KR100270805B1 - 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기에 관한 것으로서, 내부에 캡슐이 상부로부터 수납되는 캡슐공을 갖는 용기몸체와 그 용기몸체의 상부를 덮는 용기뚜껑으로 이루어진 운반용기 본체와, 상기 용기본체의 상하부로 씌워지는 하부완충덮개와 상부완충덮개로 이루어진 외부 충격완충제로 구성된 방사성 동위원소 운반용기에 있어서, 상기 용기몸체의 상단면과 이에 접하는 용기뚜껑의 하부면에는 상기 캡슐공에서 외곽으로 벗어나 상부로 확장된 경사면을 갖는 요철부가 형성되고, 상기 용기몸체의 캡슐공에 유입되는 공정수를 외부로 배출하는 배수관이 설치되고 상기 용기뚜껑에 상기 배수관으로 공정수가 배출될 때 캡슐공으로 공기를 유입하는 입기관이 설치되며, 상기 하부완충덮개와 상부완충덮개의 사이에는 상기 용기몸체의 외곽둘레를 감싸도록 원통형으로 형성되어 내부에 공간부를 가지며 환형의 방열판이 일정 간격으로 복수개 삽입되는 원통 구조물이 설치되는 특징이 있다.

따라서, 본 발명은 방사성 동위원소를 내장한 캡슐을 운반하는 작업시간을 단축함과 아울러 작업자의 피폭을 최소화할 수 있게 되고, 운반시 충격 및 열에 의한 방사성 동위원소의 손상을 최소화하여 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기

본 발명은 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비교적 방사선원의 세기가 높은 동위원소의 캡슐을 운반하는 작업시간을 단축함과 아울러 작업자의 피폭을 최소화할 수 있도록 하고, 운반시 충력 및 열에 의한 방사성 동위원소의 손상을 최소화하여 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 방사성 동위원소 운반용기에 관한 것이다.

일반적으로 방사성 동위원소는 방사성 의약품을 이용하여 진단 및 치료를 행하는 의료분화, 비파괴 검사 등의 산업분야, 농학분야 등 각 분야에서 많은 연구와 실험을 통해 사용되고 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 방사성 동위원소는 비파괴 검사에 응용할 수 있도록 개발되었으며, 이는 산업의 발달됨에 따라 소요량도 급증하게 되었다.

그럼, 여기서 종래 방사성 동위원소의 생산과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도에 도시되는 바와 같이, 동위원소로 가공된 디스크형 방사선원(100) 즉, 방사능을 띠지 않는 조사 전의 디스크형 방사선원(100)을 20개의 표적홈(102a)을 갖는 표적지지대(102)에 삽입하고, 디스크형 방사선원(100)이 삽입된 표적지지대(102)를 캡슐(101)에 넣고 밀봉한 후, 중성자 조사장비 즉, 원자로의 조사관에 넣어 중성자 조사하게 된다. 상기 디스크형 방사선원(100)이 캡슐(101)에 내장되어 지는 것은 안전성 및 취급 편의를 위한 것이다.

원자로에서 조사를 마친 디스크형 방사선원(100)은 캡슐(101)에 넣어진 채로 핫셀(hot cell)내로 운반된다. 핫셀내로 운반된 캡슐(101)은 절단장치 등에 의해 잘라지며, 그 잘라진 캡슐 내의 디스크형 방사선원은 방사능을 측정하여 방사능치에 따른 이용 분야의 사용환경에 맞게 분류되어 선원캡슐에 장전하며, 그 선원캡슐을 밀봉, 용접한다. 이렇게 선원캡슐에 용접을 마치게 되면 일련의 디스크형 방사선원 생산과정이 완료된다.

상기 디스크형 방사선원의 조사가 이루어지는 원자로에는 상기 디스크형 방사선원을 내장한 캡슐의 원활한 이송작업 및 자동화작업을 위한 수력이송조사설비(hydraulic transfer system; HTS)가 마련되어 있으며, 이는 펌프의 구동에 의한 수력을 이용, 설정된 배관을 통해 캡슐을 이송하여 방사선조사관에 원격 장전 및 인출하도록 이루어져 있다.

