or the power ripples, so that the power was supplied through the linear regulator. Also high voltage circuit was designed to supply power up to DC 2500 V. Amplifier circuit, differential discriminator, pulse converter, microprocessor(PIC16C74) and peripheral electronic circuits which deal with digital signal were also designed. It was also possible to detect all information at real time. Plateau experiment(1.56%), revival accuracy experiment(NA=51186.42,σ=226.2), and the measuring experiment of water interface(error < 5 mm) were performed to show the confidence of the measuring equipment. It was suggested in this study that Neutron Backscattering gauge should be applied efficiently not only to detect liquid interface and leakage of the industrial structures, but also to develop the other equipments which can use radiation measurement.
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