KR101986511B1 - high power ion beam profile measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
양성자빔 또는 이온빔 프로파일 측정 장치가 제공된다. 빔 프로파일 장치는 빔 전달 경로 상에 설치되는 내부가 진공으로 유지된 관형 몸체; 상기 관형 몸체 내부에 설치되는 회전 탐침 조립체로서, 상기 관형 몸체 내부에서 회전 가능하게 배치된 회전 디스크 및 일단이 상기 회전 디스크에 고정되며 가상의 원기둥의 외주면을 따라 상기 가상의 원기둥을 감는 나선 형상을 갖는 고융점 재료로 구성된 빔 측정 선를 포함하는 회전 탐침 조립체; 및 상기 관형 몸체의 외주면 상의 일측에 결합되며 상기 회전 디스크에 회전력을 전달하도록 구성된 구동 장치를 포함한다.A proton beam or ion beam profile measurement device is provided. The beam profile apparatus includes a tubular body, which is installed on the beam transmission path and in which the interior is held in vacuum; A rotary disc assembly rotatably disposed within the tubular body; a rotary disc having one end fixed to the rotary disc and having a spiral shape that winds the virtual cylinder along an outer circumferential surface of a virtual cylinder; A rotation probe assembly including a beam measurement line comprised of a high melting point material; And a driving device coupled to one side of the outer circumferential surface of the tubular body and configured to transmit a rotational force to the rotating disk.
Description
본 발명은 고출력 이온 빔 프로파일 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 입자 가속기로부터 가속된 양성자 또는 이온 빔의 진행 경로 중 특정 위치에서의 빔의 형상, 즉 수평, 수직의 횡단면을 측정할 수 있도록 구조가 개선된 고출력 이온 빔 프로파일 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring a high output ion beam profile, and more particularly to a device for measuring a shape of a beam at a specific position in a progress path of an accelerated proton or ion beam from a particle accelerator, that is, a horizontal or vertical cross- And more particularly to a high output ion beam profile measuring apparatus having improved structure.
일반적으로 양성자 빔을 생성 가속하기 위한 장치로서 사이클로트론 및 양성자 선형가속기를 사용하고 있다. 이러한 가속장치는 응용 연구, 중성자선 조사 및 방사선 동위 원소 생산 등 사용 목적에 따라 필요한 세기의 양성자 빔을 인출 가속하여 사용하고 있으며 이온원과 입사기, 진공장치, 전원장치, 전자석과 고주파 시스템 및 빔 수송 장치 등이 상호 연관적으로 결합되어 있는 대형 복합 시스템으로 구성된다.Generally, cyclotron and proton linear accelerators are used as devices for generating and accelerating proton beams. These accelerators accelerate the proton beams of the required intensity according to the purpose of use, such as application research, neutron beam irradiation and radiation isotope production, and use ion sources and incident devices, vacuum devices, power devices, electromagnets, high frequency systems, And a transport system are interconnected.
이러한 가속기로부터 발생하는 고(高) 에너지의 양성자 빔을 특정 표적에 충돌시킴으로써 발생하는 중성자를 진단용이나 치료 용도의 의료용으로 사용하고 있다. 그런데 의료용으로 사용하고자 하는 경우에 이온원에서부터 표적까지 빔 손실이 적게 수송하고, 표적에 원하는 크기 및 형상의 양성자 빔을 제공하기 위하여 빔 가속 수송 도중 여러 위치에서 가속된 양성자 빔의 형상을 측정할 필요가 있다. 양성자 빔의 형상을 외부에서 사진 등으로 측정하기는 어렵기 때문에 상기 가속장치로부터 가속된 양성자 빔의 진행 경로상에 도전성 금속 부재(금속선)를 배치하여 그 금속 부재에 충돌된 양성자 빔에 의해 발생되는 전류를 측정함으로써 간접적으로 양성자 빔의 형상을 측정할 수 있다. 그러나 종래의 측정 장치는 보통 수평 수직 방향용 2개의 금속 부재에 충돌된 빔에 의해 흐르게 되는 각각의 전류를 측정할 수 있을 뿐이며, 특정 위치에 따른 빔 전류량 및 형상을 정확하게 표시할 수 없는 문제점이 있다. 한편, 종래의 감지센서 유닛을 각각 수평방향 또는 수직방향으로 독립적으로 움직일 수 있도록 설치하여 그 축들을 따라 스캔(주사)한 후 그 결과를 조합하여 위치에 따른 빔 내의 양성자빔의 공간적인 분포를 알 수 있으나, 고가의 스캔 기구 및 구동장치 등이 추가로 필요하므로 비용이 상승할 뿐 아니라 구조도 복잡하고, 빔 수송계의 길이도 증가하는 문제점이 있다. 또한 5kW/cm2 이상의 고출력 고밀도의 양성자 빔을 주사하기 위해서는 텅스텐 선 등 고 융점의 주사 부재가 녹지 않도록 빠른 스캔(주사) 속도를 제공하여야만 한다.Neutrons generated by colliding protons of a high energy energy generated from these accelerators to specific targets are used in medical applications for diagnosis and treatment. However, for medical applications, it is necessary to measure the shape of the accelerated proton beam at various locations during beam acceleration to transport the beam loss from the ion source to the target with less of the beam loss and provide the desired size and shape of the proton beam to the target . Since it is difficult to measure the shape of the proton beam from the outside with a photograph or the like, a conductive metal member (metal wire) is disposed on the path of the proton beam accelerated from the accelerator and is generated by a proton beam impinged on the metal member By measuring the current, the shape of the proton beam can be measured indirectly. However, the conventional measuring apparatus is capable of measuring the respective currents which are caused to flow by the beams impinged on the two metal members for the horizontal and vertical directions, and the amount and shape of the beam according to the specific position can not be accurately displayed . Meanwhile, the conventional sensor unit can be independently moved in the horizontal direction or the vertical direction, scanned (scanned) along its axes, and then the results are combined to determine the spatial distribution of the proton beam in the beam according to the position However, since an expensive scanning mechanism and a driving device are additionally required, the cost is increased, the structure is complicated, and the length of the beam transport system is also increased. In addition, in order to scan a high-power, high-density proton beam of 5 kW / cm 2 or more, it is necessary to provide a fast scan (scanning) speed such that a high melting point scanning member such as a tungsten wire does not melt.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명이 해결하고 하는 과제는 가속된 양성자 빔의 진행 경로상에 배치되어 위치를 이동하며 스캔(주사)하여 형상을 실시간 측정할 수 있도록 구조가 개선된 빔 프로파일 측정 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to overcome the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring the shape of a charged particle beam, which is disposed on a traveling path of an accelerated proton beam, And to provide an apparatus for measuring a beam profile.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 따른 빔 프로파일 측정 장치는, 양성자 또는 이온빔 전달 경로 상에 설치되는 관형 몸체; 상기 관형 몸체 내부에 설치되는 회전 탐침 조립체로서, 상기 관형 몸체 내부에서 회전 가능하게 배치된 회전 디스크 및 일단이 상기 회전 디스크에 고정되며 가상의 원기둥의 외주면을 따라 상기 가상의 원기둥을 감는 나선 형상을 갖는 고 융점 재료로 구성된 빔 측정 선을 포함하는 회전 탐침 조립체; 및 상기 관형 몸체의 외주면 상의 일측에 결합되며 상기 회전 디스크에 회전력을 전달하도록 구성된 구동 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a beam profile, including: a tubular body installed on a proton or ion beam transmission path; A rotary disc assembly rotatably disposed within the tubular body; a rotary disc having one end fixed to the rotary disc and having a spiral shape that winds the virtual cylinder along an outer circumferential surface of a virtual cylinder; A rotation probe assembly including a beam measurement line comprised of a high melting point material; And a driving device coupled to one side of the outer circumferential surface of the tubular body and configured to transmit a rotational force to the rotating disk.
