KR101731212B1 - 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템 - Google Patents

대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원전사고와 같은 대규모 방사능 오염지역 발생 또는 원전의 해체에 따른 대규모 콘크리트 방사성 폐기물과 원전 부지 및 주변 광역 부지의 오염된 토양을 대면적으로 연속 측정을 이루어 오염토양 및 비 오염토양의 분리, 제염하기 위한 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 오염지역 토양을 수거 수집하여 분쇄하는 수집부와; 상기 수집부에서 공급되는 오염토양을 이송하는 이송부와; 상기 이송부의 이송시 오염토양의 방사능 오염여부를 측정하는 대면적 방사능 측정부와; 상기 대면적 방사능 측정부에서 측정되는 방사능 오염 측정데이터를 수집, 저장, 오염여부를 경고하고 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 오염여부가 판명된 오염토양 또는 비 오염토양의 이송 또는 반출을 이루는 분류부로 구비됨을 특징으로 한다.

Description

대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템{Radiation measurement systems}
본 발명은 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원전사고와 같은 대규모 방사능 오염지역 발생 또는 원전의 해체에 따른 대규모 콘크리트 방사성 폐기물과 원전 부지 및 주변 광역 부지의 오염된 토양을 대면적으로 연속 측정을 이루어 오염토양 및 비 오염토양의 분리, 제염하기 위한 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 관한 것이다.
일반적으로 방사능 오염 토양은 일차적으로는 인간 및 육상에서 서식하는 동식물에게 직접적인 피해를 줄 수 있으며, 이차적으로는 토양 속을 흐르는 지하수를 오염시켜 해양 환경 및 대기 환경등 환경 전체에 악영향을 줄 수 있어 이에 따른 특별한 처리가 요구된다.
방사능 오염 토양을 처리하는 방법은 토양의 방사능 오염도를 측정한 후, 측정된 방사능 오염도에 따라 방사능 오염 토양을 방사성 폐기물 처분장으로 이송하여 장기간 동안 보관하거나 또는 방사능 오염 토양을 제염제로 처리하여 방사능 오염 토양으로부터 방사성 핵종을 제거한다.
측정된 방사능 오염도가 극 저준위라면 방사성 폐기물 처분장에서 방사능 오염 토양을 장기간 동안 저장할 필요없이 방사능 오염 토양을 제염제로 처리하여 방사능이 제거된 토양으로 변화시키는 것이 효율적이다.
그리고, 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.
그리고, 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/m2범위까지 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.
아울러, 일본 후쿠시마 원전사고와 같은 대규모 원전사고에 의해 광범위한 범위의 토양오염 발생시 대량의 오염토양에 대한 방사능 오염정도를 측정할 방법이 용이하지 않다.
더욱이, 오염토양과 비 오염토양을 신속히 분리함으로 비 오염토양이 오염토양에 의해 오염되는 것으로 방지하기 위한 대규모 대면적으로 오염토양에 대해 연속으로 방사능에 대한 오염측정 및 이를 분리할 방법이 절실 요구 되고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 원전사고와 같은 대규모 방사능 오염지역 발생 또는 원전의 해체에 따른 대규모 콘크리트 방사성 폐기물과 원전 부지 및 주변 광역 부지의 오염된 토양을 대면적으로 연속 측정을 이루어 오염토양 및 비 오염토양의 분리, 제염하기 위한 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 있어서, 오염지역 토양을 수거 수집하여 분쇄하는 수집부와; 상기 수집부에서 공급되는 오염토양을 이송하는 이송부와; 상기 이송부의 이송시 오염토양의 방사능 오염여부를 측정하는 대면적 방사능 측정부와; 상기 대면적 방사능 측정부에서 측정되는 방사능 오염 측정데이터를 수집, 저장, 오염여부를 경고하고 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 오염여부가 판명된 오염토양 또는 비 오염토양의 이송 또는 반출을 이루는 분류부로 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 대면적 방사능 측정부는, 수집부와, 이송부에 의해 이송되는 오염토양의 상부에 대면적을 이루게 구비되며, 하부는 세슘(Cs) 방사성 핵종에 의해 오염된 토양에서 발생하는 방사선 에너지를 검출하는 검출면이 구비되고, 상부 및 외측 둘레는 주변 환경에서 발생하는 자연 배경 방사선의 영향을 최소화 하기 위해 납으로 감싸게 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 대면적 방사능 측정부는, 방사선 에너지에 의해 오염된 토양에서 발생하는 섬광을 전자로 변환 및 증배하여 전류로 추출하는 광전자 증배부가 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 고전압 공급부, 전치증폭부, 주증폭부, 다중채널 파고분석부로 구비되는 방사능신호 증폭부가 구비되어 대면적 방사능 측정부에서 측정된 방사능신호를 증폭하여 제어부로 전송하게 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 대면적 방사능 측정부에서 측정된 방사능 측정치를 MCNP(Monte Carlo N-Patricle Extended) 전산코드에 의해 계산된 검출응답을 비교 및 분석하여 산출한 검출응답함수 라이브러리로 디콘볼루션 (deconvolution)의 연산에 의해 방사능 측정치가 계산됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 대면적 방사능 측정부에서 측정된 방사능 오염정도에 따라 경고등 또는 경고음을 울리고, 이송부의 이송속도의 조정, 정지, 재가동을 제어하고, 분류부의 이송속도, 정지, 역회전을 제어함이 바람직하다.
