KR101419766B1 - 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터 - Google Patents

토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터 Download PDF

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이아림
이정민
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Abstract

본 발명은 원자력 시설 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동가능하게 구성된 서베이미터 몸체에 토양에서 방출되는 알파선, 베타선 및 감마선을 각각 감지하기 위한 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 착탈하며 설치할 수 있도록 가이드 홈이 형성된 수납부를 구성하여, 필요에 따라 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 선택적으로 교체해 가면서 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성함으로써 원자력시설의 제염해체 전 및/또는 제염해체가 완료된 부지에 대한 토양의 방사성 오염도 측정 조사를 용이하게 수행하도록 함과 동시에 대면적의 부지에 대해서도 시료 채취의 번거로움 없이 현장에서 이동하며 실시간으로 방사능측정을 통한 효율을 증대시키는 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터에 관한 것이다.
이를 위하여, 내부에 광계측기를 수용하며, 지면과 대향하는 하부에 방사선 감지 키트를 수납하기 위한 키트 수납부가 형성되어 있는 박스 형태의 몸체부와; 상기 방사선 감지 키트로부터 감지되는 광신호를 전송하기 위한 전송용 광섬유와; 상기 전송용 광섬유를 통해 전송받은 광신호를 전기신호로 변환하여 분석하는 광계측기와; 상기 몸체부를 지면으로부터 이동시키는 이동수단; 을 포함하여 구성되되, 상기 방사선 감지 키트는 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트로 구성되며, 측정 대상 방사선의 종류에 따라 상기 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 상기 키트 수납부에 선택적으로 교체 수납하며 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터{A portable survey meter for measuring the radioactive contamination in earth}
본 발명은 원자력 시설 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동가능하게 구성된 서베이미터 몸체에 토양에서 방출되는 알파선, 베타선 및 감마선을 각각 감지하기 위한 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 착탈하며 설치할 수 있도록 가이드 홈이 형성된 키트 수납부를 구성하여, 필요에 따라 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 선택적으로 교체해 가면서 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성함으로써 원자력시설의 제염해체 전 및/또는 제염해체가 완료된 부지에 대한 토양의 방사성 오염도 측정 조사를 용이하게 수행하도록 함과 동시에 대면적의 부지에 대해서도 시료 채취의 번거로움 없이 현장에서 이동하며 실시간으로 방사능측정을 통한 효율을 증대시키는 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터에 관한 것이다.
원자력 시설의 해체 후에 부지를 재사용 또는 자연 녹지화를 이루기 위해서는 오염부지에 대하여 제염을 실시한 후 방사성 물질에 대한 오염도를 안전수준인 부지개방을 위한 기준(DCGL : Derived Concentration Guideline Level)을 만족하도록 하여야 한다. 이를 위해 부지 제염 후 부지의 복원 건전성 평가가 이루어지는데 복원 건전성 평가의 첫 단계로 부지 내 잔류 방사능을 평가한다. 부지의 잔류 방사능 평가는 넓은 오염지역 내 대표시료를 채취하여 통계학적으로 처리하게 되는데 대표 시료를 정확하게 채취해야 잔류 방사능 평가를 정확하게 할 수 있다.
최근 노후화된 원전 호기 수의 증가로 원전의 총 해체시장은 약 200조원에 달하며 한국전력기술(주)의 원전 해체폐기물 실태 조사 보고서에 따르면 본격적 해체시장은 2030년부터 2050년까지 가파르게 증가할 것으로 예측된다.
따라서 국내 원자력부지 복원 평가의 효율성 향상을 위하여 넓은 부지에 대한 빠르고 정확한 방사선 센서 제작 기술을 개발할 필요가 있다.
실제로 스웨덴의 Lund University에서는 부지 표면 및 내부에서의 신속한 환경방사능 재고량 평가를 위하여 휴대용 감마선 핵종분석 기술을 개발하였고, 이는 토양 내부의 세슘-137의 방사능 깊이 분포를 측정하기 위하여 peak-to-valley 방법을 이용하였으며, 5~10분 측정에 대해 약 50%의 불확도 범위 내에서 100kBq/m2 범위까지 측정할 수 있다.