한편, 상기 빔 측정 와이어는, 상기 회전 디스크가 제1 회전 각도 범위 내에 있을 때 제1 방향으로 정렬되고, 상기 회전 디스크가 제2 회전 각도 범위 내에 있을 때 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 정렬되고, 및 상기 회전 디스크가 제3 회전 각도 범위 내에 있을 때 상기 빔 전달 경로 상의 빔의 유효 반경 외부에 위치되어 빔의 자유로운 통로를 구성토록 한다.On the other hand, the beam measuring wire is arranged in a first direction when the rotating disk is in the first rotational angle range, and in a second direction perpendicular to the first direction when the rotating disk is in the second rotational angle range And is positioned outside the effective radius of the beam on the beam delivery path when the rotating disk is in the third rotational angle range to establish a free passage of the beam.
한편, 상기 관형 몸체 및 상기 구동 장치 사이에 배치되며 상기 구동 장치에서 발생된 회전력을 상기 회전 탐침 조립체로 전달하는 회전력 전달 조립체를 더 포함한다.The rotating body further includes a rotational force transmitting assembly disposed between the tubular body and the driving device and transmitting rotational force generated in the driving device to the rotating probe assembly.
한편, 상기 회전력 전달 조립체는, 상기 구동 장치의 구동 축에 결합되는 상부 자석을 포함하고, 상기 회전 탐침 조립체는, 일단이 상기 회전 디스크의 중심점에 연결되는 회전축, 및 상기 회전축의 상대방 쪽에 연결되며 상기 상부 자석의 회전에 동기 되어 회전하도록 구성된 하부 자석을 포함한다.The rotating force transmitting assembly includes an upper magnet coupled to a driving shaft of the driving device. The rotating probe assembly includes a rotating shaft having one end connected to a center point of the rotating disk, And a lower magnet configured to rotate in synchronization with the rotation of the upper magnet.
한편, 상기 회전력 전달 조립체는 상기 관형 몸체를 적어도 부분적으로 관통하는 중공형 부재인 조립 틀 및 상기 조립 틀의 일단에서 상기 상부 자석 및 상기 하부 자석 사이에 배치되며 상기 조립 틀 내부 공간을 외부로부터 차단하는 진공 플랜지를 더 포함한다. 이렇게 양측의 자석의 자기력 결합을 이용한 회전력 전달 방식을 구성함으로써, 통상의 회전축 자체의 진공기밀 방식보다 탐침 조립체의 회전축을 작은 동력으로, 빠른 속도로 회전이 가능하게 함으로 고출력 고밀도의 양성빔의 스캔 활용이 가능하다. The rotating force transmitting assembly includes an assembling frame, which is a hollow member at least partially penetrating the tubular body, and an upper magnet disposed between the upper magnet and the lower magnet at one end of the assembling frame, Further comprising a vacuum flange. By constituting the rotational force transmitting method using the magnetic force coupling between the magnets on both sides, the rotary shaft of the probe assembly can be rotated at a high speed and at a higher speed than the vacuum airtight type of the conventional rotary shaft itself, This is possible.
한편, 상기 관형 몸체의 외부에 배치되며 상기 관형 몸체 내부의 상기 회전 탐침 조립체와 전기적으로 연결되는 탐촉자를 더 포함한다.The probe further includes a probe disposed outside the tubular body and electrically connected to the probe assembly inside the tubular body.
한편, 상기 탐촉자를 상기 회전 탐침 조립체에 전기적으로 연결하도록 구성된 단자 연결 조립체를 더 포함하되, 상기 단자 연결 조립체는 상기 조립 틀의 일 측에 결합된다.The apparatus further includes a terminal connection assembly configured to electrically connect the probe to the rotation probe assembly, wherein the terminal connection assembly is coupled to one side of the assembly frame.