한편, 원자로에서 후속처리시설인 핫셀내로 방사화된 캡슐 특히, 비교적 방사선원의 세기가 높은 Mo-99, I-131, HO-166을 장전한 캡슐은 상당량의 방사능을 띠게 되므로 작업자의 피폭이 우려되었다.

이에 따라, 방사화된 캡슐을 안전하게 운반할 수 있는 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기가 종래 개발되었다.

제3도는 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기(200)를 도시한 것으로서, 상부로 개구되어 내부에 캡슐(202)을 수납하는 용기몸체(cask body; 210)와 그 용기몸체(210)의 개구부를 덮는 용기뚜껑(cask cover; 220)으로 구성되어 있다.

상기 용기몸체(210)의 중심부에는 내측으로 함몰되어 캡슐(202)이 수납되는 캡슐공(213)이 형성되어 있고, 캡슐공(213)의 하단에는 캡슐(202)이 투입될 때 유입되는 공정수를 배수할 수 있는 배수로(214)가 외부로 관통되게 설치되어 있다.

또한, 상기 용기몸체(210)의 상단부에는 용기뚜껑(220)을 체결하여 잠글 수 있도록 하는 잠금장치(215)가 설치되어 있다. 그 잠금장치(215)는 제4도에 도시되는 바와 같이, 일단부가 용기몸체(210)의 상단 외주면에 힌지(216a)를 중심으로 상하로 회전 가능하게 설치되고 타단부에 나비너트(218)가 체결된 볼트(216)와 그 볼트(216)가 내입되는 걸림홈(217a)이 형성되어 용기뚜껑(220)의 하단부 외주면에 설치되는 고정 브라켓(217)으로 이루어져 있어, 잠금시 볼트(216)를 고정 브라켓의 걸림홈(217a)에 삽입하고 나비너트(218)을 조여 볼트(216)를 고정 브라켓(217)에 체결한다. 그리고, 상기 용기뚜껑(220)의 상부면에는 용기몸체(210)로부터 용기뚜껑(220)을 수직방향으로 열고 닫을 수 있도록 하는 손잡이 (223)가 부착되어 있다.

한편, 용기몸체(210)와 용기뚜껑(220)은 외곽을 형성하는 스테인레스강 하우징(stainless steel housing; 212, 222)에 용융상태의 납(lead)을 주입하여 납차폐벽(211)(221)을 형성하는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성되는 종래 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기(200)는 제5도에 도시되는 바와 같이, 차폐벽(301)으로 폐쇄된 캡슐 배출실(300)로 유입되어 캡슐(202)로 장전하게 되는데, 그 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.

우선, 운반용기(200)는 용기 이송차(320)에 올려져 용기몸체(210)와 용기뚜껑(220)의 잠금장치(215)가 해제된 상태에서 차폐문(302)을 통해 캡슐 배출실(300)로 유입된다. 이렇게 운반용기(200)를 캡슐 배출실(300)로 이송하는 용기 이송차(320)는 일단 용기뚜껑 취급장치(330)의 하부에서 정지한다. 이때, 용기뚜껑 취급장치(330)의 핑거(331)는 구동모터(332)를 통해 하부로 이동하여 용기뚜껑(220)의 손잡이(223)를 잡고 다시 상부로 이송하여 용기뚜껑(220)을 용기몸체(210)로부터 분리시킨다.

다시 용기 이송차(320)는 캡슐 배출기(310)의 하부로 용기몸체(210)를 이송하여 캡슐 배출기(310)의 배출구에 용기몸체(210)의 캡슐공(213)을 조준하게 된다. 이때, 원자로의 조사관으로부터 조사를 마친 디스크형 방사선원을 내장한 방사화된 캡슐(202)은 수력이송설비를 통해 수력으로 인출되어 이송되면서 상기 캡슐 배출(310)로 배출된다. 이렇게 캡슐 배출기(310)로부터 배출되는 캡슐(202)은 용기몸체(210)의 캡슐공(213)으로 투입되고, 그 캡슐(202)을 이송시킨 공정수 또한 캡슐공(213)으로 유입된다.

