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[국내논문] I-123 핵종생산장치 시스템 설계
Design of I-123 Nuclide production system 원문보기

한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회, 2014 May 28, 2014년, pp.496 - 499  

정현우 (동명대학교) ,  유재준 (동명대학교) ,  김병일 (한국원자력의학원) ,  전권수 (한국원자력의학원) ,  이지섭 (한국원자력의학원) ,  박현 (한국원자력의학원) ,  최준용 (한국원자력의학원) ,  오세영 (한국원자력의학원) ,  방상권 (한국원자력의학원) ,  이동훈 (동명대학교)

초록
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30MeV Cyclotron의 양성자가 Xe-124 기체 표적 시스템에 조사될 때 가능한 핵반응을 적용하여 Xe Gas를 GPM으로부터 Target으로 까지 전송하는 시스템을 설계하고 제작하였다. 시스템 설계는 크게 4파트로 나누어 설계하였다. 각각의 하드웨어 부분은 솔리드웍스를 이용하여 설계하였다. Target은 헬륨으로 Havor Foil을 쿨링시키게 설계했고 물은 타겟에 들어간 Xe Gas를 조사 시 높아지는 온도를 식혀주는 역할을 하게 제작하였고 온도센서와 압력센서를 장착하여 눈으로 확인할 수 있게 제작하였다. GPM(Gas Process Manifold)은 Xe Gas를 운반하도록 준비하는 부분이며 Xe Gas를 담고있는 부분과 불순물을 제거하는 부분이 있다. HCS(Helium Circulation System)은 헬륨을 이용하여 각파트를 클리닝 하고 냉각시켜 준다. 이러한 각 부분들을 PLC로 제어하게 하여 유지보수시의 편리성을 추구하였고 PC Vue를 사용하여 SIEMENS PLC를 더욱더 안전하게 인터페이스하게 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Xe Gas is moved to Target from GPM. It is Used to feasible nuclear reaction from proton of 30MeV Cyclotron being investigated by the Xe-124 Gas target System. This system is divided into four parts. Hardware was constructed by solidworks and Helium Supply is to cool the Havor Foil. Water has the job...

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 콜리메이터는 빔의 가장자리를 잘라 빔의 크기를 조절하여 표적외의 다른 부분에 조사되어 방사화되는 것을 방지한다. 이러한 반응을 바탕으로 전체적인 시스템을 설계하여 PLC로 각각의 파트에 있는 밸브들과 센서들을 제어 하고 테스트 했다.
  • 또한 Simulation기능이 SolidWorks자체에 내장되어 있어 3D로 작업 한 도면이 실제 제작 되었을 때 문제점 같은 부분들이 어떻게 작용할지 미리 알 수 있다. 설계는 크게 4파트로 나누었다. 각각 GPM, WPM, Target, HCS 부분으로 나누었으며 각각의 부분들은 모두 SolidWorks로 설계하여 3D로 나타내었다.
  • 설계는 크게 4파트로 나누었다. 각각 GPM, WPM, Target, HCS 부분으로 나누었으며 각각의 부분들은 모두 SolidWorks로 설계하여 3D로 나타내었다. 따라서 각 부분의 문제점들을 손쉽게 볼 수 있었고, SolidWorks에 있는 자체 Simulation기능을 이용하여 열해석, 유체해석, 응력 등을 분석하여 제작 시 실패율을 줄였다.
  • 따라서 Target을 Target room에서 빠르게 분리하려면 탈부착이 매우 용이해야 한다. 그러므로 Target Cradle을 이용하여 탈부착을 쉽게 하고 각 부분의 Signal들을 체크하기 쉽게 설계하였다. Target Cradle은 Target을 빔 조사 시 지탱해주고 각각의 신호들을 PLC로 보내는 역할을 한다.
  • Storage vessel은 사용하지 않을 때 Xe 가스를 잡아둔다. GPM에서 Storage vessel은 총 2개가 있는데, 그 이유는 Xe 가스가 각 부분을 거쳐 Target으로 들어갈 때 손실을 막기위해 Target 바로 밑에 Storage vessel을 하나 더 두어 Xe 가스가 Target까지 최대한 많은 양이 손실 없이 가기 위해 하였다. 또한 Storage vessel에는 LN2(액체질소)가 들어가고 Heater로 열을 가열하므로 Thermocouple과 Pressure gauge가 각각 달려있다.
  • 3-way Valve를 통하여 세척수가 vessel에 채워지고, 추출액을 통과시키며 케타이온컬럼을 통해 최종 Product Vial로 이동한다. WPM은 Hot Cell에 있는데 Hot Cell에서 다른 방사성의약품을 생산해야 하므로 크기를 최소화하여 설계하였다.
  • GPM파트에는 THERMOCOUPLE 이 3개가 있다. 따라서 이 3개의 THERMOCOUPLE값을 이용하여 UI에서 한눈에 볼 수 있게 제작하였다. 또한 각각 온도, 유량, 레벨, 커런트 들을 모아서 한눈에 바라볼 수 있는 팝업창과 압력게이지를 볼 수 있는 팝업창, Dewar Bottle에서 나오는 온도들을 체크할 수 있는 팝업창으로 나누어 메인 화면에서 나타나 있는 값들을 파트별로 나누어 쉽게 볼 수 있게 제작 하였다.
  • 따라서 이 3개의 THERMOCOUPLE값을 이용하여 UI에서 한눈에 볼 수 있게 제작하였다. 또한 각각 온도, 유량, 레벨, 커런트 들을 모아서 한눈에 바라볼 수 있는 팝업창과 압력게이지를 볼 수 있는 팝업창, Dewar Bottle에서 나오는 온도들을 체크할 수 있는 팝업창으로 나누어 메인 화면에서 나타나 있는 값들을 파트별로 나누어 쉽게 볼 수 있게 제작 하였다. PLC에서 들어오는 각각의 시그널들을 PC Vue 화면상에서의 아이콘들에 각각 주소값을 부여하고 통신하였다.
  • 또한 각각 온도, 유량, 레벨, 커런트 들을 모아서 한눈에 바라볼 수 있는 팝업창과 압력게이지를 볼 수 있는 팝업창, Dewar Bottle에서 나오는 온도들을 체크할 수 있는 팝업창으로 나누어 메인 화면에서 나타나 있는 값들을 파트별로 나누어 쉽게 볼 수 있게 제작 하였다. PLC에서 들어오는 각각의 시그널들을 PC Vue 화면상에서의 아이콘들에 각각 주소값을 부여하고 통신하였다. 통신방식은 PC Vue에서 가장 흔히 쓰이는 XBUS-IP-MASTER을 사용하였고 time out은 1초로 지정하였다.

대상 데이터

  • 갑상선암과 알츠하이머 환자가 몇 년 사이 엄청난 숫자로 늘어나고 있는 요즘 I-123의 필요는 절실하다. 본 연구는 방사성의약품인 I-123을 생산하는 장치를 설계하였다. 기능에 따라 4파트로 나누어진 I-123핵종 생산장치는 테스트를 토대로 잘 설계 되었고, PLC로의 하드웨어 제어 또한 잘되었다.

이론/모형

  • PLC에서 들어오는 각각의 시그널들을 PC Vue 화면상에서의 아이콘들에 각각 주소값을 부여하고 통신하였다. 통신방식은 PC Vue에서 가장 흔히 쓰이는 XBUS-IP-MASTER을 사용하였고 time out은 1초로 지정하였다. Node 설정은 네트워크 파라미터 설정에서 ETHERNET의 XBUS-IP-MASTER의 세부 설정사항이다.
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