한편, 상기 회전력 전달 조립체는 상기 조립 틀의 내부에서 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링, 및 상기 조립 틀 내부에서 상기 베어링을 지지하는 제1 베어링 고정 몸체 및 제2 베어링 고정 몸체를 더 포함하고, 상기 탐촉자는 상기 조립 틀의 외벽을 관통하여 상기 탐촉자의 일단이 상기 조립 틀 내의 상기 제2 베어링 고정 몸체에 인접하도록 연장되고, 상기 단자 연결 조립체는 상기 탐촉자의 일단에 배치되며 상기 제2 베어링 고정 몸체와 상기 탐촉자의 전기적 연결을 매개하는 접촉 스프링을 포함한다.The rotating force transmission assembly may further include a bearing for rotatably supporting the rotation shaft in the assembly frame, and a first bearing fixing body and a second bearing fixing body for supporting the bearing inside the assembly frame, Wherein the transducer extends through an outer wall of the assembly frame so that one end of the probe is adjacent to the second bearing fixing body in the assembly frame and the terminal connection assembly is disposed at one end of the probe, And a contact spring for mediating the electrical connection of the probe.
한편, 상기 빔 측정 선, 상기 회전 디스크, 상기 회전축, 상기 베어링, 상기 제2 베어링 지지 몸체, 상기 스프링, 및 상기 탐촉자는 도전성 금속이다.On the other hand, the beam measuring line, the rotating disk, the rotating shaft, the bearing, the second bearing supporting body, the spring, and the probe are conductive metals.
한편, 상기 회전 디스크의 상기 제2 회전 각도 범위는 상기 제1 회전 각도 범위에 대해 180도의 위상 차이를 갖는다.Meanwhile, the second rotation angle range of the rotating disk has a phase difference of 180 degrees with respect to the first rotation angle range.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크 및 이에 연결된 빔 측정 와이어의 형상의 상부 투시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크 및 이에 연결된 빔 측정 와이어의 형상의 일측 투시 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크 및 이에 연결된 빔 측정 와이어의 형상의 일 위치에서의 측면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크 및 이에 연결된 빔 측정 와이어의 형상의 다른 위치에서의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 이용해 Y축 방향으로 빔 스캐닝(주사)하는 상황을 예시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 이용해 X축 방향으로 빔 스캐닝하는 상황을 예시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 비측정 상태를 예시하는 단면도이다.1 is a perspective view of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a top perspective view of the shape of a rotating disc of a beam profile measuring apparatus and a beam measuring wire connected thereto according to an embodiment of the present invention.
4 is a side perspective view of a shape of a rotating disk and a beam measuring wire connected thereto of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view of the shape of a rotating disk of a beam profile measuring apparatus and a beam measuring wire connected thereto according to an embodiment of the present invention in one position.
FIG. 6 is a side view of another embodiment of a shape of a rotating disk and beam measuring wire connected thereto of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a beam scanning (scanning) in the Y-axis direction using a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating the beam scanning in the X-axis direction using a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view illustrating a non-measurement state of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 빔 인출 장치 내에서 빔 전달 경로 상에 설치되는 관형 몸체(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
관형 몸체(100)의 양단에는 각각 플랜지(110)가 형성될 수 있고, 관형 몸체(100)의 양단의 플랜지들(110)은 빔 인출 장치 내 빔 전달 경로를 형성하는 다른 진공 관들의 플랜지들에 각각 결합될 수 있다. 가동 상태에서, 관형 몸체 내부는 진공으로 유지될 수 있다.
빔 인출 장치 내 빔 전달 경로는 진공을 유지할 수 있고, 이에, 관형 몸체(100) 내부도 진공 상태가 유지될 수 있다.The beam transmission path in the beam extracting apparatus can maintain a vacuum, so that the inside of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 관형 몸체(100)의 외주면(102) 상에 결합되는 구동 장치(200)를 포함한다.In addition, the beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
구동 장치(200)는 회전 탐침 조립체(500)(도 2의 500)에 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 구동 장치(200)는 모터와 같은 전동식 회전 부재일 수 있고, 예를 들어, 360도 전방위로 회전되는 모터, 스텝 모터일 수 있다. 구동 장치(200)는 외부 신호에 따라 그 회전 방위, 회전 속도 및 회전 방향이 변경되는 제어식 구동 모터일 수 있다.The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 구동 장치(200)의 일측에 배치된 엔코더(400)를 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for measuring a beam profile according to an embodiment of the present invention may further include an
