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[기초과학연구원 ] 방사선 검출기 Emulator

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 기계 개발상태 9

방사선 검출기 Emulator

보유기관 및 연구자 : 기초과학연구원 / 이주한

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 전산모사를 통해 방사선 계측환경에서 모사된 방사선 검출정보를 실제 검출기에서 제공하는 신호와 동일하게 발생시켜 신호처리회로에 입력시킴으로써 예상되는 방사선 환경에서의 방사선계측시스템의 성능을 정확히 평가할 수 있음
○ 본 방사선 검출기 emulator는 방사선환경을 전산모사하기 위한 컴퓨터, 컴퓨터에서 계산된 방사선 계측 정보를 받아 디지털 신호로 출력하는 IDC(Information-to-Digital Converter) unit, IDC unit의 디 지털 출력을 아날로그 신호로 변환시키는 DSG(Detector Signal Generator) unit으로 구성된다.

기존 기술의 문제점: ○ 기존의 검출기신호를 모사한 파형발생기는 신호의 형태와 크기, 발생빈도를 선택하게 되어 있어 실제 검출기에서 발생하는 신호와는 차이가 매우 큼 (실제 검출기와 같이 넓은 동적 영역과 다양한 대역폭의 연속적인 신호 발생이 불가능)
○ 다채널의 상호 연관된 신호의 발생이 불가능 하여 다수의 검출기를 이용한 다중 검출시스템 성능시험 불가능함

기술 차별점: ○ 방사선에 의해 검출기에 전달되는 정보를 전산모사를 통해 그대로 구현하고 FPGA 및 DAC로 구성된 회로를 통해 analog 신호로 변환시키므로 특정 방사선 계측 환경에서의 검출기와 동일한 신호를 발생시킴
○ 다중 검출기 전산모사를 통해 상호연관된 계측 정보를 FPGA를 통해 다채널 디지털 신호로 변환하고 이를 다채널 DAC를 통해 아날로그 신호로 변환함으로써 다중 검출기에서 발생하는 다채널 신호를 구현해 낼 수 있음

세부 내용: ○ GEANT4, EGS4, NCNPX 등 신뢰도 높은 전산 모사 code를 활용하여, 목표로 하는 검출시스템 에서의 방사선 계측 정보를 전산모사
○ IDC unit은 실시간으로 계산된 방사선 계측정보를 PC 메모리로부터 읽어들인 후 디지털 신호로 변환 하여 출력함
※ 검출기 정보를 디지털 신호로 변환 시 검출기별 특성의 반영 등과 같이 이용자의 목적에 따라 프로그 래밍이 가능하도록 FPGA로 구현
○ IDC unit의 디지털 출력신호를 Photo sensor 등을 이용하여 아날로그 신호로 변환하고 RC-CR 의 passive circuit을 이용한 파형발생기(Pulse Shape Generator)를 통해 검출기 신호 생성