일본의 경우, NUPEC에서 부지 개방을 위한 최종 검증 측정방법으로서 토양 중에서 방출되는 감마선 측정 장비를 개발하였으며, 이 장비는 4개의 대형 플라스틱 검출기와 중심에 위치한 HPGe 검출기로 구성되며, 검출기를 장착한 장치는 트랙터를 이용하여 이동하면서 측정한다. 측정 위치는 GPS를 이용하여 측정하고, 측정 가능 범위는 약 200m2/day 이다.
또한 원자력 시설의 해체가 가장 활발하게 진행되고 있는 미국의 경우는 해체 부지의 최종 잔류 방사능을 실시간으로 측정하기 위하여 다양한 조합의 장비를 개발하여 현장에 적용하고 있으며, 이들 장치는 오염도 측정과 더불어 GPS를 이용한 측정 위치 정보를 실시간으로 mapping함으로써 대규모 원자력시설의 부지 오염도 준위를 작성할 수 있다.
이에 반해 우리나라의 부지 재이용 안전성 평가기술, 오염토양처리 등의 부지 복원기술은 미국, 독일, 일본 등 원자력 선진국에 비해 60%의 수준이며, 연구용 원자로 시설의 해체 후 부지복원을 통해 기본 기술은 확보하였으나, 아직 기초 단계에 머물고 있는 실정이다.
더욱이, 토양의 방사성 오염도 측정에 있어서는, 기존의 시료 채취에 의한 측정이나 소형의 휴대용 방사선 측정기를 사용하고 있어, 대면적의 부지에 대해 현장에서 실시간으로 방사능에 대해 정량 분석함으로써 시간과 비용을 절약하고 토양오염도에 대한 신속하고 효과적인 오염의 정도를 예측 및 인지할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 이동가능하게 구성된 서베이미터 몸체에 토양에서 방출되는 알파선, 베타선 및 감마선을 각각 감지하기 위한 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 착탈하며 설치할 수 있도록 가이드 홈이 형성된 수납부를 구성하여, 필요에 따라 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 선택적으로 교체해 가면서 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성함으로써 원자력시설의 제염해체 전 및/또는 제염해체가 완료된 부지에 대한 토양의 방사성 오염도 측정 조사를 용이하게 수행하도록 함과 동시에 대면적의 부지에 대해서도 시료 채취의 번거로움 없이 이동하며 현장 측정을 통한 효율 증대를 목적으로 하고 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내부에 광계측기를 수용하며, 지면과 대향하는 하부에 방사선 감지 키트를 수납하기 위한 키트 수납부가 형성되어 있는 박스 형태의 몸체부와; 상기 방사선 감지 키트로부터 감지되는 광신호를 전송하기 위한 전송용 광섬유와; 상기 전송용 광섬유를 통해 전송받은 광신호를 전기신호로 변환하여 분석하는 광계측기와; 상기 몸체부를 지면으로부터 이동시키는 이동수단; 을 포함하여 구성되되, 상기 방사선 감지 키트는 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트로 구성되며, 측정 대상 방사선의 종류에 따라 상기 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 상기 키트 수납부에 선택적으로 교체 수납하며 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토양의 방사성 오염도를 측정하기 위한 휴대용 서베이미터는, 기존의 방사성 오염도 측정을 위한 시료 채취나 작은 방사선 계측기를 사용하는 것과는 달리 현장에서 실시간으로 방사능에 대해 정량 분석함으로써 실험실에서 소요되는 시간과 그에 따른 비용을 절약하고 토양오염도에 대한 신속하고 효과적인 오염의 정도를 예측 및 인지할 수 있기 때문에, 원자력 시설의 제염해체과정 전 및/또는 완료 후 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도 측정 과정에서의 효율성을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터의 전체적인 구조를 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알파선 감지 키트의 내부 구조를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베타선 감지 키트의 내부 구조를 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 감지 키트의 내부 구조를 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 대면적 서베이미터의 몸체부 수납구조를 보여주는 도면