엔코더(400)는 구동 장치(200)의 회전 구동축에 결합될 수 있고, 구동 장치(200)의 회전의 주기 및 각도를 측정할 수 있다.The
도시된 본 발명의 일 실시예에서, 구동 장치(200)는 엔코더(400)를 통해 그 회전 주기 및 각도를 측정하여, 그 회전 방위각, 회전 속도 및 회전 방향이 조절되는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 구동 장치(200)는 외부의 엔코더(400)에 결합되는 것이 아니라, 엔코더(400)가 내장된 형태로 구성될 수도 있다.In the illustrated embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 관형 몸체(100)의 외부에 배치되며 관형 몸체(100) 내부의 회전 탐침 조립체(500)(도 2의 500)와 전기적으로 연결되는 센싱 단자(310)를 포함할 수 있다.The beam profile measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
센싱 단자(310)는 관형 몸체(100) 내부의 탐침에서 발생된 전류 신호를 관형 몸체(100) 외부로 전달하는 단자일 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 회전 탐침 조립체(500)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a beam profile measurement apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
회전 탐침 조립체(500)는 관형 몸체(100) 내부에 설치될 수 있다. 회전 탐침 조립체(500)는 빔 측정 선(510), 회전 디스크(520), 회전 디스크(520)에 연결되는 회전축(530), 조립 틀(540), 베어링(550), 제1 베어링 고정 몸체(560), 제2 베어링 고정 몸체 (562), 절연 부재(564), 진공 이격 플랜지(570), 하부 자석(580), 및 스냅링(590)을 포함할 수 있다.The
빔 측정 와이어(510)는 그 일단이 회전 디스크(520)에 고정될 수 있다. 빔 측정 와이어(510)의 일단은 회전 디스크(520)의 반경 방향 외측 일 지점에 고정될 수 있고, 그 상대방 측 단은 자유단일 수 있다. 도시된 실시예에서, 빔 측정 와이어(510)는 그 일단에서 직선으로 연장하는 직선 연장부(516)를 포함하는 것으로 도시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 직선 연장부(516)는 제작되는 장치 특성에 맞추어 그 길이가 변경되거나 또는 생략될 수 있다.One end of the beam measuring
빔 측정 와이어(510)는 관형 몸체(100) 내부의 중공 부분, 엄밀히, 이온 빔 전달 경로 상에 배치될 수 있다. 빔 측정 선(510)은 가상의 원기둥의 외주면을 따라 가상의 원기둥을 감는 나선 형상을 가질 수 있다. 빔 측정 선은 고 융점 재료로 구성될 수 있고, 예를 들어, 텅스텐으로 구성될 수 있다.The beam measuring
빔 측정선(510)은 회전 디스크(520)의 회전에 따라 단면상에서 전체적으로 제1 방향(D1)으로 정렬된 상태에서 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있고, 또한, 제2 방향(D2)으로 정렬될 상태에서 제2 방향(D2)에 수직한 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 빔 측정선(510)은 단면상에서 제1 방향(D1)을 따라 측정되는 이온 빔의 프로파일(단면)을 측정할 수 있고, 또한, 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(단면)을 따라 측정되는 이온 빔의 프로파일을 측정할 수 있다.The
빔 측정 와이어(510)는 단면상에서 100 내지 150도의 각도를 유지하며, 가상의 원기둥을 0.4 회전하는 정도로 감는 형상일 수 있다.The
회전 디스크(520)는 관형 몸체(100) 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.The
회전 디스크(520)는 회전축(530)에 연결될 수 있다. 회전축(530)의 일단은 회전 디스크(520)의 중심점에 연결될 수 있고, 회전축(530)의 회전에 따라 회전 디스크(520)는 회전될 수 있다. 회전축(530)의 타 단은 하부 자석(580)에 고정될 수 있다.The
회전 디스크(520)의 회전에 따라, 빔 측정 와이어(510)의 시점, 즉, 회전 디스크(520)에 고정된 일단 및 빔 측정 와이어(510)의 종점, 즉, 그 자유단의 관형 몸체(100) 내부에서의 3차원적인 위치는 주기적으로 변경될 수 있다.The end of the
또한, 회전 디스크(520)의 회전에 따라, 도 2에 도시된 바와 같은, 빔 전달 경로에 수직한 단면 상에서 보여지는 빔 측정 와이어(510)의 형상은 주기적으로 변경될 수 있다.Further, in accordance with the rotation of the
이 때, 빔 전달 경로에 수직한 단면 상에서 보여지는 빔 측정 와이어(510)의 형상은 전달되는 빔과 중첩되는 탐침 라인으로 해석될 수 있다.At this time, the shape of the
조립 틀(540)은 관형 몸체(100)를 적어도 부분적으로 관통하는 관통 부재로, 그 내부 공간을 구비하는 중공형 부재일 수 있다.The
도시된 실시예에서, 조립 틀(540)은 관형 몸체(100)를 관통하여 관형 몸체(100)에 내부에 결합되는 것으로 도시되었으나, 조립 틀(540)은 관형 몸체(100)와 일체로 형성되거나 관형 몸체(100)의 일 부위를 별도로 지칭하는 것일 수도 있다.Although the
조립 틀(540)의 내부 공간에 제1 베어링 고정 몸체(560) 및 제2 베어링 고정 몸체(562)가 배치될 수 있다.A first
제1 베어링 고정 몸체(560) 및 제2 베어링 고정 몸체(562)는 그 내부의 베어링(550)을 지지할 수 있다. 베어링(550)은 그 내부의 회전축(530)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.The first
베어링(550)은 도전 재료, 예를 들어, 도전성 금속, 예를 들어, 비(非)자성 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다. 제1 베어링 고정 몸체(560)는 절연재, 예를 들어, 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 베어링(550)은 제1 베어링 고정 몸체(560)에 의해 그 위치가 지지될 수 있으며 외부의 조립 틀(540) 및 관형 몸체(100)와 전기적으로 절연 상태를 유지될 수 있다.The
제2 베어링 고정 몸체(562)는 제1 베어링 고정 몸체(560) 내부에 위치되며 적어도 부분적으로 베어링(550)에 접촉하여 베어링(550)을 지지할 수 있다. 제2 베어링 고정 몸체(562)는 도전성 금속, 예를 들어, 비자성 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다. 제2 베어링 고정 몸체(562) 및 베어링(550)은 전기적으로 연결될 수 있다.The second
또한, 빔 측정 와이어(510), 회전 디스크(520) 및 회전축(530)도 도전성 금속, 예를 들어, 비자성 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다.Further, the
진공 이격 플랜지(570)는 조립 틀(540)의 일단에 결합된다. 진공 이격 플랜지(570)는 조립 틀(540)의 내부 공간을 외부로부터 차단하며, 조립 틀(540)의 내부 공간 및 이에 이어지는 관형 몸체(100) 내부의 진공 기밀을 유지시킬 수 있다.The
진공 이격 플랜지(570)는 스테인레스 강, 예를 들어, 비자성 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다.The
