KR100251064B1 - 방사선 분포 3차원 측정 장치 및 방법 - Google Patents

방사선 분포 3차원 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원의 공간상에 분포되어 있는 방사능을 측정함에 있어서 레이저 거리측정기, 방사선 스케너, 컴퓨터로 구성된 방사능 분포 3차원 측정장치 및방법에 관한 설명이다.
방사선 스케너의 시준기를 통해 차폐용기에 장착된 계측기로 방사선의 세기를 측정하고 레이저 거리측정기의 레이저 광선이 렌즈를 통해 물체를 화상 정보화하여 컴퓨터로 3차원 거리 및 분포정보롤 처리하여 공간에서 방사선의 분포를 컴퓨터 화면상에 표시하도록 하는 방사선 분포 3차원 측정장치 및 방법에 관한 설명이다.
레이저 거리측정기에 렌즈에 있어서 왜곡현상을 보정하기 위하여 동심원과 보정도를 사용하여 방사선 측정의 정밀도를 향상시키고, 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 컴퓨터에 나타난 거리정보와 분포정보를 융합하여 컴퓨터 화면상에 표시하여 방사선 분포를 측정하는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

방사선 분포 3차원 측정장치 및 방법
본 발명은 3차원의 공간상에 분포되어 있는 방사능을 측정함에 있어서 레이저 거리측정기, 방사선 스캐너, 컴퓨터로 구성된 방사능 측정장치 및 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는 특별히 설계된 방사선 스캐너의 시준기를 통해 측정기로 방사선의 세기를 측정하고, 레이저 거리측정기의 레이저광선의 물체를 화상정보화하여 컴퓨터로 3차원의 거리 정보를 처리함으로써 공간에서 방사선의 분포를 컴퓨터 화면상에 표시하도록 하여 거리를 측정하여 3차원 공간상의 방사능 분포를 측정할 수 있는 방사능 측정장치 및 방법에 관한 발명이다. 여기서 3차원이라고 함은 어떤 한 지점 또한 한 면에 국한하여 그 지점 또는 면에서의 방사선의 세기를 측정하는 것이 아니고 공간상에 분포되어 있는 방사성 물질의 위치를 측정할 수 있음을 의미한다.
종래의 방사선 계측기는 차폐되어 있지 않기 때문에 주변의 모든 방향에서 들어오는 방사선을 계측기가 감지하므로 방향성을 갖도록 제작된 방사선 계측기라 하더라도 방향성을 정확히할 수 없는 문제점이 있다. 더구나 이와 같은 방사선 계측기를 사용하여 측정할 경우 방사선의 세기와 어느 방향에서 어떤 강도의 방사선이 계측기에 도달하는지 알 수 없기 때문에, 3차원 공간상의 방사능을 측정하기 위해서는 방사선 계측기가 방향성을 갖도록 설계되어야 한다. 이를 위해서는 계측기의 주변을 납, 텅스텐 등 차폐물질로 감싸고 측정하고자 하는 방향만을 차폐하지 않는 방사선 시준기(collimator)를 사용한다.
1992년 미국 Odetics사는 IRMA(Integrated Radiation Mapper Assistant)를 개발하였다고 발표하였다(SENSORS, Vol.9, No.11). 그러나 이 장치는 CCD 비디오 카메라, 방사선 측정기, 레이저 등으로 구성되어 카메라로 촬영한 사진에 단순히 방사선 측정 데이터를 중복시켜 어느 물체의 표면에서 얼마나 강한 방사선이 방출되고 있는지를 표시하기 때문에 방사선 계측기에 측정되는 방사선이 물체의 표면에서 방사성물질이 방출되고 있다고 가정할 수밖에 없고, 실제로 방출하고 있는 방사선이 물체의 내부에 위치한 경우에는 방사성 물질의 정확한 위치나 분포상태 및 양을 측정할 수 없는 문제점이 있다. 또한 방사선 시준기도 단순한 2단 변환식으로 구성되어 다양한 방사선 측정 환경에 효율적으로 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
원자력발전소, 원자력 연구시설, 방사성폐기물 관리시설, 방사성동위원소 관리 시설, 재처리 시설 등 방사성 물질을 다루는 시설에서는 작업자들의 방사선 피폭 선량을 줄이고 방사능 오염이 확산되지 않도록 시설을 여러 지역으로 나누어 관리하고 있으나, 시설내의 각 지역별로 얼마만큼 강한 방사선이 어디에서 방출되고 있는지를 정확하게 알 수 없기 때문에 차선책으로 몇몇 장소에서 방사선을 측정하여 대략적인 분포를 추정하고 있는데 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.