본 발명에 따른 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템은 오염된 토양을 신속하게 통해 제염단계로 이송하고 비 오염토양을 외부로 반출하여 오염토양에 의한 방사능 오염을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 비 오염토양에 대한 불필요한 제염비용을 줄일 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 미세한 양의 방사능도 실시간으로 대면적으로 연속으로 측정할 수 있으므로, 대규모 토양의 방사능 오염측정을 이룰 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 수집된 토양의 오염정도를 실시간으로 파악하여 오염지역 및 비 오염지역을 신속히 구분할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 대규모 토양을 수거 오염상태를 측정 분류함으로 오염된 토양에 의해 발생할 수 있는 이차 오염을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방사능 측정시스템을 개략적으로 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 대면적 방사능 측정부에 의해 방사능이 측정되는 상태를 도시한 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템(이하 방사능 측정시스템 이라 칭함)(10)은, 오염지역 토양을 수거 수집하여 분쇄하는 수집부(20)와, 상기 수집부(20)에서 공급되는 오염토양을 이송하는 이송부(40)와, 상기 이송부(40)의 이송시 오염토양의 방사능 오염여부를 측정하는 대면적 방사능 측정부(60)가 구비된다.
그리고, 상기 대면적 방사능 측정부(60)에서 측정되는 방사능 오염 측정데이터를 수집, 저장, 오염여부를 경고하고 제어하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)에 의해 오염여부가 판명된 오염토양 또는 비 오염토양의 이송 또는 반출을 이루는 분류부(90)로 구비된다.
상기 수집부(20)는 원전부지 또는 원전주변에 방사능에 오염된 토양 또는 오염이 예상되는 토양을 수거 수집하여 호퍼(22)에 투입하고, 투입된 토양의 분쇄를 이루어 토양의 밀도를 일정하게 유지하며 이를 하부 또는 외부로 배출하게 구비된다.
상기 이송부(40)는 상기 수집부(20)에서 배출되는 토양을 일정한 양으로 연속으로 이송하기 위한 콘베이어로 구비됨이 바람직하다.
아울러, 상기 이송부(40)는 수집부(20)에서 배출되는 토양을 수용 이송하는 일측이 낮고, 타측이 상부로 경사를 이루게 구비됨이 바람직하나, 이는 현장여건 및 사용자의 선택에 의해 자유로이 변경될 수 있다.
상기 대면적 방사능 측정부(60)는, 수집부(20)와, 이송부(40)에 의해 이송되는 오염토양의 상부에 대면적을 이루게 구비되며, 하부는 세슘(Cs) 방사성 핵종에 의해 오염된 토양에서 발생하는 방사선 에너지를 검출하는 검출면(62)이 구비된다.
그리고, 상기 검출면(62)의 상부 및 외측 둘레는 주변 환경에서 발생하는 자연 배경 방사선의 영향을 최소화 하기 위해 납으로 감싸게 구비된다.
또한, 상기 대면적 방사능 측정부(60)는, 방사선 에너지에 의해 오염된 토양에서 발생하는 섬광을 전자로 변환 및 증배하여 전류로 추출하는 광전자 증배부(64)가 더 구비됨이 바람직하다.