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터의 전체적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터는, 이동가능하게 구성되며 지면과 대향하는 하부가 개방된 박스 형태의 몸체부(100)와, 상기 몸체부(100)의 개방된 하부에 형성되는 키트 수납부(110)와, 상기 키트 수납부(110)의 내부 양측면에 형성되는 서로 높이가 다른 다수개의 가이드 홈(120, 130, 140)과, 상기 키트 수납부(110) 상단에 형성되는 거치대(150)와, 상기 거치대(150)에 고정되어 설치되는 광계측기(300)와, 상기 광계측기(300)의 일측에 연결되는 전송용 광섬유(200)와, 상기 몸체부(100)를 지면으로부터 이동시키는 이동수단(400)과, 상기 몸체부(100)를 밀거나 끌 수 있도록 상기 몸체부(100) 일측에 구비되는 손잡이(500)와, 상기 몸체부(100) 상단 소정의 위치에 구비되어 상기 광계측기(300)를 통해 전송된 계측신호를 실시간으로 모니터링하는 디스플레이부(600)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 토양의 방사성 오염도 측정을 위한 휴대용 대면적 서베이미터는, 이동가능하게 구성된 몸체부(100)에 필요에 따라 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)를 선택적으로 교체해 가면서 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성함으로써, 원자력시설의 제염해체 전 및/또는 완료된 부지에 대한 토양의 방사성 오염도 측정에서의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 방사성 오염도 측정용 대면적 서베이미터의 각 구성을 보다 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터는, 몸체부(100) 내부에 광계측기(300)를 설치할 수 있는 거치대(150)와 후술할 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)를 수납할 수 있는 키트 수납부(110)가 형성된다.
상기 키트 수납부(110)에는 상기 각각의 감지 키트를 수납할 수 있도록 각각의 가이드 홈(120, 130, 140)이 형성되는데, 키트 수납부(110)의 지면과 대향하는 개방된 하부 최하단에는 제 1 가이드 홈(120)이 형성되며, 상기 제 1 가이드 홈(120) 상단에는 제 2 가이드 홈(130)이, 제 2 가이드 홈(130) 상단에는 제 3 가이드 홈(140)이 형성된다.
이때, 상기 각각의 가이드 홈(120, 130, 140)에는 필요에 따라 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900) 중 하나가 선택적으로 결합되어 사용된다.
한편, 상기 거치대(150)는 키트 수납부(110) 최상단에 구비되어 몸체부(100) 내부에 광계측기(300)를 설치할 수 있는 공간을 형성한다.
이때, 상기 거치대(150)의 일측에는 광계측기(300)와 각각의 감지 키트(700, 800, 900)를 연결하는 전송용 광섬유(200)가 관통되도록 관통공이 형성된다.
여기서, 전송용 광섬유(200)는 일측이 광계측기(300)와 연결되며 타측이 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700,800, 900)중 하나와 선택적으로 연결되어 각각의 감지 키트(700, 800, 900)로부터 발생된 광신호를 광계측기(300)로 전송한다.
여기서, 본 실시예에서는 하나의 전송용 광섬유(200) 라인으로 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)중 하나와의 선택적 연결을 통해 신호를 전송하는 구조를 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 세 개의 각각 별개의 광섬유 전송 라인을 구비하여 이를 각각의 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)와 각각 연결되도록 신호 전송 라인을 구성할 수 있음은 물론이다.
상기 광계측기(300)는 상기 거치대(150)에 고정되어 설치되며, 측정 대상 방사선에 따라 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)중 하나와 전송용 광섬유(200)를 통해 연결되어, 상기 전송용 광섬유(200)를 따라 전송된 광신호를 전기신호로 변환하여 분석한다.
즉, 상기 전송용 광섬유(200)를 통해 전송된 광신호는 광계측기(300)의 광전자증배관을 통해 전기적인 펄스 신호로 변환되고, 변환된 신호는 증폭기를 통하여 증폭된 후, 다중채널파고분석기를 통해 펄스 진폭을 디지털 수로 변환하여 기록, 분석된다.
이때, 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)에서 발생되는 광신호의 광량은 토양에서 방출되는 방사선 양에 비례하므로, 상기 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)에 의해 발생된 광신호의 광량을 이용하여 토양에서 방출되는 방사선 준위의 변화를 감지할 수 있게 된다.
