KR101929119B1 - 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물에 관한 것으로, 차폐벽체(100)와, 엑스레이 촬영실에 출입하기 위한 차폐도어(200) 및 엑스레이 촬영실과 조정실 사이에 설치되는 차폐창(300)으로 이루어지는 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물에 있어서; 상기 차폐벽체(100)의 차폐도어(200) 측 단부는 단차부(105)를 이루고 단부가 연판(106)으로 커버되어 연판(106)의 표면이 컬러 페인트(107)로 도포되고; 상기 차폐도어(200)는 갈바늄 강판(201)과, 연판(202), 하니컴 충진재(203) 및, 갈바늄 강판(201')이 순차 적층된 구조로 구성되며; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105)에 차폐도어(200)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체( 100)의 단부와 차폐도어(200)의 단부가 겹쳐지고; 상기 차폐벽체(100)의 차폐창(300) 측 단부의 중앙은 단차부(105')를 이루고 단부가 연판(106')으로 커버되어 연판(106')의 표면이 컬러 페인트(107')로 도포되고; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105')에 차폐창(300)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐창(300)의 단부가 겹쳐지도록 구성되어 X선 및 저준위 방사선,γ선, 중성자 선 등을 확실히 차폐할 수 있으면서도 납의 사용 및 사후 관리 비용을 최소화할 수 있고, 시공이 간편하여 공기를 단축하고 공시비를 현저히 절감할 수 있는 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물{Radiation shielding struc tures of walls, doors and window connections}

본 발명은 저준위 방사선을 차폐하는 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벽과 도어 및 창 연결부에서 연구소 및 병원 등에서 진단 및 치료를 위해 사용되는 X선 및 저준위 방사선을 확실히 차폐할 수 있으면서도 공사비용이 매우 저렴하고 시공이 간편한 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 방사선 동위원소는 많은 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있으며, 대표적인 것으로 원자력 발전소 및 각종 의료기기, 비파괴 검사장치 등에 사용된다.

이러한 원자력 발전소 및 의료기기, 비파괴 검사장치에 사용되는 방사선 동위원소는 인체에 매우 유해하다. 즉, 인체가 일정한 시간 이상 방사성 동위원소에 피폭되면 인체의 유전자 또는 세포가 변형을 일으키게 되어 백혈병, 암 등의 각종 질병을 유발시킬 뿐만 아니라 이러한 질병은 한 세대에서만 나타나는 것이 아니라 다음 세대까지 유전된다.

따라서, 방사선 동위원소는 외부로 노출되지 않도록 보관하는 것이 매우 중요하며, 특히 사용 후 폐기되는 방사선 동위원소도 비록 시간이 지남에 따라 방사능이 줄어들게 되지만, 많은 시간이 지난 후에도 방사능이 그대로 존재하므로 방사선 폐기물의 보관에 각별한 주의가 요구된다.

그래서, 대부분의 방사선 동위원소 또는 방사선 폐기물은 사방이 콘크리트 또는 납 등의 차폐물질로 차폐된 일정한 차폐 격납시설 내에 보관을 하고 있으며, 이러한 차폐 격납고의 차폐 도어는 보관된 방사성 동위원소에 의한 방사선의 외부 노출을 방지하기 위해 차폐 격납고의 차폐 벽과 동일한 두께로 콘크리트 또는 납 등의 재질로 제작되어 있다.

즉, 일반적으로, 연구소나 병원 등의 X선실 및 방사선 치료실과 같은 저준위 방사선을 취급하는 곳에서는 방사선을 차폐하기 위하여 벽체를 방사선 차폐벽으로 시공하여야 한다.

이러한 종래의 방사선 차폐벽체는 X선 또는 방사선을 차폐하기 위하여 중량이 무겁고 고가인 납 블록을 사용하여 시공되고 있다.

상기와 같은 종래의 저준위 방사선의 차폐벽 구조는 납 블록의 중량이 매우 커 벽체시공시 건축물에 과다한 부하를 줄 수 있을 뿐만 아니라 작업이 까다로워 공기가 매우 길고 납 블록이 매우 고가이기 때문에 공사비용이 매우 비싸다는 문제점이 있었다.

또한 종래에는 상기한 차폐 도어를 개폐시키기 위해 차륜 구동방식 또는 롤러 구동방식을 사용하는 방사선 차폐 도어 개폐장치를 사용하였다.

즉, 상기 차륜 구동방식은 차폐 도어 하부에 레일을 설치하고, 설치된 레일과 상호 대응되게 차폐 격납고 바닥에 차륜을 설치하여 차폐 도어가 개폐 구동하도록 한 방식이고, 상기 롤러 구동방식은 차폐 도어 하부에 레일을 설치하고, 설치된 레일이 이동될 수 있도록 구름베어링에 의해 지지 되는 롤러를 여러 개 바닥에 설치하여 설치된 롤러 위를 레일이 타고 개폐 구동하도록 한 방식이다.

이들 도어 개폐장치는 구동방식의 차이만 있을 뿐 실질적으로 방사선을 차폐할 수 있도록 콘크리트와 납 등의 비중이 큰 물질을 사용하여 차폐 구조를 형성하고 있다.

그러나, 종래의 도어 개폐장치에서 양문형 미닫이 도어는 각각의 구동수단에 의해 구동되므로 구조가 복잡하여 정비 성이 불량할 뿐만 아니라 고장빈도가 높은 문제점이 있었다.

또한, 작업자가 출입을 위해 도어를 개방하게 되면 위험 구간과 피 위험 구간이 아무런 제약 없이 연결되는 것에 의해 피 위험 구간으로의 오염물질 유입 가능성이 큰 문제점이 있었다.