아울러, 상기 광전자 증배부(64)에 인가되는 전압은 700 ~ 1500V로 인가됨이 바람직하다.
즉, 대면적 방사능 측정부(60)의 광전자 증배부(64)는 대면적 방사능 측정부(60)의 측정면(62)에서 측정되는 미세한 방사능 에너지를 전자로 변환 증배하여 미세한 방사능 섬광을 수집 증배함으로 미세한 양의 방사능 또한 용이하게 측정할 수 있다.
그리고, 고전압 공급부(72), 전치증폭부(74), 주증폭부(76), 다중채널 파고분석부(78)로 구비되는 방사능신호 증폭부(70)가 구비되어 대면적 방사능 측정부(60)에서 측정된 방사능 신호를 증폭하여 제어부(80)로 전송하게 구비됨이 더욱 바람직하다.
아울러, 상기 고전압 공급부(72)는, 상기 광전자 증배부(64)에 고전압을 공급하기 위한 것으로서, 공급 가능한 고전압은 0 ~ 1200V 까지 이루어짐이 바람직하다.
상기 전치증폭부(74)는, 광전자 증배부(64)에서 출력되는 전류를 초기 출력펄스파형으로 성형하여 출력펄스파형을 1차적으로 증폭하기 위한 것이다.
상기 주증폭부(76)는, 전치증폭부(74)에서 출력되는 초기 펄스파형을 제어가능한 펄스파형으로 성형 및 증폭하기 위한 것이다.
상기 다중채널 파고분석부(78)는, 주증폭부(76)에서 출력되는 다양한 펄스파형을 분석하여 파고치와 펄스수와의 관계를 구하기 위한 것으로 그 한 예로 아래 그래프와 같이 방사선에 의한 에너지스펙트럼을 측정한다.
Figure 112016048200937-pat00001
상기 제어부(80)는 대면적 방사능 측정부(78)에서 측정된 방사능 측정치를 MCNP(Monte Carlo N-Patricle Extended) 전산코드에 의해 계산된 검출응답을 비교 및 분석하여 산출한 검출응답함수 라이브러리로 디콘볼루션(deconvolution)의 연산에 의해 방사능 측정치가 계산된다.
아울러, 상기 디콘볼루션 (deconvolution)은 대면적 방사능 측정부에서 측정된 에너지스펙트럼과 검출응답함수를 이용하여 아래와 같은 수식에 의해
Figure 112016048200937-pat00002
- M : 측정한 에너지스펙트럼
R : 검출응답함수
I : 입사하는 방사선에너지
b : 백그라운드
대면적 방사능 측정부(60)에 입사되는 플라스틱 섬광체의 에너지스펙트럼을 연산하며 그 한 예는 아래의 그래프와 같이 이루어진다.
Figure 112016048200937-pat00003
그리고, 상기 제어부(80)는, 대면적 방사능 측정부에서 측정된 방사능 오염정도에 따라 경고등 또는 경고음을 울리고, 이송부(40)의 이송속도의 조정, 정지, 재가동을 제어하고, 분류부(90)의 이송속도, 정지, 역회전을 제어하게 구비된다.
아울러, 상기 제어부(80)는 디콘볼루션 ( deconvolution ) 알고리즘을 적용하여 산출된 입사 방사선 에너지스펙트럼은 세슘(Cs) 오염토양의 밀도 및 이동 속도와의 상호관계를 분석하여 보정하게 한다.
더욱 바람직하게는, 오염토양의 밀도 및 이동속도를 측정하는 센서( 미도시 )가 구비되어 오염토양의 밀도 및 이송속도가 제어부에 의한 보정에 의해 제어된다.
상기 센서는 Mass flow 센서로 구비됨이 바람직하다.
아울러, 상기 센서는 이송부(40)에 구비되어 이송되는 오염토양의 밀도와 이송속도를 실시간으로 측정하여 제어부(80)에 전송하여 제어부(80)에 의해 이송 부(40)의 이송속도가 보정 제어되게 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(80)는 오염토양의 오염 측정값이 실시간으로 표시되게 구비된 표시부(82)에 의해 실시간으로 측정된 오염토양의 오염 측정값, 밀도, 오염량 및 이송부(40)에 의한 오염토양의 이송상태 및 분류 상태를 사용자가 용이하게 파악하게 구비됨이 더욱 바람직하다.