하부 자석(580)은 회전축(530)의 타단에 고정될 수 있다. 하부 자석(580)은 다극 영구 자석일 수 있다. 예를 들어, 하부 자석(580)은 회전축(530)의 둘레를 따라 N극 및 S극이 교번하여 배치되는 2극, 4극 및 6극 영구 자석일 수 있다. 예를 들어, 하부 자석(580)는 페라이트 자석일 수 있다.The
절연 부재(564)가 제2 베어링 고정 몸체(562)의 상부에 배치될 수 있다. 절연 제2 베어링 고정 몸체(562)는 절연 부재(564) 및 제1 베어링 고정 몸체(560)에 의해 둘러 싸이며, 이로써 제2 베어링 고정 몸체(562)는, 진공 이격 플랜지(570), 조립 틀(540) 및 관형 몸체(100)로부터 전기적으로 절연될 수 있다.An insulating
스냅링(590)이 회전축(530)에 고정되며 스냅링(590)은 베어링(550)의 상부와 제2 베어링 고정 몸체(562) 사이에 및 베어링(550)의 하부와 제1 베어링 고정 몸체(560)의 사이에 배치될 수 있다. 스냅링(590)에 의해 회전축(530)은 제1 베어링 고정 몸체(560), 베어링(550) 및 제2 베어링 고정 몸체(562)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.A
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 회전 탐침 조립체(500)의 상부에 설치된 회전력 전달 조립체(600)를 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for measuring a beam profile according to an embodiment of the present invention may further include a rotational
회전력 전달 조립체(600)는 구동 장치(200) 및 관형 몸체(100) 사이에 배치되며 구동 장치(200)로부터 전달된 회전력을 회전 탐침 조립체(500)로 전달할 수 있다.The rotational
회전력 전달 조립체(600)는 상부 플랜지(610), 구동 장치 플랜지(620), 상부 자석(630)을 포함할 수 있다.The
상부 플랜지(610)는 진공 이격 플랜지(570) 상에 결합될 수 있고 내부에 상부 자석(630)을 수납하는 상부 수납 공간을 포함할 수 있다.The
구동 장치 플랜지(620)는 일측면이 상부 플랜지(610)에 결합되고 타측면이 구동 장치(200)에 결합될 수 있다. 즉, 구동 장치(200)는 구동 장치 플랜지(620)를 매개로 상부 플랜지(610) 및 진공 이격 플랜지(570)를 거쳐 조립 틀(540) 및 관형 몸체(100)에 결합될 수 있다.The driving
구동 장치(200)의 구동축의 적어도 일부는 상부 플랜지(610)이 상부 수납 공간 내부로 연장된다. 구동축의 단부는 자유단의 상태로 위치되며, 회전 탐침 조립체(500)의 회전축(530)과는 물리적으로 연결되지 않는다. 구동축은 회전 조립체의 회전축(530)과 축 정렬될 수 있다.At least a portion of the drive shaft of the
상부 자석(630)은 구동축의 단부에 고정될 수 있다. 구동 장치의 회전 및 그로 인한 회전축(530)의 회전에 따라, 상부 자석(630)은 회전될 수 있다. 상부 자석(630)의 회전은 주변의 자기장 프로파일을 변경시킬 수 있다. 이러한 주변 자기장 프로파일의 변동에 따라 하부 자석(580)에 자기력이 가해질 수 있고, 하부 자석(580)이 회전될 수 있다. 즉, 상부 자석(630)의 회전에 동기 되어 하부 자석(580)은 회전될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 장치는 자기력 결합 구동 방식을 가질 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 이격 플랜지(570)에 의하여, 조립 틀(540) 및 관형 몸체(100) 내부는 외부로부터 차폐될 수 있고, 그 내부의 진공이 유지될 수 있다. 또한, 진공 이격 플랜지(570)는 하부 자석(580) 및 상부 자석(630) 사이 배치될 수 있고, 하부 자석(580)은 상부 자석(630)과 물리적으로 분리되며, 자기적으로 연결될 수 있다. 이로써 하부 자석(580)은 상부 자석(630)에 동기되어 회전되므로, 하부 자석(580)의 회전에 필요한 구동 요소가 조립 틀(540) 또는 관형 몸체(100) 내부로 연결될 필요가 없다.In accordance with one embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는, 탐촉자(310)를 회전 탐침 조립체(500)에에, 예를 들어, 빔 측정 선(510)에 전기적으로 연결시키는 단자 연결 조립체(300)를 포함할 수 있다.The beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a
단자 연결 조립체(300)는, 조립 틀(540)의 일측에 결합될 수 있다. 단자 연결 조립체(300)는 절연 부싱(320), O-링(330), 링 지지 부싱(340), 고정 커버(350) 및 접촉 스프링(360)을 포함할 수 있다.The
절연 부싱(320)은 탐촉자(310)가 삽입되는 내부 삽입 공간을 포함할 수 있다. 절연 부싱(320)은 조립 틀(540)의 일측에 결합될 수 있다. 센싱 단자(310)는 절연 부싱(320)에 고정될 수 있고, 탐촉자(310)의 일단은 조립 틀(540)의 외벽을 관통하여, 조립 틀(540) 내부 수납 공간의 제2 베어링 고정 몸체(562)에 인접하게 연장될 수 있다.The insulating
앞서 설명한 바와 같이, 제2 베어링 고정 몸체(562)는 도전성 재질인 베어링(550), 회전축(530)을 통해 빔 측정 선(510)에 전기적으로 연결될 수 있고, 탐촉자(310) 역시 이들을 통해 빔 측정 와이어(510)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이로써, 빔 측정 선(510), 회전 디스크(520), 회전축(530), 베어링(550), 제2 베어링 지지 몸체(562), 접촉 스프링(360), 및 탐촉자(310)로 이루어지는 측정 신호 전달 경로가 형성될 수 있다.The second
O-링(330)은 절연 부싱(320) 내부에서 탐촉자(310)의 외주면에 밀착되며, 외부로부터 조립 틀(540) 및 관형 몸체(100) 내부의 기밀을 유지하는 밀봉 부재로 기능할 수 있다.The O-
링 지지 부싱(340)은 고정 커버(350)에 결합될 수 있다. O-링(330)이 절연 부싱(320) 내부에서 위치되도록 O-링(330)을 압착 지지할 수 있다. 고정 커버(350)는 탐촉자(310)의 외면에 고정될 수 있다.The
탐촉자(310)의 일단에는 접촉 스프링(360)이 배치될 수 있다. 접촉 스프링(360)은 제2 베어링 고정 몸체(562) 및 탐촉자(310) 사이에서 양자의 전기적 연결을 매개할 수 있다. 접촉 스프링(360)은 탄성 변형될 수 있다. 이로써, 탐촉자(310)와 제2 베어링 고정 몸체(562)의 전기적 연결, 즉, 접촉을 위하여, 정밀한 치수 마진을 요함이 없이 간단하게 탐촉자(310)와 제2 베어링 고정 몸체(562)가 접촉 스프링(360)을 매개로 전기적으로 연결될 수 있다.At one end of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크(520) 및 이에 연결된 빔 측정 와이어(510)의 형상의 상부 투시도이다.3 is a top perspective view of the shape of a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크(520) 및 이에 연결된 빔 측정 와이어(510)의 형상의 일측 투시 사시도이다.4 is a side perspective view of a shape of a
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크(520) 및 이에 연결된 빔 측정 와이어(510)의 형상의 일 위치에서의 측면도이다.5 is a side view at one location of the shape of the