상기 캡슐공(213)으로 투입된 공정수는 캡슐공(213)의 하부에 형성된 배수로(214)를 통해 외부로 배출되며, 이러한 과정에서 용기 이송차(320)는 용기뚜껑(220)이 분리된 용기뚜껑 취급장치(330)의 하부로 이동하게 된다. 이때, 용기뚜껑 취급장치(330)의 핑거(331)는 하부로 하강하면서 용기뚜껑(220)을 용기몸체(210)에 씌워 밀봉시킨다. 다시 이송장치는 차폐문(302)을 통해 외부로 운반용기(200)를 이송하게 된다.

상기와 같이 방사화된 캡슐(202)을 내장한 운반용기(200)는 잠금장치(215)를 체결한 다음, 후속처리시설인 핫셀내로 이송된다.

그러나, 종래 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기는 그 유용성에도 불구하고 방사성 동위원소의 안전성 및 방사능 차폐에 있어 몇 가지 문제점을 가지게 되었다. 즉, 운반용기의 설계조건은 가상사고조건으로, 9m 자유낙하, 1m 파열충돌 등의 충돌사고와 화재시 800℃로부터 캡슐을 보호할 수 있는 조건을 만족해야만 하는데, 운반용기는 단순하게 납과 이의 외곽을 케이싱한 스테인레스강 하우징으로 이루어져 충돌시 외부로부터 가해지는 충격과 이에 따른 충격력이 납에 의해 일부 흡수된다지만 특히, 9m 자유낙하 또는 1m 파열충돌사고에 의해 전달되는 과도한 충격력은 그대로 캡슐에 전달되어 캡슐에 손상을 가했다. 또한, 운반 용기는 밀도는 높으나 낮은 온도(327.4℃)의 융점을 갖는 납을 통해 방사능을 차폐하도록 이루어져, 화재시 800℃에서 발생하는 열을 차단하지 못하고 캡슐에 손상을 입혔다.

그리고, 캡슐공의 하부면에 형성된 배수로는 납차폐벽의 두께를 감소시켜 캡슐로부터의 방사능 노출을 유도하므로 작업자에게 방사능 피폭이 우려되었다. 또한, 캡슐공으로부터 하나의 배수로만이 설치되어 용기뚜껑을 폐쇄된 상태에서는 용기몸체의 캡슐공에 잔류된 공정수의 배출이 원활하지 못한 문제점이 있다.

이에 따라, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 작업자의 방사능 피폭을 최소함과 동시에 방사성 동위원소의 안전성을 고려한 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기를 개발하였다.

본 발명은 방사성 동위원소를 내장한 캡슐을 운반하는 작업시간을 단축함과 아울러 작업자의 피폭을 최소화할 수 있도록 하고, 운반시 충격 및 열에 의한 방사성 동위원소의 손상을 최소화하여 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 방사성 동위원소 운반용기를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 디스크형 방사선원 및 표적지지대를 내장한 캡슐 구조를 보인 단면도.

제2도는 일반적인 디스크형 방사선원이 내장되는 표적지지대 구조를 보인 사시도.

제3도는 종래 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기를 보인 단면도.

제4도는 종래 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기의 잠금장치를 보인 측면도.

제5도는 종래 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기가 캡슐 배출실로 유입되어 캡슐을 장전하는 상태를 개략도.

제6도는 본 발명의 실시예에 따른 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기의 구성을 보인 분해사시도.

제7도는 본 발명의 실시예에 따른 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기의 내부를 보인 단면도.

제8도는 본 발명의 실시예에 따른 운반용기 본체를 보인 분해 단면도.