3차원 공간상에서 방사선의 분포형태, 종류, 장치별 방사선의 방출농도 등을 평가할 수 있는 장치의 개발에 연구를 거듭한 끝에 공간상의 방사선 분포를 측정하기 위해서는 측정 대상 공간내에 여러 가지 시설물들이 어떻게 배치되어 있는지를 알아내는 3차원 측정장치와 어느 방향에서 얼마나 강한 방사선이 방출되고 있는지를 측정할 수 있고 벽으로 차폐되어 눈에 보이지 않는 방사성 물질의 위치와 그 종류를 계산할 수 있는 방사선 시준기의 개도를 선정할수 있도록 구성된 방사선 스캐너가 결합된 방사선 분포 3차원 측정장치를 개발하게 되었다.
제1a도는 방사선 분포 3차원 측정 장치의 정면도로서 방사선 스캐너, 레이저 거리측정기, 컴퓨터로 구성된 장치의 개략도,.
b도는 제1a도의 A-A선 일부 단면도.
제2도는 방사선 분포 3차원 측정장치의 측면도.
제3도는 레이저 거리 측정기의 보정을 위한 여러개의 동심원으로 이루어진 보정도 및 CCD 비디오 카메라의 영상면과의 기하학적 관계도.
제4도는 레이저 거리 측정기에 사용되는 렌즈의 왜곡 특성도.
제5도는 방사선 분포 3차원 측정장치의 측정원리를 보여주는 개념도.
제6도는 방사선의 에너지에 따른 펄스갯수 분포도 예.
제7도는 방사선 분포 3차원 측정장치 전체시스템의 구성을 보인 사시도.
제8도는 방사선 분포 3차원 측정장치의 동작 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차폐용기 2 : 방사선시준기
3 : 시준기구명 4 : 상하회전모터
5 : 좌우회전모터 6 : 좌우회전축
7 : 지지구조물 8 : CCD 비디오 카메라
9 : 스캐닝모터 10 : 레이저
11 : 컴퓨터 12 : 이송바퀴
13 : 방사선계측기 13a, 13b : 방사선스캐너
14 : 차폐용기 개구부 15 : 렌즈
16 : 영상면 17 : 물체
18 : 방사성물질 18a : 방사선
19 : 상하회전축 20 : 보정도
20a : 직선 20b : 중심
20c, 20d : 교차점 21 : 동심원
22 : 평면 23 : 렌즈왜곡특성 차이
23a : 직선 23b : 곡선
27 : 방사선감지기
본 발명의 장치는 방사선 측정 스캐너, 레이저 거리 측정기, 그리고 컴퓨터로 구성된다. 방사선(18a)이 방출되고 있는 장소에서 본 장치를 사용하여 방사성 물질(18)의 3차원적인 분포를 측정하고자 할 경우에는 먼저 레이저 거리 측정기를 사용하여 측정하고자 하는 영역의 좌우 및 상하 회전 각도로 설정한다. 이것은 CDD 비디오 카메라(8)를 통해 컴퓨터(11)에 나타난 방사선 측정 대상 공간의 모습과 레이저 거리 측정기를 사용하여 구한 거리 정보를 사용하여 측정 대상 지역의 좌우 및 상하 각도로 계산한다. 다음으로 방사선 측정 스캐너를 사용하여 앞에서 설정한 측정 대상 지역의 좌우 및 상하 각도 범위를 스캐닝하면서 각 방향에서 방사선 계측기(13)로 들어오는 방사선의 세기를 측정하여 컴퓨터의 저장 장치에 저장한다. 마지막으로 정보 처리를 위한 컴퓨터 프로그램을 이용하여 저장된 데이터를 분석하여 3차원 공간상에 분포되어 잇는 물체들의 표면에서 방출되는 방사선의 세기를 계산하며, 계산된 결과는 컴퓨터(11)의 화면에 나타낸다.