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 회전 디스크(520) 및 이에 연결된 빔 측정 와이어(510)의 형상의 다른 위치에서의 측면도이다.6 is a side view at another position of the shape of the
도 3 내지 도 6을 참조하면, 빔 측정 와이어(510)는 일단이 회전 디스크(520)에 결합될 수 있다.3 to 6, the
빔 측정 와이어(510)는 가상의 원기둥의 외주면을 따라 연장하며, 가상의 원기둥을 약 0.4 바퀴만큼 감을 수 있다.The
즉, 회전 디스크(520)를 투시하여 빔 측정 와이어(510)를 바라볼 때, 빔 측정 와이어(510)는 대략 회전 디스크(520)의 원주면을 따라 만곡 각도(Dg)만큼 만곡될 수 있고, 만곡 각도(Dg)는 예를 들어, 120 내지 160도, 또는 예를 들어, 144 도일 수 있다.That is, when viewing the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 이용해 Y축 방향으로 빔을 주사하는 상황을 예시하는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a situation in which a beam is scanned in the Y-axis direction using a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 빔 측정 선(510)는 전체적으로 단면상에서 제1 방향(D1), 즉, X축 방향으로 배열될 수 있다. 이는 빔 측정 선(510)의 일단이 고정된 회전 디스크(520)가 특정 각도 범위, 예를 들어, 제1 회전 각도 범위 내에 있을 때, 나선형인 빔 측정 선(510)의 고유 형상에 의해 이루어지는 것이다.Referring to FIG. 7, the
빔 측정 선(510)의 나선형인 고유 형상에 비롯되어, 회전 디스크(520)가 특정 각도 범위 내에서 회전될 때, 빔 측정 선(510)는, A1으로부터 B2까지, 전체적으로 제1 방향(D1), 예를 들어, X축 방향으로 정렬된 상태에서, 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2), 예를 들어, Y축 방향으로 이동될 수 있다.The
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 리니어 모터 등과 같은 선형 이동 장치 없이도 회전 디스크(520)를 제1 회전 각도 범위에서 회전시킴으로써, 빔 측정 선(510)를 특정 방향, 즉, 제1 방향(D1)으로 정렬한 상태에서, 그에 수직한 제2 방향(D2)으로 이동시킬 수 있고, 제2 방향(D2)에 걸친 빔 프로파일을 측정할 수 있다.Accordingly, the beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can measure the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 이용해 X축 방향으로 빔 주사하는 상황을 예시하는 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a beam scanning in the X-axis direction using a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 도 7를 참조하여 설명하였던 스캐닝 방향에 수직한 방향으로 빔 프로파일을 주사할 수 있다.Referring to FIG. 8, the apparatus for measuring a beam profile according to an embodiment of the present invention may scan a beam profile in a direction perpendicular to the scanning direction described with reference to FIG.
이는 빔 측정 선(510)의 일단이 고정된 회전 디스크(520)가 앞서 도 8에서 설명한 특정 각도 범위, 즉, 제1 회전 각도 범위가 아닌 다른 각도 범위, 즉, 제2 회전 각도 범위에 있을 때, 나선형인 빔 측정 선(510)의 고유 형상에 의해 이루어질 수 있다.This is because when the
회전 디스크(520)의 제2 회전 각도 범위는 제1 회전 각도 범위에 대해 180도의 위상 차이를 가질 수 있다.The second rotation angle range of the
빔 측정 선(510)의 나선형인 고유 형상에 비롯되어, 회전 디스크(520)가 제2 회전 각도 범위 내에서 회전될 때, 빔 측정 와이어(510)는 전체적으로 제2 방향(D2), 예를 들어, 수직(Y)축 방향으로 정렬된 상태에서, A2로부터 B2까지, 제2 방향(D2)에 수직한 제1 방향(D1), 예를 들어, 수평(X)축 방향으로 이동될 수 있다.The
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는 리니어 모터 등과 같은 선형 이동 장치 없이도 회전 디스크(520)를 제1 회전 각도 범위 및 제2 회전 각도 범위에서 회전시킴으로써, 서로 수직한 두 방향, 예를 들어, 단면상 X축 방향 및 Y축 방향으로 라인 스캐닝을 수행할 수 있다. 나아가, 측정 장치의 위치 및 구조 변경 없이도, 하나의 장치로 X축 및 Y축 방향을 따라 빔 프로파일의 라인 스캐닝을 수행할 수 있다.Accordingly, the beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can rotate the
측정된 빔 프로파일들은 서로 합성될 수 있고, 이로써 단면상의 전체 빔 프로파일에 관한 정보가 얻어 질 수 있다.The measured beam profiles can be combined with each other, whereby information about the overall beam profile on the cross section can be obtained.
이는 단면상에서 빔의 특정 위치 별 세기, 빔 경계 형상 및 빔 밀도에 관한 정보를 나타낼 수 있다.This can indicate information about the intensity of a specific position of the beam, the beam boundary shape and the beam density on the cross section.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 비측정 상태를 예시하는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a non-measurement state of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 회전 디스크(520)가 제1 회전 각도 범위 및 제2 회전 각도 범위가 아닌 제3 회전 각도 범위에 있을 때, 나선형인 빔 측정 와이어(510)는 빔의 유효 반경의 외부에 위치될 수 있다. 즉, 사용되는 빔이 대부분 집속되어 전달되는 경로인 유효 반경 외부에 나선형인 빔 측정 와이어(510)가 배치될 수 있다.9, when the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치는, 방사선 의료기의 사용 상태에서도, 빔 전달 경로에 그대로 설치될 수 있다. 따라서, 빔 측정을 위해, 별도로 방사선 의료 기기를 가동 중단하여 측정 장치를 설치할 필요가 없다.Therefore, the beam profile measuring apparatus according to the embodiment of the present invention can be installed as it is in the beam transmission path, even in the state of use of the radiation medical device. Therefore, for the beam measurement, there is no need to separately turn off the radiological medical device to install the measuring device.