상기 분류부(90)는 대면적 방사능 측정부(60)에 의해 측정이 이루어진 오염토양이 이송부(40)에 의해 이송 배출될 때, 오염된 토양은 신속하게 제염단계로 이송하고, 비 오염토양은 역회전에 의해 외부로 반출할 수 있는 콘베이어로 구비됨이 바람직하다.
상기와 같이 구비된 본 발명에 따른 방사능 측정시스템(10)의 작동관계를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 원전사고 또는 원전의 해체시 원전부지 또는 원전주변에 오염되거나 오염이 예상되는 토양을 구역별로 수거하여 이를 수집부(20)에 투입한다.
그리고, 수집부(20)에 투입된 토양은 수집부(20)에서 공지의 파쇄시설에 의해 파쇄되어 일정한 밀도를 이루어 배출된다.
그리고, 수집부(20)에서 배출되는 토양을 이송부(40)에 의해 분류부(90)로 이송을 이룬다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 이송부(40) 상부에 구비된 대면적 방사능 측정부(60)에 의해 오염토양에서 발산하는 섬광을 측정하여 세슘(Cs)등에 의한 방사능 오염정도를 측정한다.
물론, 상기 대면적 방사능 측정부(60)는 측정면(62)을 제외한 상부 및 외부둘레가 납으로 감싸게 됨으로 오염토양 이외의 외부 방사능이 오염토양의 방사능 측정에 간섭하지 않아 외부 영향에 상관없이 토양의 오염측정만을 이룰 수 있다.
그리고, 상기 대면적 방사능 측정부(60)의 측정면(62)에 수집된 섬광은 광전자 증배부(64)에 의해 섬광이 전자로 변환되어 전류로 증폭된다.
그리고, 광전자 증배부(64)에 의해 일차적으로 증폭된 전류는 방사능신호 증폭부(70)에 의해 다시 한번 증폭 및 에너지스페트럼으로 변환된다.
이때, 광전자 증배부(64)에 의해 증폭된 전류는 전치증폭부(74)를 통해 전류가 초기 출력펄스파형으로 성형 변환된다.
그리고, 상기 전치증폭부(74)에서 변환된 초기 출력펄스파형은 주증폭부(76)에 의해 제어가능한 펄스파형으로 성형 증폭된다.
그리고, 상기 주증폭부(76)에서 펄스파형으로 성형 증폭된 방사능 측정치는 펄스파형의 파고치와 펄스수와의 관계에 의해 다중채널 파고분석부(78)를 통해 에너지스펙트럼으로 측정한다.
상기와 같이 방사능신호 증폭부(70)에서 증폭 및 변환을 이루어 입력되는 에너지스펙트럼은 제어부(80)에서 검출응답함수 라이브러리 및 디콘볼루션 (deconvolution)의 연산에 의해 토양의 오염정도를 연산 측정한다.
그리고, 상기 제어부(80)에 의해 연산 측정된 방사능 오염치에 따라 방사능 오염토양과 기준치 이하의 비 오염토양으로 구분된다.
그리고, 상기와 같이 구분된 토양은 제어부(80)의 제어에 의해 이송부(20)의 이송속도, 정지, 재가공을 제어하여 오염된 토양을 신속하게 분류부(90)를 통해 제염단계로 이송하고 비 오염토양을 외부로 반출하여 오염토양에 의한 방사능 오염을 방지할 수 있다.
물론, 상기 제어부(80)에 의해 수집부(20)의 파쇄정도를 제어하여 오염토양의 밀도를 조절할 수도 있다.
더욱이, 상기 수집부에서 배출되는 토양의 배출양을 정지 또는 조절하여 오염토양 및 비 오염토양을 구분하여 배출할 수 있도록 제어됨이 바람직하다.
아울러, 수집부(20)에서 배출되는 특정지역의 토양이 이송부(40)를 통해 이송을 이루고, 대면적 방사능 측정부(60)에 의해 이송되는 토양에서 발생하는 섬광을 측정 방사능 오염정도를 측정 수집한다.
그리고, 수집된 토양의 섬광의 분포 및 발산양이 미세하더라도, 광전자 증배부, 방사능신호 증폭부, 제어부에 의해 증폭 변환 측정되어 이송되는 토양의 방사능 오염치를 실시간으로 파악하고, 기준치 이상의 방사능 검출시 제어부는 경광등 또는 경고음을 울린다.