한편, 몸체부(100)의 좌우 측면 또는 하부에는 몸체부(100)를 이동시키는 이동수단(400)이 구비되되, 상기 이동수단(400)은 바퀴로 구성함이 바람직하다.
또한, 몸체부(100)의 상부 일측에는 몸체부(100)를 끌거나 밀고 다닐 수 있도록 손잡이(500)를 구비하고, 광계측기(300)로부터 분석된 신호를 모니터링 할 수 있는 디스플레이부(600)를 구비함으로써 대면적의 부지에 대해서도 이동하며 실시간으로 토양의 방사선 오염도를 측정할 수 있음은 물론이다.
이하, 상술한 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)의 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 알파선 감지 키트(700)는, 수납프레임(710), 가이드 돌기(720), 알파선 감지용 신틸레이터(730), 광섬유 다발 센서(740), 광섬유 연결 파이프(750) 및 오목거울(760)로 구성된다.
수납프레임(710)은 토양에서 방출되는 알파선을 감지할 수 있도록 지면과 대향하는 하부가 개방된 박스형상으로 형성된다.
상기 수납프레임(710)의 양측 외주면에는 몸체부(100)에 결합되어 수납되기 위한 가이드 돌기(720)가 형성된다.
또한, 수납프레임(710)의 개방된 하부에는 토양에서 방출되는 알파선과 반응하여 광신호를 발생시키는 알파선 감지용 신틸레이터(730)가 평판형으로 형성된다.
이때, 상기 알파선 감지용 신틸레이터(730)는 토양에서 방출되는 알파선과 반응하여 발광(發光)하는 다양한 섬광체 물질이 적용될 수 있으며, 특히 알파선과의 반응 효율이 높은 황화아연·은(ZnS(Ag))으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알파선 감지용 신틸레이터(730) 상부에는 알파선 감지용 신틸레이터(730)로부터 발생된 광신호를 일정한 방향으로 입사하기 위한 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)가 부착된다.
이때, 상기 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)는 수직하게 배치된 다수개의 광섬유가 서로 광학용 에폭시로 접착되어 형성된다.
즉, 알파선 감지용 신틸레이터(730) 상부에 부착된 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)는 알파선 감지용 신틸레이터(730)가 알파선과 반응하여 발생시킨 광신호를 알파선 감지용 신틸레이터(730)와 수직한 상부 방향으로 입사되도록 알파선 감지용 신틸레이터(730)에 부착된다.
또한, 서로 광학용 에폭시로 결합된 알파선 감지용 신틸레이터(730)와 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)의 중앙에는, 광계측기(300)와 연결된 전송용 광섬유(200)를 삽입하여 고정시키기 위한 광섬유 연결 파이프(750)가 구비된다.
상기 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740) 상부에는 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)와 마주 보게 배치되는 돔 형태의 오목거울(760)이 구비된다.
이때, 상기 오목거울은 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)로부터 입사된 광신호를 전송용 광섬유(200)로 집속시키기 위해 구비되는 것으로서 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)로부터 입사된 광신호를 반사시켜 전송용 광섬유(200)로 집속시키도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 알파선 감지 키트(700)는 내부에 형성된 알파선 감지용 신틸레이터(730)가 토양에서 방출되는 알파선과 반응하여 광신호를 발생시키고, 상기 광신호는 알파선 감지용 신틸레이터(730)에 부착된 알파선 감지용 광섬유 다발 센서(740)를 통해 오목거울(760)을 향해 입사되며, 이와 같이 입사된 상기 광신호는 오목거울(760)에 의해 반사되어 전송용 광섬유(200)에 집속되도록 구성된다.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 베타선 감지 키트(800)는 수납프레임(810), 가이드 돌기(820), 광섬유 연결 파이프(840) 및 오목거울(850)의 구성이 앞서 설명한 알파선 감지 키트(700)와 동일한 구성을 갖지만, 상기 알파선 감지 키트(700)와 달리 신틸레이터 없이 상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서(830)가 토양에서 방출되는 베타선과 반응하여 광신호를 발생시키는 것에 차이가 있다.
즉, 상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서(830)는 토양에서 방출되는 베타선과 반응하여 광신호를 발생시키는 섬광 광섬유(Optical Fiber Scintillator : OFS)로 구성된다.