사용자는 필요 시 또는 이상 상황 발생시, 즉각적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 사용하여 빔의 전체 프로파일을 측정할 수 있고, 빔 프로파일에 대한 신속한 이상 감지 또는 상태 모니터링을 수행할 수 있다.The user can measure the entire profile of the beam using a beam profile measuring device according to an embodiment of the present invention when needed or immediately, and can perform rapid anomaly detection or status monitoring on the beam profile have.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치의 측정 방식을 예시하는 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a measurement method of a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치(10)는 데이터 획득 시스템(DAQ 시스템)(1000)에 측정된 전류신호(SCS) 및 측정된 위치신호(SPS)를 전달할 수 있다. 데이터 획득 시스템(1000)은 측정된 위치신호(SPS)에 대응하는 측정된 전류신호(SCS)를 기초로 빔의 위치별 세기, 2차원적 분포 형상 등을 파악할 수 있다.10, a beam
구체적으로, 빔 프로파일 측정 장치(10)의 위치측정 엔코더(400)는 빔 측정 선(510)의 일단이 고정된 회전 디스크(520)의 회전 각도를 측정할 수 있고, 측정된 회전 각도를 측정된 위치 신호(SPS)로서 데이터 획득 시스템(1000)에 전달할 수 있다. 또한, 빔 프로파일 측정 장치(10)의 전류 측정부, 즉, 회전 탐침 조립체(500) 또는 추가로 단자 연결 조립체(300)는 빔 측정 선(510)에 유도된 전류에 관한 정보를 측정된 전류신호(SCS)로서 데이터 획득 시스템(1000)에 전달할 수 있다.Specifically, the
예를 들어, 측정된 위치신호(SPS)는 회전 디스크가 제1 회전 각도 범위, 제2 회전 각도 범위 또는 제3 회전 각도 범위 내에의 어느 값 또는 각도에 있는 지에 연관된 신호일 수 있다. 데이터 획득 시스템(1000)의 측정전류 및 위치신호 분석부는 측정된 위치신호(SPS)를 기초로 2차원 좌표 상에서 빔 측정 선(510)이 어느 위치에 있는 지를 매칭할 수 있고, 각각의 위치별 또는 측정된 위치신호(SPS) 별 측정된 전류신호(SCS)를 기초로 빔의 위치별 세기를 나타내는 빔 프로파일을 계산할 수 있다.For example, the measured position signal SPS may be a signal related to which value or angle the rotating disk is within the first rotation angle range, the second rotation angle range or the third rotation angle range. The measurement current and position signal analysis unit of the
또한, 데이터 획득 시스템(1000)은 빔프로파일 측정 장치(10)로 모터제어신호(MCS)를 전달할 수 있고, 빔 프로파일 전달된 모터제어신호(MCS)를 기초로 회전 디스크(520)의 회전을 조절할 수 있다.The
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 장치를 이용해 빔 프로파일을 측정하는 방법을 예시하는 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a method of measuring a beam profile using a beam profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로파일 측정 방법은, 사용자의 요구에 따른 또는 시스템의 시동 명령에 따라 전류 측정을 시작한다(S10).Referring to FIG. 11, a beam profile measuring method according to an embodiment of the present invention starts a current measurement according to a user's request or according to a start command of the system (S10).
우선, 모터의 회전, 즉, 회전 디스크(520)의 회전을 시작한다(S20). 모터의 회전은 도 10을 참조하여 설명한, 데이터 획득 시스템(1000), 즉, 외부 제어기로부터 전달된 모터제어신호(MCS)를 기초로 이루어질 수 있다.First, rotation of the motor, that is, rotation of the
이어, 빔 프로파일 측정 장치는, 회전 디스크(520)의 각도 별로 빔 측정 선(510)에 유도되는 전류를 측정하며, 측정된 위치신호(SPS) 및 측정된 전류신호(SCS)를 외부의 제어기, 예를 들어, 데이터 획득 시스템(1000)에 전달할 수 있다(S30).The beam profile measuring device measures the current induced in the
이어, 위치별 전류 세기의 측정이 정지, 즉, 종료된다(S40).Then, the measurement of the current intensity by position is stopped, that is, terminated (S40).
이어, 모터에 의해 회전 디스크(520)은 원점으로 회귀, 즉, 위치 이동 및 정지된다(S50).Then, the
회전 디스크(520)의 원점은 앞서 설명한 바와 같은, 제3 회전 각도 범위 내에 있을 수 있다. 즉, 가동 정지 시, 또는 원점 회귀시, 나선형인 빔 측정 와이어(510)는 빔의 유효 반경의 외부에 위치될 수 있다. The origin of the
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 관형 몸체 200: 구동 장치
300: 단자 연결 조립체 400: 엔코더
500: 회전 탐침 조립체 600: 회전력 전달 조립체100: tubular body 200: drive device
300: Terminal connection assembly 400: Encoder
500: Rotary Probe Assembly 600: Torque Transfer Assembly
Claims (11)
상기 관형 몸체 내부에 설치되어 1축 회전으로 2차원 빔 프로파일을 측정하도록 형성된 회전 탐침 조립체로서, 상기 관형 몸체 내부에서 회전 가능하게 배치된 회전 디스크 및 일단이 상기 회전 디스크에 고정되며 가상의 원기둥의 외주면을 따라 상기 가상의 원기둥을 감는 나선 형상을 갖는 고 융점 재료로 구성된 빔 측정 선을 포함하는 회전 탐침 조립체; 및
상기 관형 몸체의 외주면 상의 일측에 결합되며 상기 회전 디스크에 회전력을 전달하도록 구성된 구동 장치를 포함하는,
빔 프로파일 측정 장치.A tubular body disposed on the proton or ion beam delivery path;
A rotating disk disposed inside the tubular body and configured to measure a two-dimensional beam profile by one-axis rotation, the rotating probe comprising: a rotating disk rotatably disposed in the tubular body; and one end fixed to the rotating disk, And a beam measuring line made of a high-melting-point material having a spiral shape that winds the imaginary cylinder along the axis of the probe; And
And a driving device coupled to one side of the outer circumferential surface of the tubular body and configured to transmit a rotational force to the rotating disk.