그리고, 오염된 토양은 신속하게 이송부에서 분류부를 통해 이송되어 방사능 제염단계로 이송된다.
또한, 수집부에서 수집 배출되는 특정지역의 토양은 방사능에 의한 오염이 발생하지 않으면 이송부를 통해 분류부로 투입되며 분류부는 정지 또는 역 회전하여 비 오염토양이 불필요한 방사능 제염단계로 유입되지 않고 배출할 수 있도록 제어부에 의해 제어된다.
아울러 , 오염토양의 밀도 및 이동속도를 측정하는 센서에 의해 오염토양의 밀도 및 이송속도가 제어부(80)에 전송된다.
그리고, 제어부(80)는 디콘볼루션 ( deconvolution ) 알고리즘을 적용하여 산출된 입사 방사선 에너지스펙트럼은 세슘(Cs) 오염토양의 밀도 및 이동 속도와의 상호관계를 분석하여 오염토양의 이송속도를 보정하여 제어한다.
또한 , 상기 제어부(80)는 오염토양의 오염 측정값이 실시간으로 표시되게 구비된 표시부(82)에 실시간으로 측정된 오염토양의 오염 측정값, 밀도, 오염량 및 이송부에 의한 오염토양의 이송상태 및 분류 상태를 표시한다.
그러므로, 사용자는 표시부에 실시간으로 표시되는 오염토양의 오염도, 오염량 및 오염토양의 이송상태 및 분류를 실시간으로 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 제어부는 수집된 오염토양과 비 오염토양의 분류와 분포 및 오염치를 각각 저장 및 이를 실시간으로 모니터링 하여 원전부지 및 원전주변 지역의 방사능 오염에 따른 제염과 비 오염토양의 불필요한 제염을 방지함으로 대규모의 원전부지 및 원전주변지역의 방사능 토양의 복원 및 재생을 신속히 이룰 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 방사능 측정시스템 20: 수집부
40: 이송부 60: 대면적 방사능 측정부
62: 측정면 64: 광전자 증배부
70: 방사능신호 증폭부
72: 고전압 공급부 74: 전치증폭부
76: 주증폭부 78: 다중채널 파고분석부
80: 제어부 90: 분류부

Claims (6)

  1. 오염지역 토양을 수거 수집하여 분쇄하는 수집부(20)와, 상기 수집부(20)에서 공급되는 오염토양을 이송하는 이송부(40)와, 상기 이송부(40)의 이송시 오염토양의 방사능 오염여부를 측정하는 대면적 방사능 측정부(60)가 구비되고, 상기 대면적 방사능 측정부(60)에서 측정되는 방사능 오염 측정데이터를 수집, 저장, 오염여부를 경고하고 제어하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)에 의해 오염여부가 판명된 오염토양 또는 비 오염토양의 이송 또는 반출을 이루는 분류부(90)로 구비되는 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템에 있어서,
    원전사고 또는 원전의 해체시 원전부지 또는 원전주변에 오염되거나 오염이 예상되는 토양을 구역별로 수거하여 이를 수집부(20)에 투입하고, 수집부(20)에 투입된 토양은 수집부(20)에서 파쇄시설에 의해 파쇄되어 일정한 밀도를 이루어 배출되며, 수집부(20)에서 배출되는 토양을 이송부(40)에 의해 분류부(90)로 이송을 이루고, 이송부(40) 상부에 구비된 대면적 방사능 측정부(60)에 의해 오염토양에서 발산하는 섬광을 측정하여 세슘(Cs)등에 의한 방사능 오염정도를 측정하며, 상기 대면적 방사능 측정부(60)는 측정면(62)을 제외한 상부 및 외부둘레가 납으로 감싸게 됨으로 오염토양 이외의 외부 방사능이 오염토양의 방사능 측정에 간섭하지 않아 외부 영향에 상관없이 토양의 오염측정만을 이루고, 상기 대면적 방사능 측정부(60)의 측정면(62)에 수집된 섬광은 광전자 증배부(64)에 의해 섬광이 