상술한 바와 같이, 베타선 감지 키트(800)는 내부에 형성된 베타선 감지용 광섬유 다발 센서(830)가 토양에서 방출되는 베타선과 반응하여 광신호를 발생시키고, 상기 광신호는 베타선 감지용 광섬유 다발 센서(830) 상부에 구비된 오목거울(850)을 향해 입사되며, 이와 같이 입사된 상기 광신호는 오목거울(850)에 의해 반사되어 전송용 광섬유(200)에 집속되도록 구성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 감지 키트의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 감마선 감지 키트(900) 역시 수납프레임(910), 가이드 돌기(920), 감마선 감지용 신틸레이터(930), 감마선 감지용 광섬유 다발 센서(940), 광섬유 연결 파이프(950) 및 오목거울(960)의 구성이 상술한 알파선 감지 키트(700)와 동일한 구성을 갖는다.
다만, 상기 감마선 감지용 신틸레이터(930)는 토양에서 방출되는 감마선과의 반응을 통한 발광(發光) 효율이 우수한 물질로 이루어지는 것이 상기 알파선 감지 키트(700)와 구별된다.
이때, 상기 감마선 감지용 신틸레이터(930) 역시 토양에서 방출되는 감마선과 반응하여 발광(發光)하는 다양한 섬광체 물질이 적용될 수 있으며, 특히 감마선과의 반응 효율이 높은 디카본나트륨(NaC2) 결정형 무기섬광체로 이루어지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 감마선 감지 키트(900)는 내부에 형성된 감마선 감지용 신틸레이터(930)가 토양에서 방출되는 감마선과 반응하여 광신호를 발생시키고, 상기 광신호는 감마선 감지용 신틸레이터(930)에 부착된 감마선 감지용 광섬유 다발 센서(940)를 통해 오목거울(960)을 향해 입사되며, 이와 같이 전송된 상기 광신호는 오목거울(960)에 의해 반사되어 전송용 광섬유(200)에 집속되도록 구성된다.
이와 같은 구성으로, 전송용 광섬유(200)에 집속된 광신호는 전송용 광섬유(200)를 통해 광계측기(300)로 전송된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 대면적 서베이미터의 몸체부 수납구조를 보여주는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 키트 수납부(110)에는 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)를 교체하여 수납할 수 있도록 제 1, 제 2 및 제 3 가이드 홈(120,130 140)이 형성된다.
알파선 감지 키트(700)의 가이드 돌기(720)와 결합되는 제 1 가이드 홈(120)은 알파선 감지 키트(700)와 결합시 알파선 계측에 유리하도록 상기 알파선 감지 키트(700)의 저면부가 지표면으로부터 0.3cm ~ 0.7cm 의 거리를 유지하도록 형성되며, 바람직하게는 0.5cm 정도의 거리를 유지하도록 형성된다.
이때, 상기 알파선은 양성자 2개와 중성자 2개가 결합한 헬륨(He)원자핵으로 투과력이 약하고 500만 볼트(V)의 알파선은 1기압(atm)의 공기 속을 3cm만 통과해도 정지하기 때문에, 상기 알파선 감지 키트(700)는 최대한 지표면 가까이 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 베타선 감지 키트(800)의 가이드 돌기(820)와 결합되는 제 2 가이드 홈(130)은 베타선 감지 키트(800)와 결합시 베타선 계측에 유리하도록 상기 베타선 감지 키트(800)의 저면부가 지표면으로부터 1.5cm ~ 2.5cm 의 거리를 유지하도록 형성되며, 바람직하게는 2cm 정도의 거리를 유지하도록 형성된다.
상기 베타선은 방사성 원소의 원자핵에서 방출되는 음전하를 띈 전자로서 상기 알파선보다는 상대적으로 투과력이 크기는 하나, 이 역시 공기 중에서 차폐되는 효과가 상당부분 존재하므로 상술한 바와 같이 베타선 감지 키트(800)의 저면부가 지표면으로부터 2cm 정도의 거리를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
감마선 감지 키트(900)의 가이드 돌기(920)와 결합되는 제 3 가이드 홈(140)은 감마선 감지 키트(900)와 결합시 감마선 계측에 유리하도록 상기 감마선 감지 키트(900)의 저면부가 지표면으로부터 5.5cm ~ 6.5cm 의 거리를 유지하도록 형성되며, 바람직하게는 6cm 정도의 거리를 유지하도록 형성된다.