제9도는 본 발명에 실시예에 사용되는 배수 연결기를 보인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 운반용기 10 : 운반용기 본체

11 : 용기몸체 11a, 15a : 납차폐벽

11b, 15b : 스테인레스강 셀 11c : 나선홈

12 : 캡슐공 12a : 투입구

12b : 취출 스프링 13 : 배수관

13a : 배수커플링 14, 18 : 요철부

15 : 용기뚜껑 15c : 체결공

16 : 입기관 16a : 입기커플링

17 : 손잡이 19 : 볼트

20 : 외부 충격완충체 21 : 하부완충덮개

22, 26 : 원통 구조물 22a, 26a : 방열판

22b : 운반손잡이 23, 27 : 발사나무

24, 28 : 적송 25 : 상부완충덮개

29 : 잠금장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 내부에 캡슐이 상부로부터 수납되는 캡슐공을 갖는 용기몸체와 그 용기몸체의 상부를 덮는 용기뚜껑으로 이루어진 운반용기 본체와, 상기 용기본체의 상하부로 씌워지는 하부완충덮개와 상부완충덮개로 이루어진 외부 충격완충체로 구성된 방사성 동위원소 운반용기에 있어서, 상기 용기몸체의 상단면과 이에 접하는 용기뚜껑의 하부면에는 상기 캡슐공에서 외곽으로 벗어나 상부로 확장된 경사면을 갖는 요철부가 형성되고, 상기 용기몸체의 캡슐공에 유입되는 공정수를 외부로 배출하는 배수관이 설치되고 상기 용기뚜껑에 상기 배수관으로 공정수가 배출될 때 캡슐공으로 공기를 유입하는 입기관이 설치되며, 상기 하부완충덮개와 상부완충덮개의 사이에는 상기 용기몸체의 외곽둘레를 감싸도록 원통형으로 형성되어 내부에 공간부를 가지며 환형의 방열판이 일정 간격으로 복수개 삽입되는 원통 구조물이 설치되는 방사성 동위원소 운반용기를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제6도와 제7도 및 제8도는 본 발명의 실시예에 따른 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기(1)의 구성 및 내부구조를 도시한 것으로서, 상부로 개구되어 내부에 캡슐(2)이 수납되는 캡슐공(12)을 갖는 용기몸체(11), 그 용기몸체(11)의 개구부를 덮는 용기뚜껑(15)으로 이루어진 운반용기 본체(10)와, 상기 용기몸체(11)에 하부로 씌워지는 하부완충덮개(21), 상기 용기뚜껑(15)에 상부로 씌워지는 상부완충덮개(25)로 이루어지는 외부 충격완충체(20)로 구성된다.

상기 용기몸체(11)의 상단면과 이에 접하는 용기뚜껑(15)의 하부면에는 캡슐공(12)에서 외곽으로 벗어나 상부로 확장된 경사면을 갖는 요철부(14)(18)가 형성된다. 즉, 캡슐공(12)에 장전된 캡슐(2)로부터 방사선은 직선방향으로 방출되므로 캡슐공(12)을 벗어난 요철부(14)(18)에 의해 용기몸체(11)와 용기뚜껑(15) 사이로 방출되는 것이 차단되며, 요철부(14)(18)는 용기뚜껑(15)이 경사면을 따라 용기몸체(11)의 중심으로 이동하도록 하여 정확한 안착을 유도한다.

또한, 상기 용기몸체(11)의 상단면과 이에 접하는 용기뚜껑(15)의 하부면 사이에는 내부를 밀봉시키는 개스킷(15d)이 설치된다. 그 개스킷(15d)의 형상은 원형단면의 0링으로 이루어지고, 재질은 내식성이 뛰어나고 충격 등에서도 기밀을 충분히 유지시킬 수 있는 고탄성체인 바이톤(viton)을 사용한다.

그리고, 상기 용기몸체(11)와 용기뚜껑(15)은 납으로 구성되어 방사능을 차폐시키는 납차폐벽(11a)(15a)과, 그 납차폐벽(11a)(15a)의 외곽을 형성하는 스테인레스강 셀(11b)(15b)로 이루어진다.

상기 캡슐공(12)의 하부면에는 투입된 캡슐(2)을 상부로 가압하여 캡슐(2)의 취출이 용이하도록 하는 취출 스프링(12b)이 설치되고, 상단부에는 캡슐(2)의 투입이 용이하도록 상부로 확장된 경사면을 갖는 투입구(12a)가 형성된다.

상기 캡슐공(12)의 하부면에는 캡슐(2)을 투입할 때 유입되는 공정수를 외부로 배출하는 배수관(13)이 외부로 연통되게 설치되고, 그 배수관(13)의 외측단부 즉, 외부로 노출되는 부위에는 배수로를 개폐시키는 배수커플링(13a)이 설치되며, 그 배수커플링(13a)은 보호캡(13b)으로 씌워져 충격으로부터 보호한다.