방사선 측정스캐너는 납이나 중금속으로 제작한 차폐용기(1)속에 장착된 방사선 계측기(13)와 측정하고자 하는 방향에서 방사선 계측기(13)로 투입되는 방사선의 세기 및 방사선의 투입 각도를 조절하기 위한 방사선 시준기(2), 차폐용기(1) 및 방사선 시준기(2)를 상하회전축(19)을 통해 상하로 회전시키지 위한 상하회전모터(4)와 상하회전모터(4)를 좌우로 회전시키기 위한 좌우회전모터(5) 및 좌우회전모터(5)의 회전운동을 상하회전모터(4)에 전달하기 위한 좌우회전축(6)으로 구성된다. 방사선 측정 스캐너에는 모터(도면에 도시되지 않음)등 간단한 장치에 의해 개도를 선택할 수 있는 시준기(2)가 부착되어 있어서 측정 조건에 따라 시준기(2)에 만들어져 있는 여러 가지 크기 및 모양의 시준기구멍(3) 중에서 적절한 것을 선정한다. 예를들면 강한 방사선 분위기에서 방사선의 분포를 측정할 경우 방사선 계측기(13)를 보호하기 위하여 시준기구멍(3) 중에서 개도를 작은 것으로, 그와 반대로 약한 방사선 분위기에서 방사선의 분포를 측정할 경우에는 개도가 큰 것을 선택한다. 시준기구멍(3)의 크기는 3차원 방사선 측정의 해상도와 관련이 있으므로 시준기구멍(3) 중에서 개도가 작은 것으로 선택하면 측정 해상도가 높아지며, 반대로 개도가 큰것을 선정하면 측정 해상도가 낮아진다.
레이저 거리 측정기는 레이저(10), CCD 비디오 카메라(8), TM캐닝을 위한 스캐닝모터(9)로 구성된다. 레이저(10)의 전면에는 실린더 형상의 광학렌즈가 부착되어 있어서 직진하는 광선을 좌우로 퍼지게하여 레이저 광선이 한 평면을 이루게 한다.
이렇게 퍼져나간 레이저 광선이 물체(17)에 닿으면 물체(17)에는 레이저광으로 인하여 밝게 빛나는 광선의 띠가 나타나며, 이 띠를 사용한 레이저(10) 광선의 파장 대역만 통과시키는 필터를 통해 CCD 비디오 카메라(8)로 관찰하면 레이저 띠만 밝게 보이고 나머지 주변 환경은 보이지 않는다. CCD 비디오 카메라는 광학 렌즈(15)와 CCD 소자 등으로 구성되어 있으며, 비디오 카메라(8)에서 출력되는 영상신호는 화성처리기를 통해 컴퓨터(11)에 입력된다. 이렇게 컴퓨터(11)의 화상처리장치내에 저장된 화상 정보에서 레이저 줄무늬의 화소(pixel)는 주변 화소에 비해 매우 밝으므로 가장 밝은 지점의 좌표를 구하여 CCD 비디오 카메라(8)로부터 물체(17)까지의 거리를 계산한다. CCD 비디오 카메라(8) 및 레이저(10)가 장착된 거리측정부는 모터(9)를 이용해서 상하로 회전시키면서 측정대상 물체(17)에 대한 거리를 측정하여 모으면 3차원 거리 정보가 얻어진다.