감마선은 원자핵 내부의 에너지 준위변화에 따라 방출되는 고에너지 전자기파로써 투과력이 매우 강하여 감마선 감지 키트(900)의 위치와 상관없이 감마선 계측이 가능하나, 상술한 바와 같이 감마선 감지 키트(900)의 저면부가 지표면으로 부터 6cm 정도의 거리를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 통해, 본 발명의 토양의 방사성 오염도를 측정하기 위한 휴대용 대면적 서베이미터는 토양에서 방출되는 방사선의 종류에 따라 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트(700, 800, 900)중 하나를 선택적으로 교체하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 방사선 계측에 유리하도록 서로 높이가 다른 가이드 홈(120, 130, 140)을 형성함으로써, 원자력 시설의 제염해체과정 전 및/또는 완료 후 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도 측정 과정에서의 효율성을 증대시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토양의 방사성 오염도를 측정하기 위한 휴대용 대면적 서베이미터는 알파선, 베타선 및 감마선 감지 키트를 구비하여, 이동가능하게 구성된 몸체부에 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트중 하나를 선택적으로 교체하며 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 서랍식으로 구성함으로써, 기존의 방사성 오염도 측정을 위한 시료 채취나 작은 방사선 계측기를 사용하는 것과는 달리 현장에서 실시간으로 방사능에 대해 정량 분석함으로써 실험실에서 소요되는 시간과 그에 따른 비용을 절약하고 토양오염도에 대한 신속하고 효과적인 오염의 정도를 예측 및 인지할 수 있기 때문에 원자력 시설의 제염해체과정 전 및/또는 완료 후 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도 측정 과정에서의 효율성을 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 몸체부 110 : 키트 수납부
120 : 제 1 가이드 홈 130 : 제 2 가이드 홈
140 : 제 3 가이드 홈 150 : 거치대
200 : 전송용 광섬유 300 : 광계측기
400 : 이동수단 500 : 손잡이
600 : 디스플레이부 700 : 알파선 감지 키트
710 : 수납 프레임 720 : 가이드 돌기
730 : 알파선 감지용 신틸레이터
740 : 알파선 감지용 광섬유 다발 센서 750 : 광섬유 연결 파이프
760 : 오목 거울 800 : 베타선 감지 키트
810 : 수납 프레임 820 : 가이드 돌기
830 : 베타선 감지용 광섬유 다발 센서 840 : 광섬유 연결 파이프
850 : 오목 거울 900 : 감마선 감지 키트
910 : 수납 프레임 920 : 가이드 돌기
930 : 감마선 감지용 신틸레이터
940 : 감마선 감지용 광섬유 다발 센서
950 : 광섬유 연결 파이프 960 : 오목 거울

Claims (13)

  1. 원자력 시설 부지 및 인근 토양의 방사성 오염도를 측정하기 위한 휴대용 서베이미터에 있어서,
    내부에 광계측기를 수용하며, 지면과 대향하는 하부에 방사선 감지 키트를 수납하기 위한 키트 수납부가 형성되어 있는 박스 형태의 몸체부와;
    상기 방사선 감지 키트로부터 감지되는 광신호를 전송하기 위한 전송용 광섬유와;
    상기 전송용 광섬유를 통해 전송받은 광신호를 전기신호로 변환하여 분석하는 광계측기와;
    상기 몸체부를 지면으로부터 이동시키는 이동수단;
    을 포함하여 구성되되,
    상기 방사선 감지 키트는 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트로 구성되며,
    상기 키트 수납부 내부 양측면에는 방사선 감지 키트를 수납하기 위한 가이드 홈이 형성되고,
    상기 방사선 감지 키트에는 가이드 돌기가 구비되어,
    상기 가이드 홈과 가이드 돌기를 통한 서랍식 슬라이딩 구조를 이용하여 측정 대상 방사선의 종류에 따라 상기 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 상기 키트 수납부에 선택적으로 교체 수납하며 토양의 방사성 오염도를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알파선 감지 키트는,
    지면과 대향하는 하부가 개방되어 있고, 양측 외주면을 따라 가이드 돌기가 형성되어 있는 서랍 형태의 수납 프레임;