상기 용기뚜껑(15)에는 캡슐공(12)으로부터 상기 배수관(13)으로 공정수가 배출될 때 캡슐공(12)으로 공기를 유입하는 입기관(16)이 설치되고, 그 입기관(16)의 외측단부 즉, 외부로 노출되는 부위에는 입기로를 개폐시키는 입기커플링(16a)이 설치된다. 상기 입기커플링(16a)은 스텐인레스강 셀(15b)의 내부로 삽입되어 이 외부로부터 관통된 하우징(16a)을 형성한다. 이는 외부로부터 충격이 가해질 경우에도 입기커플링(16a) 및 하우징(16b)의 변형 및 손상을 방지하여 입기커플링(16a)을 기능을 발휘하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 배수관(13) 및 입기관(16)은 캡슐(2)로부터의 방사선차폐에 유리하도록 종횡방향으로 교차되지 않는 소용돌이 형태로 설치된다. 이는 배수관(13) 및 입기관(16)이 납차폐벽의 두께를 감소시키는 것을 방지하도록 하기 위함이다.

상기 용기뚜껑(15)의 외곽부에는 상측으로부터 하부로 관통된 다수개의 체결공(15c)이 다수개 형성되고, 그 체결공(15c)과 대응하는 용기몸체(11)에 나선홈(11c)이 형성되어 용기뚜껑(15)을 용기몸체(11)에 볼트(19)로 체결한다. 상기 체결공(15c)의 상단부에는 볼트(19)의 머리(19a)가 체결공(15c) 내로 삽입되는 볼트머리홈(15e)이 형성된다. 즉, 볼트(19)의 머리(19a)가 외부로 돌출되지 않도록 하여 용기뚜껑(15)의 상부면이 상부완충덮개(25)의 내측면에 견밀히 접촉하도록 한다. 또한, 상기 용기뚜껑(15)의 상단부에는 손잡이(17)가 설치된다.

상기한 외부 충격완충체(20)는 스테인레스강로 이루어진 원통 구조물(22)(26)의 상하부에 단열 및 완충에 유리한 목재가 채워지는 구조로 이루어진다. 상기 목재는 중심부에 용기방향을 중심으로 결방향이 종방향으로 채워지는 발사나무(balsa wood; 23, 27)와, 그 발사나무(23)(27)의 외곽부 즉, 모서리 부위에 결방향이 횡방향으로 채워지는 적송(redwood; 24, 28)으로 이루어진다. 즉, 운반용기(1)가 수직방향으로 낙하될 경우 하부면 또는 상부면이 지면에 접촉하게 되면, 충격력은 압축강도가 낮은 발사나무(23)(27)의 결방향 및 발사나무(23)(27)에 비해 압축강도가 높은 적송(24)(28)의 결반대방향으로 압축 작용하도록 하고, 운반용기(1)가 수평방향 및 경사방향으로 낙하될 경우 측면부 또는 모서리부가 지면에 접촉하게 되면 충격력은 압축강도가 발사나무(23)(27)보다 높은 적송(24)(28)의 결방향으로 작용하도록 한다.

또한, 상기 원통 구조물(22)(26)의 중단부에는 캡슐(2)로부터 발생되는 열의 방출 및 충격 흡수가 용이하도록 내부에 공간부를 갖는 환형의 방열판(22a)(26a)이 삽입되며, 상기 하부완충덮개(21)와 상부완충덮개(25)가 접합되는 원통 구조물(22)(26)의 외곽면에, 레버식으로 하부완충덮개(21)와 상부완충덮개(25)를 체결하는 잠금장치(29)가 설치된다.