레이저 거리 측정기는 CCD 비디오 카메라(8) 및 레이저 (10), 또는 두 대의 CCD 비디오 카메라(8), 또는 CCD 비디오 카메라(8) 및 구조화된 광원 등을 사용하여 제작할 수 있으며, 이의 보정을 위해서 특별히 설계된 여러개의 동심원으로 이루어진 동심원보정도(20)를 사용한다. CCD 비디오 카메라(8)와 레이저(10)를 사용하여 제작된 레이저 거리 측정 장치의 보정은 영상면(16)과 평행하고 보정도(20)의 중심(20c)을 지나는 평면(22)과 보정도(20)가 만나서 이루는 직선(20a)과 여러개의 동심원(21)이 만나는 지점들의 좌표를 이용한다. 먼저 보정도(20)를 CCD 비디오 카메라(8)로 관찰할 때 그 보정도를 보여주고 있는 컴퓨터(11)의 화면에서 보정도의 중심의 좌표를 화소의 개수로 나타낼 때 좌우 및 상하 방향에서 전체 화소의 절반이 되는 지점에 보정도의 중심이 위치하도록 한다.
예를 들어, CCD 비디오 카메라의 영상면(16)의 화소 개수가 좌우 및 상하로 512개라고 하면 그 절반인 (256,256) 위치에 보정도의 중심이 나타나도록 보정도(20 ) 또는 CCD 비디오 카메라(8)를 조절한다. 다음으로 제3도에서 Yω 방향으로 보정도(20)를 미소 회전시켜 보정도의 중심(20c)에서 다수의 동심원(21) 중 어느 한 원과 Xω 축이 만나는 교차점(제3도에서 20c 및 20d로 표기)까지의 거리가 같게 되도록 보정도(20) 또는 CCD 비디오 카메라(8)를 조절한다. 이렇게 조절하면 영상면(16)에서 CCD 비디오 카메라의 중심을 지나는 횡 방향의 직선과 보정도(20)에서 보정도( 20)의 중심(20b)을 지나는 횡 방향의 직선(20a)이 서로 평행하게 된다. 이 상태에서 가로축을 보정도(20)의 중심(20b)과 Xω축과 각 동심원이 만나는 지점들 사이의 길이(㎜)로 하고, 세로축을 CCD 비디오 카메라(8)를 통해 보정도(20)를 컴퓨터(11)의 화면에 나타내었을 때 컴퓨터(11)의 화면상에서 보정도의 중심(20b)과 Xω축과 각동심원이 만나는 지점들 사이의 거리(pixel)로 하여 도표를 그리면 제4도와 같이 된다. 이렇게 측정한 데이터를 제4도와 같이 나타내면 카메라의 중심 부분에서는 카메라의 렌즈로 인한 왜곡 현상이 거의 없으나 가장자리 부분으로 갈수록 왜곡현상이 현저하게 커지는 것을 알 수 있다. 본 발명에서는 이러한 왜곡 현상을 없애는 방안으로서 제4도에서 보는 것과 같이 가장자리 부근에서 커지는 렌즈의 왜곡 특성을 사전에 찾아서 보정함으로써 레이저 거리측정장치에서 거리측정 정밀도를 향상시키는 방법을 사용한다. 제4도에서 화면의 중앙 부근에 위치한 데이터들을 사용하여 직선(23a)의 방정식을 구하고 이 직선(23a)의 방정식과 왜곡현상으로 인해 나타난 S 형의 곡선(23b) 사이의 상관 관계를 구하여 사전에 그 차이(23)를 보정함으로써 렌즈의 왜곡 현상으로 인한 거리 측정상의 오차 발생 요인을 제거한다.
방사선 스캐너를 사용하여 방사선을 측정하는 방법은 측정하고자 하는 위치에서 시준기(2)를 닫은 상태에서 일정 시간 동안 방사선을 측정하여 주변 방사선의 세기를 컴퓨터에 저장한 다음 측정 조건에 적합한 시준기를 선정하여 방사선 스캐너를 좌우 및 상하로 회전시키면서 각 방향에서 시준기(2)를 통해 방사선 계측기(13)로 입력되는 방사선(18a)의 세기를 측정한다. 방사선 계측기를 감싸고 있는 차폐용기(1)의 두께를 두껍게 하면 주변에서 차폐체를 뚫고 방사선 계측기로 들어오는 방사선의 세기를 줄일 수 있으나 그 두께에 비례하여 차폐체의 중량이 커지므로 적절한 두께를 선정한다. 방사선 분포 3차원 측정 장치는 방사선 차폐를 위한 차폐용기(1)가 중량물인 관계로 장치의 이동을 위해 장치가 탑재된 지지구조물(7)의 하부에 이송바퀴(12)를 장착한다.