    상기 수납 프레임의 개방된 하부에 평판형으로 형성되는 알파선 감지용 신틸레이터;
    상기 알파선 감지용 신틸레이터에 부착되어, 상기 알파선 감지용 신틸레이터에서 발생한 광신호를 입사하는 알파선 감지용 광섬유 다발 센서;
    상기 알파선 감지용 신틸레이터와 상기 알파선 감지용 광섬유 다발 센서 중앙에 상기 전송용 광섬유를 삽입하여 고정시키기 위한 광섬유 연결 파이프;
    상기 알파선 감지용 광섬유 다발 센서 상부에 구비되어, 상기 알파선 감지용 광섬유 다발 센서로부터 입사된 광신호를 상기 전송용 광섬유로 집속되도록 구성되는 돔 형태의 오목거울;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 알파선 감지용 신틸레이터는,
    황화아연·은(NaS(Ag))으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베타선 감지 키트는,
    지면과 대향하는 하부가 개방되어 있고, 양측 외주면을 따라 가이드 돌기가 형성되어 있는 서랍 형태의 수납 프레임;
    상기 수납 프레임의 개방된 하부에 형성되는 베타선 감지용 광섬유 다발 센서;
    상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서 중앙에 상기 전송용 광섬유를 삽입하여 고정시키기 위한 광섬유 연결 파이프;
    상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서 상부에 구비되어, 상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서로부터 입사된 광신호를 상기 전송용 광섬유로 집속되도록 구성되는 돔 형태의 오목거울;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 베타선 감지용 광섬유 다발 센서는,
    섬광 광섬유(Optical Fiber scintillator : OFS)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 감마선 감지 키트는,
    지면과 대향하는 하부가 개방되어 있고, 양측 외주면을 따라 가이드 돌기가 형성되어 있는 서랍 형태의 수납 프레임;
    상기 수납 프레임의 개방된 하부에 평판형으로 형성되는 감마선 감지용 신틸레이터;
    상기 감마선 감지용 신틸레이터에 부착되어, 상기 감마선 감지용 신틸레이터에서 발생한 광신호를 입사하는 감마선 감지용 광섬유 다발 센서;
    상기 감마선 감지용 신틸레이터와 상기 감마선 감지용 광섬유 다발 센서 중앙에 상기 전송용 광섬유를 삽입하여 고정시키기 위한 광섬유 연결 파이프;
    상기 감마선 감지용 광섬유 다발 센서 상부에 구비되어, 상기 감마선 감지용 광섬유 다발 센서로부터 입사된 광신호를 상기 전송용 광섬유로 집속되도록 구성되는 돔 형태의 오목거울;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 감마선 감지용 신틸레이터는,
    디카본나트륨(NaC2)결정형 무기섬광체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 키트 수납부 내부 양측면에는,
    상기 알파선 감지 키트, 베타선 감지 키트 및 감마선 감지 키트를 각각 수납하기 위한 서로 높이가 다른 제 1, 제 2 및 제 3 가이드 홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 홈은,
    상기 알파선 감지 키트와 결합시 상기 알파선 감지 키트의 저면부가 지표면으로부터 0.3cm ~ 0.7cm의 거리를 유지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 가이드 홈은,
    상기 베타선 감지 키트와 결합시 상기 베타선 감지 키트의 저면부가 지표면으로부터 1.5cm ~ 2.5cm의 거리를 유지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 3 가이드 홈은,
    상기 감마선 감지 키트와 결합시 상기 감마선 감지 키트의 저면부가 지표면으로부터 5.5cm ~ 6.5cm의 거리를 유지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부에는,
    상기 몸체부 일측에 손잡이가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부에는,
    상기 광계측기에서 분석된 신호를 모니터링 하기 위한 디스플레이부가 구비되는 것을 특징으로 하는 토양 방사성 오염도 측정용 휴대용 대면적 서베이미터.
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