도면 중, 미설명부호 11d는 슬라이더이고, 26b는 상기 슬라이더(11d)를 안내하는 가이드이며, 22b는 외부손잡이이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 캡슐(2)의 장전과정 및 이송과정에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

운반용기(1)에 캡슐(2)을 장전할 경우, 우선 운반용기 본체(10)에서 외부 충격완충체(20)를 분리한 상태에서, 운반용기 본체(10)를 용기 이송차에 올려 차폐문을 통해 캡슐 배출실로 유입시킨다. 용기 이송차는 일단 용기뚜껑 취급장치의 하부에서 정지하여 용기뚜껑 취급장치로 하여금 용기뚜껑(15)을 상부로 분리하도록 하고, 다시 캡슐 배출기의 하부로 용기몸체(11)를 이송하여 캡슐 배출기의 배출구에 용기몸체(11)의 캡슐공(12)을 조준하게 된다. 이때, 원자로의 조사관으로부터 조사를 마친 디스크형 방사선원을 내장한 방사화된 캡슐(2)은 수력이송설비를 통해 수력으로 인출되어 이송되면서 상기 캡슐 배출기로 배출된다.

상기 캡슐(2) 배출기로부터 배출되는 캡슐(2)은 용기몸체(11)의 캡슐공(12)으로 투입된다. 이때, 캡슐(2)은 깔때기 형상의 투입구(12a)를 따라 캡슐공(12)으로 용이하게 삽입을 이룬다. 또한, 그 캡슐(2)을 이송시킨 공정수 또한 캡슐공(12)으로 유입된다. 다시 용기 이송차는 용기뚜껑(15)이 분리된 용기뚜껑 취급장치의 하부로 이동하고, 이때 용기뚜껑 취급장치는 용기뚜껑(15)을 용기몸체(11)에 씌워 밀봉시킨다.

상기와 같이 캡슐(2)이 장전된 상태에서 씌워지는 용기뚜껑(15)은 용기몸체(11) 간에 형성된 요철부(14)(18)의 경사면을 따라 정확한 중심부로 일치되게 안착된다. 이에 따라, 요철부(14)(18)는 가공오차 또는 마모 등의 손상으로 인해 용기뚜껑(15)과 용기몸체(11)의 결합이 불량해지는 것을 방지하게 된다. 또한, 요철부(14)(18)는 캡슐(2)로부터 직진방향으로 방출되는 방사선이 용기몸체(11)와 용기뚜껑(15) 사이로 유출되는 것을 차폐시켜 방사선차폐효율을 향상 시킨다.

한편, 상기 용기몸체(11)에 씌어지는 용기뚜껑(15)의 하부면은 캡슐공(12)에 장전된 캡슐(2)의 하부를 지지하는 취출 스프링(12b)을 압축시켜, 캡슐(2)의 유격을 탄력적으로 방지하여 내부 캡슐(2)의 운반중 진동을 감승시키는 동시에, 취출시 취출 스프링(12b)의 탄성 반발력에 의해 캡슐(2)이 캡슐공(12)에서 상부로 돌출되도록 하여 캡슐(2)의 취출이 용이해진다.

상기와 같이 캡슐(2)을 장전한 상태에서 용기몸체(11)에 용기뚜껑(15)이 씌워지면, 이송장치는 차폐문을 통해 외부로 운반용기 본체(10)를 이송하게 된다. 이렇게 이송된 운반용기 본체(10)는 우선, 용기뚜껑(15)의 체결공(15c)을 통해 볼트(19)를 용기몸체(11)의 나선홈(11c)에 체결하여 용기뚜껑(15)을 용기몸체(11)에 견고히 고정시킨 다음, 제9도에 도시되는 바와 같은 배수 연결기(drain adapter; 30)를 배수관(13)의 배수커플링(13a) 및 입기관(16)의 입기커플링(16a)에 각각 연결한다. 그 배수관(13)의 배수커플링(13a) 및 입기관(16)의 입기커플링(16a)은 연결된 배수 연결기(30)에 의해 각각 개방되어 외부와 연통된 상태를 유지한다. 이때, 배수 연결기(30)에 설치된 밸브(31)를 개방시키게 되면, 캡슐(2) 투입과정에서 캡슐공(12)으로 유입된 공정수가 배수관(13)으로 통해 외부로 배출되는 동시에, 입기관(16)을 통해 캡슐공(12)으로 공기가 유입되어 내부를 건조시킬 수 있다.