한 대 또는 두 대 이상의 방사선 스캐너를 사용하여 서로 다른 두 곳 이상의 위치에서 방사선 스캐너를 좌우 및 상하로 회전시키면서 각 회전각도에서 방사선 계측기 (13)에 측정되는 방사선의 세기를 컴퓨터(11)에 기록한다. 이렇게 컴퓨터에 기록된 데이터를 컴퓨터 소프트웨어로 분석하여 방사성 물질과 방사선 스캐너 사이의 거리를 계산한다. 컴퓨터 소프트웨어의 주된 기능은 왼쪽 방사선 스캐너(13a)로 관찰한 방사선의 세기 정보와 오른쪽 방사선 스캐너(13b)로 관찰한 방사선의 세기 정보를 이용하여 각 방사성 물질과 방사선 스캐너 사이의 상대적인 각도를 계산하는 것이다. 방사선 스캐너로 상하 및 좌우회전모터(4,5)를 일정한 각도만큼 회전시킨 후 정지시킨 다음 그 각도에서 방사선 세기를 측정하여 컴퓨터(11)에 저장한다. 이러한 방사선 측정 작업을 방사선을 측정하고자 하는 전 측정 대상 영역에서 수행하여 그 값들을 모드 컴퓨터(11)에 저장하면 상하 및 좌우회전모터(4,5)의 회전 각도에 따른 방사선 세기 정보가 얻어진다. 이러한 작업을 서로 다른 두 곳 이상에서 수행하여 얻어진 자료를 비교하여 한 자료에서 곡선 형태로 나타난 방사선 세기 분포도에서 여러개의 최대점들과 다른 자료에서 마찬가지로 곡선 형태로 나타난 방사선 세기 분포도에서 각 최대점들이 어떠한 대응 관계에 있는지를 찾아낸다. 이러한 대응 관계를 찾아내는 방법은 일반적으로 컴퓨터 화상처리 기술에서 많이 사용되고 있는 기술을 이용한다. 이러한 대응 관계로부터 기하학적인 관계를 이용하여 두 방사선 스캐너(13a,13b)를 잇는 직선과 방사성 물질(18)과 각 방사선 스캐너(13a,13b)를 잇는 직선이 이루는 각도를 계산한다.
제5도에서 방사선 스캐너(13a,13b)와 방사성 물질(18)이 놓여진 상태에서 방사성 물질(18)과 두 대의 방사선 스캐너(13a,13b)를 연결하는 직선사이의 수직거리(λ)는 다음수식을 사용하여 계산한다.
Figure kpo00002
이 수식을 살펴보면 두 방사선 스캐너(13a,13b) 사이의 거리(δ)와 두 방사선 스캐너(13a,13b)를 연결하는 직선과 왼쪽 방사선 스캐너(13a)와 방사성 물질(18)이 이루는 각도(θ) 및 오른쪽 방사선 스캐너(13b)와 방사성 물질(13)이 이루는 각도(ω)를 알게 되면 방사성 물질(18)과 방사선 계측기(13a,13b) 사이의 거리를 계산할 수 있다.
한 대의 방사선 스캐너를 사용할 경우에는 서로 다른 두 위치에서, 두 대의 방사선 스캐너를 사용할 경우에는 한 위치에서 각 방향으로부터 입력되는 방사선의 세기를 측정한 다음 이것을 분석하면 건물이나 장치 내부의 어느 지점에서 강한 방사선이 방출되고 있는지를 계산한다. 지하나 콘크리트 구조물 속에 방사성 물질이 묻혀 있을 때 이 장치를 사용하면 그 위치를 계산할 수 있으며, 방사선이 통과한 토양이나 콘크리트 구조물의 방사선적 물성치를 입력하면 감추어진 방사선원의 세기도 추정할 수 있다.