전자로 변환되어 전류로 증폭되며, 광전자 증배부(64)에 의해 일차적으로 증폭된 전류는 방사능신호 증폭부(70)에 의해 다시 한번 증폭 및 에너지스페트럼으로 변환되고, 광전자 증배부(64)에 의해 증폭된 전류는 전치증폭부(74)를 통해 전류가 초기 출력펄스파형으로 성형 변환되며, 상기 전치증폭부(74)에서 변환된 초기 출력펄스파형은 주증폭부(76)에 의해 제어가능한 펄스파형으로 성형 증폭되고, 상기 주증폭부(76)에서 펄스파형으로 성형 증폭된 방사능 측정치는 펄스파형의 파고치와 펄스수와의 관계에 의해 다중채널 파고분석부(78)를 통해 에너지스펙트럼으로 측정되며, 상기 방사능신호 증폭부(70)에서 증폭 및 변환을 이루어 입력되는 에너지스펙트럼은 제어부(80)에서 검출응답함수 라이브러리 및 디콘볼루션 (deconvolution)의 연산에 의해 토양의 오염정도를 연산 측정되고, 상기 제어부(80)에 의해 연산 측정된 방사능 오염치에 따라 방사능 오염토양과 기준치 이하의 비 오염토양으로 구분되며, 구분된 토양은 제어부(80)의 제어에 의해 이송부(20)의 이송속도, 정지, 재가공을 제어하여 오염된 토양을 신속하게 분류부(90)를 통해 제염단계로 이송하고 비 오염토양을 외부로 반출하여 오염토양에 의한 방사능 오염을 방지하고,
    상기 제어부(80)에 의해 수집부(20)의 파쇄정도를 제어하여 오염토양의 밀도를 조절하며, 상기 수집부(20)에서 배출되는 토양의 배출양을 정지 또는 조절하여 오염토양 및 비 오염토양을 구분하여 배출할 수 있도록 제어되고, 수집부(20)에서 배출되는 특정지역의 토양이 이송부(40)를 통해 이송을 이루고, 대면적 방사능 측정부(60)에 의해 이송되는 토양에서 발생하는 섬광을 측정 방사능 오염정도를 측정 수집하며, 수집된 토양의 섬광의 분포 및 발산양이 미세하더라도, 광전자 증배부, 방사능신호 증폭부, 제어부에 의해 증폭 변환 측정되어 이송되는 토양의 방사능 오염치를 실시간으로 파악하고, 기준치 이상의 방사능 검출시 제어부는 경광등 또는 경고음을 울려 경고를 이루고, 오염된 토양은 신속하게 이송부에서 분류부를 통해 이송되어 방사능 제염단계로 이송되며, 수집부에서 수집 배출되는 특정지역의 토양은 방사능에 의한 오염이 발생하지 않으면 이송부를 통해 분류부로 투입되며 분류부는 정지 또는 역 회전하여 비 오염토양이 불필요한 방사능 제염단계로 유입되지 않고 배출할 수 있도록 제어부에 의해 제어되며, 오염토양의 밀도 및 이동속도를 측정하는 센서에 의해 오염토양의 밀도 및 이송속도가 제어부(80)에 전송되고, 제어부(80)는 디콘볼루션(deconvolution) 알고리즘을 적용하여 산출된 입사 방사선 에너지스펙트럼은 세슘(Cs) 오염토양의 밀도 및 이동 속도와의 상호관계를 분석하여 오염토양의 이송속도를 보정하여 제어하고, 상기 제어부(80)는 오염토양의 오염 측정값이 실시간으로 표시되게 구비된 표시부(82)에 실시간으로 측정된 오염토양의 오염 측정값, 밀도, 오염량 및 이송부에 의한 오염토양의 이송상태 및 분류 상태를 표시하여 사용자는 표시부에 실시간으로 표시되는 오염토양의 오염도, 오염량 및 오염토양의 이송상태 및 분류를 실시간으로 용이하게 파악할 수 있으며, 제어부는 수집된 오염토양과 비 오염토양의 분류와 분포 및 오염치를 각각 저장 및 이를 실시간으로 모니터링 하여 원전부지 및 원전주변 지역의 방사능 오염에 따른 제염과 비 오염토양의 불필요한 제염을 방지함으로 대규모의 원전부지 및 원전주변지역의 방사능 토양의 복원 및 재생을 신속히 이룰 수 있는 대규모 세슘(Cs) 오염토양 연속 방사능 측정시스템.
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