상기 배수 연결기(30)를 통해 배수를 완료한 후, 배수 연결기(30)를 배수관(13)의 배수커플링(13a) 및 입기관(16)의 입기커플링(16a)에서 분리하면 배수로 및 입기로가 폐쇄상태를 유지하여 운반용기 본체(10)내 즉, 캡슐공(12)내의 밀봉상태를 유지하여 방사능 노출을 억제하게 된다. 또한, 내부의 밀봉상태를 확인할 수 있도록, 배수 연결기(30)를 배수커플링(13a) 또는 입기커플링(16a)에 택일적으로 연결한 다음, 압력을 걸어 압력변동을 측정한다. 이때, 압력변동이 일어나지 않을 경우 내부의 밀봉이 양호함을 확인하게 된다.

상기와 같이 캡슐공(12)내의 배수가 완료된 상태에서, 운반용기 본체(10)를 우선 외부 충격완충체(20)의 하부완충덮개(21)에 삽입하고, 상부완충덮개(25)를 그 운반용기 본체(10)의 상부에 씌워 잠금장치(29)를 체결한 다음, 후속처리시설로 이송한다. 또한, 방사화된 캡슐(2)로부터 발생되는 열은 외부 충격완충체(20)의 방열판(22a)(26a)을 통해 원활히 방출된다.

한편, 방사화된 캡슐(2)을 내장한 운반용기 본체(10)에 외부 충격완충체(20)로 씌운 상태에서, 이송도중 낙하 등의 충돌시 충격완충체(20)의 작용을 수직낙하, 수평낙하, 경사낙하의 경우로 가정하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 운반용기(1)가 수직으로 낙하되어 지면에 충돌할 경우, 운반용기(1)의 바닥면 전체가 지면에 접촉됨과 동시에 충격은 외부 충격완충체(20)의 하부면에 균일한 분포로 분산된다. 이때, 중심부에 위치된 압축강도가 낮은 발사나무(23)는 결방향으로 전체 단면이 변형되면서 충격을 일부 흡수하고, 그 발사나무(23)보다 큰 응력을 갖는 외곽의 적송(24)은 결반대방향으로 압축되면서 충격력을 흡수하며, 그 흡수된 나머지의 충격력은 원통 구조물(22)의 중단부에 위치된 방열판(22a)(26a)이 변형되면서 충격력을 흡수한다.

다음, 운반용기(1)가 수평으로 낙하되어 지면에 충돌할 경우, 외부 충격완충체(20)는 원통형으로 이루어져 측면부가 지면에 선접촉하게 된다. 이때의 측면부에 작용하는 충격은 집중되지만, 측면부 양측단에 위치되어 압축강도가 발사나무(23)(27)보다 높은 적송(24)(28)은 결방향으로 응력을 가지면서 변형되어 충격을 일부 흡수하며, 이와 동시에 원통 구조물(22)(26)의 중단부에 위치한 방열판(22a)(26a)은 변형(좌굴; buckling)이 쉽게 이루어지면서 충격을 원활히 흡수한다. 또한, 충돌과 함께 변형이 진행되면서 적송(24)(28)의 면적이 점차 증가하여 초기 충격력 잘 완화한 후에, 계속적으로 충격을 흡수하게 된다.

한편, 운반용기(1)가 경사 낙하되어 지면에 충돌할 경우, 외부 충격완충체(20)의 모서리는 지면에 접촉하게 되어 충격이 모서리에 집중적으로 작용한다. 이때, 모서리에 위치된 적송(24)(28)은 결방향 및 결반대방향으로 응력을 가지면서 변형되어 충격을 일부 흡수하면서 중심부의 발사나무(23)(27)와 방열판(22a)(26a)에 충격을 분산시킨다. 이렇게 분산된 충격력은 발사나무(23)(27)의 결반대방향의 변형과 방열판(22a)(26a)의 변형에 의해 충격을 원활히 흡수한다.

또한, 운반용기(1)의 중앙부가 수평상태로 1m 높이에서 직경 20cm의 강철봉에 떨어질 경우에는, 상기 방열판(22a)(26a)이 좌굴을 일으키며 추가로 충격을 흡수하게 되어 파열충돌의 사고로부터 안전을 보장한다.