제5도에서 두 방사선 스캐너(13a,13b) 사이의 거리(δ)가 350㎜이고 왼쪽 방사선 스캐너(13a)로 방사선을 특정한 결과 θ가 65도 이고 ω가 75도 일 때 방사성 물질(18)이 감지되었다면 방사선 스캐너로부터 방사성 물질(18)까지의 거리 λ는 다음과 같다.
Figure kpo00003
이때 측정된 방사선 스펙트럼이 제6도에서 보여주는 것과 같이 어떠한 특정 에너지 값에서 최대값을 가진다면 그 방사성 물질의 종류를 알 수 있다. 예를들어 측정한 방사선 스펙트럼이 0.663MeV에서 최대값을 가지고 있다면 그 방사성 물질이 세슘임을 알 수 있다.
제8도에서는 방사선 분포 3차원 측정 장치의 동작 순서를 보여주고 있다. 시스템을 작동시킨 후 앞에서 설명한 방법을 사용하여 CCD 비디오 카메라(8)의 렌즈 왜곡을 보정한다. 이 카메라 보정 절차는 CCD 비디오 카메라(8)와 레이저(10)간의 상호 위치관계가 유지되고 렌즈(15)를 교체하지 않는 장비 수명기간 중 단 1회만 수행하면 된다. 다음으로 앞에서 설명한 방법에 따라 CCD 비디오 카메라(8) 레이저(10)을 사용하여 눈으로 볼 수 있는 물체(17)까지의 거리를 측정하고 물체(17)의 사진도 촬영한다. 그리고 방사선감지기(27) 및 방사선 시준기(2)를 사용하여 방사성물질(18)에서 방출되는 방사선의 세기 및 방향을 스캐닝(scanning)한다. 마지막으로 앞에서 구한 정보들을 종합하여 CCD 비디오 카메라(8)로 촬영한 사진 위에 방사선의 분포를 표시하여 컴퓨터(11) 화면에 보여준다.
방사선의 세기가 ψ0이고 에너지가 E0인 감마선이나 엑스선이 두께 a의 물체를 투과한 다음 그 세기가 ψu가 되었다면 그 사이의 관계식은 다음과 같이 된다.
Figure kpo00004
여기서 μ는 에너지가 E0일 때 전체감쇄계수이다. 감마선을 방출하는 세슘 점선원이 40㎝ 두께의 콘크리트 벽 속에 묻혀있고 방사선 스캐너로부터 벽 사이의 공간은 공기로 채워져 있으며 그 거리가 3m일 때 방사선 스캐너로 측정 결과 0.663MeV의 에너지를 가진 방사선이 초당 100개의 펄스로 감지되었다면 그 점선원이 실제로 계측기 방향으로 방출하고 있는 방사선의 세기 ψ0는 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00005
여기서 μ1및 a1은 콘크리트 벽의 전체감쇄계수와 두께이며 μ2및 a2는 공기의 전체감쇄계수 및 공기로 채워진 벽과 방사선 스캐너 사이의 거리이다. 콘크리트 및 공기의 밀도 2.3g/㎤, 1.293×10-3g/㎤, 질량감쇄계수 0.773㎠/g을 대입하면
Figure kpo00006
즉 벽속에 있는 코발트 점선원에서 방사선 스캐너로 방출되는 방사선은 실제로는 592.33개의 펄스로 감지되어야 하나 콘크리트 벽 및 공기의 차폐 효과로 인하여 100개만 감지되고 있는 것이다.