Beam profile measuring device.
상기 관형 몸체 내부에 설치되어 1축 회전으로 2차원 빔 프로파일을 측정하도록 형성된 회전 탐침 조립체로서, 상기 관형 몸체 내부에서 회전 가능하게 배치된 회전 디스크 및 일단이 상기 회전 디스크에 고정되며 나선 형상을 갖는 빔 측정 선을 포함하는 회전 탐침 조립체 및
상기 관형 몸체의 외주면 상의 일측에 결합되며 상기 회전 디스크에 회전력을 전달하도록 구성된 구동 장치를 포함하되,
상기 빔 측정 선은, 상기 회전 디스크가 제1 회전 각도 범위 내에 있을 때 제1 방향으로 정렬되고, 상기 회전 디스크가 제2 회전 각도 범위 내에 있을 때 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 정렬되고, 및 상기 회전 디스크가 제3 회전 각도 범위 내에 있을 때 상기 빔 전달 경로 상의 빔의 유효 반경 외부에 위치되도록 구성되는,
빔 프로파일 측정 장치.A tubular body disposed on the proton or ion beam delivery path;
A rotating disk disposed inside the tubular body and configured to measure a two-dimensional beam profile by one-axis rotation, the rotating probe assembly comprising: a rotating disk rotatably disposed within the tubular body; and a beam having one end fixed to the rotating disk, A rotating probe assembly including a measurement line and
And a driving device coupled to one side of the outer circumferential surface of the tubular body and configured to transmit a rotational force to the rotating disk,
Wherein the beam measuring line is aligned in a first direction when the rotating disk is in a first rotational angle range and in a second direction perpendicular to the first direction when the rotating disk is in a second rotational angle range And a second rotating angle of the beam is set to be outside the effective radius of the beam on the beam delivery path when the rotating disk is in the third rotational angle range.
Beam profile measuring device.
상기 관형 몸체 및 상기 구동 장치 사이에 배치되며 상기 구동 장치에서 발생된 회전력을 상기 회전 탐침 조립체로 전달하는 회전력 전달 조립체를 더 포함하는,
빔 프로파일 측정 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a rotational force transmission assembly disposed between the tubular body and the drive device for transmitting a rotational force generated in the drive device to the rotational probe assembly,
Beam profile measuring device.
상기 회전력 전달 조립체는, 상기 구동 장치의 구동축에 결합되는 상부 자석을 포함하고,
상기 회전 탐침 조립체는, 일단이 상기 회전 디스크의 중심점에 연결되는 회전축, 및 상기 회전축의 타 단에 연결되며 상기 상부 자석의 회전에 동기되어 회전하도록 구성된 하부 자석을 포함하는,
빔 프로파일 측정 장치.The method of claim 3,
Wherein the torque transmission assembly includes an upper magnet coupled to a drive shaft of the drive device,
Wherein the rotary probe assembly includes a rotary shaft having one end connected to a center point of the rotary disk and a lower magnet connected to the other end of the rotary shaft and configured to rotate in synchronism with the rotation of the upper magnet,
Beam profile measuring device.
빔 프로파일 측정 장치.[5] The apparatus of claim 4, wherein the rotational force transmitting assembly comprises: an assembly frame, which is a hollow member at least partially penetrating the tubular body; and a pair of upper and lower magnets disposed at one end of the assembly frame, Further comprising a vacuum spacing flange that is shielded from the outside,
Beam profile measuring device.
빔 프로파일 측정 장치.6. The apparatus of claim 5, further comprising a probe disposed outside the tubular body and electrically coupled to the rotating probe assembly within the tubular body,
Beam profile measuring device.
빔 프로파일 측정 장치.7. The probe assembly of claim 6, further comprising a terminal connection assembly configured to electrically connect the probe to the probe assembly, wherein the terminal connection assembly is coupled to one side of the assembly frame,
Beam profile measuring device.
상기 탐촉자는 상기 조립 틀의 외벽을 관통하여 상기 탐촉자의 일단이 상기 조립 틀 내의 상기 제2 베어링 고정 몸체에 인접하도록 연장되고,
상기 단자 연결 조립체는 상기 탐촉자의 일단에 배치되며 상기 제2 베어링 고정 몸체와 상기 탐촉자의 전기적 연결을 매개하는 접촉 스프링을 포함하는,
빔 프로파일 측정 장치.[8] The apparatus of claim 7, wherein the rotational force transmitting assembly includes: a bearing for rotatably supporting the rotation shaft in the assembly frame; and a first bearing fixing body and a second bearing fixing body for supporting the bearing inside the assembly frame Further included,
Wherein the probe passes through an outer wall of the assembly frame so that one end of the probe extends so as to be adjacent to the second bearing fixing body in the assembly frame,
Wherein the terminal connection assembly includes a contact spring disposed at one end of the probe and mediating an electrical connection between the second bearing fixing body and the probe,
Beam profile measuring device.
빔 프로파일 측정 장치.9. The method of claim 8, wherein the beam measuring line, the rotating disk, the rotating shaft, the bearing, the second bearing support body, the spring,
Beam profile measuring device.
빔 프로파일 측정 장치.3. The method of claim 2, wherein the second rotational angle range of the rotating disc has a phase difference of 180 degrees with respect to the first rotational angle range,
Beam profile measuring device.
구동 장치의 일측에 배치된 엔코더(400)를 더 포함하되,
상기 엔코더는 상기 구동 장치의 구동 장치의 회전 각도를 측정하고,
측정된 회전 각도에 대응하는 빔 측정 선에 유도된 전류를 기초로 빔 프로파일을 측정하는,
빔 프로파일 측정 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising an encoder (400) disposed on one side of the drive,
Wherein the encoder measures the rotation angle of the driving device of the driving device,
Measuring a beam profile based on the current induced in the beam measurement line corresponding to the measured rotation angle,
Beam profile measuring device.
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