상기와 같이, 낙하 충돌시 발생된 충격력의 흡수를 통해 운반용기 본체(10) 즉, 격납경계의 내측으로 전달되는 충격을 최소화하여 장전된 캡슐(2)에 가해지는 손상을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 운반용기(1)는 설계조건중, 가상사고조건으로 9m 자유낙하, 1m 파열충돌 등의 충돌로부터 캡슐(2) 및 이에 장전되는 방사성 동위원소를 안전하게 보호할 수 있다.

또한, 운반용기 본체(10)를 감싼 외부 충격완충제(20)는 목재를 이용한 단열재 역할을 하게 되므로 화재시 외부로부터 전달되는 열을 차단하여 캡슐(2)로의 열전달을 억제하게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 운반용기(1)는 800℃의 화염에서 30분간 노출된 후, 자연 냉각되는 화재사고조건에서도 납차폐체의 건전함을 유지할 수 있어, 열에 따른 캡슐(2)의 손상을 최소화시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수력이송조사설비로부터 자동 이송되는 방사성 동위원소 캡슐을 쉽고 안전하게 담아 운반할 수 있어, 작업자의 작업시간을 단축함과 아울러 방사선 피폭량을 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 운반용기 본체에 외부 충격완충체를 씌워 보호함으로써, 운반시 충돌 및 화재로 인한 방사성 동위원소의 손상을 최소화하여 운반하는 방사성 동위원소의 안전성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구 범위에 의해 나타난 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 내부에 캡슐(2)이 상부로부터 수납되는 캡슐공(12)을 갖는 용기몸체(11)와 그 용기몸체(11)의 상부를 덮는 용기뚜껑(15)으로 이루어진 운반용기 본체(10)와, 상기 용기본체(10)의 상하부로 씌워지는 하부완충덮개(21)와 상부완충덮개(25)로 이루어진 외부 충격완충체(20)로 구성된 방사성 동위원소 운반용기에 있어서, 상기 용기몸체(11)의 상단면과 이에 접하는 용기뚜껑(15)의 하부면에는 상기 캡슐공(12)에서 외곽으로 벗어나 상부로 확장된 경사면을 갖는 요철부(14)(18)가 형성되고, 상기 용기몸체(11)의 캡슐공(12)에 유입되는 공정수를 외부로 배출하는 배수관(13)이 설치되고 상기 용기뚜껑(15)에 상기 배수관(13)으로 공정수가 배출될 때 캡슐공(12)으로 공기를 유입하는 입기관(16)이 설치되며, 상기 하부완충덮개(21)와 상부완충덮개(25)의 사이에는 상기 용기몸체(11)의 외곽둘레를 감싸도록 원통형으로 형성되어 내부에 공간부를 가지며 환형의 방열판(22a)(26a)이 일정 간격으로 복수개 삽입되는 원통 구조물(22)(26)이 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.
2. 제1항에 있어서, 원통 구조물(22)(26)의 상하면부 중심에는 원판형의 목재(23)(27)가 결방향을 종방향으로 하여 채워지고, 그 목재(23)(27)의 외곽부에는 상기 용기몸체(11)의 하단외곽면과 상기 용기뚜껑(15)의 상단외곽면을 감싸도록 목재(24)(28)가 결방향을 횡방향으로 하여 채워지는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.
3. 제1항에 있어서, 원통 구조물(22)(26)이 서로 접하는 외곽면에는 레버식으로 상기 하부완충덮개(21)와 상부완충덮개(25)를 서로 체결하는 잠금장치(29)가 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.
4. 제1항에 있어서, 상기 캡슐공(12)의 하부면에 투입되는 캡슐(2)을 상부로 가압하는 취출 스프링(12b)이 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.
5. 제1항에 있어서, 상기 배수관(13) 및 입기관(16)은 소용돌이 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.
6. 제1항에 있어서, 상기 배수관(13)의 외측단부에는 배수로를 개폐시키는 배수커플링(13a)이 설치되고, 상기 입기관(16)의 외측단부에는 입기로를 개폐시키는 입기커플링(16a)이 설치되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 운반용기.

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