방사성 물질을 취급하거나 관리하는 시설에서 작업자들은 필름 배지나 도시미터 등을 착용하고 다니면서 자신들이 받는 방사선량을 측정한다. 그러나 본 발명에서 개발한 장치를 사용하면 시설내의 방사선 분포를 시각화할 수 있으므로 방사선이 많이 나오지 않는 구역을 확인하여 작업계획을 수립할 때 방사선이 강한 지역을 피할 수 있으며 상대적으로 방사선이 약한 구역을 선택하여 작업을 하도록 계획을 수립할 수 있다. 또한, 땅속 또는 보이지 않는 곳에 방사선원이 묻혀 있는 경우 이 장치를 이용하여 그 방사선원의 위치 및 세기를 계산할 수 있다. 따라서, 본 장치는 원자력 발전소의 해체계획 수립시 원자로 용기등에 함유된 방사성 물질의 분포도를 작성할 수 있고, 방사성 폐기물 처분장 등에서 땅속에 매몰되어 있는 방사성 물질의 종류, 위치 및 양을 추정하는데 유용하게 사용할 수 있다. 또한 우주 개발에 있어서도 지하에서 방사선이 방출되고 있을 경우 그 위치와 핵종의 종류를 계산할 수 있으므로 방사선으로부터 피해를 사전에 예방할 수 있다.

Claims (4)

  1. 차폐용기(1) 속에 장착된 방사선 계측기(13)와 측정하고자 하는 방향에서 방사선 계측기(13)로 투입되는 방사선의 세기 및 방사선의 투입 각도를 조절하기 위한 방사선 시준기(2)와, 차폐용기(1) 및 방사선 시준기(2)를 상하회전축(19)을 통해 상하 회전시키는 상하회전모터(4)와, 상하회전모터(4)를 좌우로 회전시키는 좌우회전모터(5)와 좌우회전모터(5)의 회전운동을 상하회전모터(4)에 전달하는 좌우회전축(6)으로 구성된 방사선 측정 스캐너와; 스캐닝을 위한 스캐닝모터(9)의 축에 설치된 레이저(10)와 상기 레이저(10) 광선의 파장대역만 통과시키는 필터를 통해 관찰하는 CCD비디오 카메라( 8)와, CCD 비디오 카메라(8)에서 출력되는 영상신호가 입력되는 컴퓨터(11)로 구성되어 방사능 물질의 위치를 측정하는 레이저 거리 측정기와; 두 정보를 계산하는 컴퓨터( 11) 소프트웨어로 구성됨을 특징으로 하는 방사선 분포 3차원 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 시준기(2)는 한 개 이상의 시준기구멍(3)이 천공된 원통형의 시준기(2)로서 방사선 농도의 측정조건에 따라 자동 또는 수동으로 개폐할 수 있는 시준기구멍(3)과 차폐용기 개구부(14)의 위치가 일직선으로 조절될 수 있도록 구성되어 있고, 방사선이 시준기구멍(3)과 차폐용기 개구부(14)를 통과하여 계측기(13)로 측정하여 컴퓨터(11)에 기록할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 방사선 분포 3차원 측정장치.
  3. 지하 또는 콘크리트 구조물 속에 있는 방사성 물질의 위치나 방사선원의 세기를 측정함에 있어서, 레이저 거리측정은 광원으로서 레이저(10)를 사용하고 레이저 전면에 실린더 형상의 렌즈를 부착하여 직선 형태로 퍼져 나가는 레이저(10)를 평면 형태로 변환시킨후 CCD 비디오 카메라(8)와 화상처리장치로 측정대상의 물체에 투영된 레이저광을 화상으로 받아 화상처리를 통해 CCD 비디오 카메라(8)로 부터 측정대상 물체 (17)까지의 거리를 컴퓨터(11)로 측정하고, 한 개 이상의 동심원(21)과 보정도(20)을 사용하여 CCD 비디오 카메라(8)의 렌즈(15)의 왜곡 현상을 보정하여 방사선측정 정밀도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 방사선 분포 3차원 측정방법.
  4. 제3항에 있어서, 방사선 스캐너를 이용하여 방사능분포의 측정을 위하여 2곳 이상의 지점에서 1대 이상의 방사선스캐너를 회전시키면서 측정한 방사선의 세기를 컴퓨터로 분석하여 방사성 물질과 스캐너 사이의 거리와 각도를 구하고 방사물질의 위치를 컴퓨터 소프트웨어로 계산하여 두 정보를 동시에 컴퓨터 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 방사선 분포 3차원 측정방법.
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