상기한 문제점들을 해결하고자 종래에 개발된 기술로서, 특허 제0605039호의 "방사능 차폐 도어장치"가 공개특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

상기 특허 제0605039호의 "방사능 차폐 도어장치"는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 방사선 발생물질을 격납 보관하는 격납 차폐시설의 출구를 개폐시키는 것으로 좌ㆍ우로 배치되어 미닫이 형태로 개폐되면서 방사선 차폐물질로 형성되는 한쌍의 도어(d1, d2)를 구비하는 방사능 차폐 도어장치에 있어서, 상기 좌ㆍ우 도어(d1, d2)의 각 상측에 결합되는 길이재의 부재로서 상면에 기어이가 형성되는 랙기어(11, 12) 및 이들 한쌍의 랙기어(11, 12)에 각각 교합되는 피니언 기어부(g)가 형성되는 것으로 회전 가능하게 설치되는 한쌍의 종동풀리(13, 14) 그리고 좌ㆍ우 도어(d1, d2)의 상측에 고정 설치되는 것으로 회전력을 생성하는 모터에 축 결합되는 구동풀리(15) 및 이 구동풀리(15)와 각각의 종동풀리(13, 14)를 연결하는 한쌍의 벨트(16, 17)로 된 구동수단(10)과; 상기 좌ㆍ우 도어(d1, d2)에 종방향으로 각각 설치되어 좌ㆍ우 도어(d1, d2)의 개폐시 고압의 공기를 피위험 구간(z2)이 아닌 위험 구간(z1)을 향해 분사하는 노즐(n)이 등간격으로 구비되는 고압의 공기가 공급되는 플랙시블관(t)에 연결된 한쌍의 분사체(21, 22)로 된 공기분사수단(20)과; 상기 좌ㆍ우 도어(d1, d2)의 상호 접촉되는 부분의 기밀성을 높이는 것으로 좌ㆍ우 도어(d1, d2) 중 어느 하나의 도어 측면에 종방향으로 설치되어 대향되는 도어의 측면 일부가 삽입되는 홈 형태의 끼움부(31)가 형성되고 이 끼움부(31) 내에는 삽입된 도어의 양측면에 탄력적으로 접촉되는 탄성핀(32)이 구비되는 가스켓레일(30)로 구성되어 있다.

그러나 상기한 특허 제0605039호의 "방사능 차폐 도어장치"는 좌ㆍ우 도어(d1, d2)를 개폐하기 위해 구동풀리(15)를 구동하여야 할 뿐만 아니라 공기분사수단(20)도 작동시켜야 하므로 에너지 소모가 많아져 사후 관리비용이 높아지는 문제점이 있었다.

또한 차폐 도어장치의 구동 및 공기분사수단이 필요하여 차폐 도어장치의 구성이 복잡하여 설비에 비용이 많이 들어 경제성이 떨어지는 문제점도 있었다.

그리고, 최근 의료현장에서 방사선치료가 종종 행하여지고 있지만, 환자의 환부에 조사된 방사선이 확산하거나, 인체를 관통하거나 해서 치료 시설에서 새어 나오는 것을 억제하기 위해 방사선치료 시설은 두터운 콘크리트 벽에 의해 구획되고 있고, 경우에 따라서는 콘크리트 벽과 철, 납 등의 금속판을 조합시켜서 방사선을 차폐하고 있다. 이 때문에 방사선 치료용 장치를 교환할 경우 등, 콘크리트 벽을 헐어서 장치를 교환하고, 다시 콘크리트 벽을 구축하는 공사가 더욱 필요하며, 파괴한 헌 벽재가 방사선에 오염되어 있을 경우에는 그 폐기에도 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.

또, 원자력 발전소나 방사선치료 장치에 있어서 사고 등이 발생하여 방사선이 새어나갔을 경우, 콘크리트 벽에 의해 구획된 영역에 출입하는 것이 곤란하여 이 때문에 간단한 방법으로 구축할 수 있는 것을 목적으로 하는 방사선을 효과적으로 차폐하는 수단이 요구되고 있다.

방사선 중에서도, γ선은 철이나 납판인 정도가 차폐 가능하지만, 중성자 선에 대해서는 에너지량에 의해 거동이 변하기 때문에 효과적인 차폐가 곤란하여 유효한 차폐 방법이 요구되고 있는 것이 현상이다.

γ선을 효과적으로 차폐할 수 있는 납판은 고가이면서 취급이나 폐기가 곤란한 것이기 때문에 납판을 사용하지 않고 저비용으로 효과적으로 γ선을 차폐하기 위해 철판을 복수의 황산 바륨 함유 석고 보드판으로 끼우는 방사선 차폐 벽이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조.).

또, 중성자 선을 차폐하는 재료로서 칼슘알루미네이트계 시멘트나 반수 석고에 결정수(結晶水)를 함유하는 골재로 이루어진 차폐재가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 3 참조.).

더구나 고정 벽에 대신해서 틀체를 갖는 블록을 그 틀체와 지주로 지지해서 되는 차폐벽이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조.).

특허문헌 2에 기재된 차폐 벽에서는 소요 두께의 철판을 필요로 하기 때문에 설치장소에 제한이 있고, 또 중성자 선의 차폐에는 유효하지 않다고 하는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 차폐재는 그 문헌에 기재된 바와 같이 내수성에 취약하고, 또 재료가 산성이기 때문에 철근 등의 산성조건 아래에서 강도저하를 생기게 하기 쉬운 지지재를 갖는 용도에는 사용하기 어렵다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 4에 기재한 차폐재는 두께나 높이가 적당히 조정되어 용이하게 구축할 수 있지만, 틀체나 지지체와 같은 방사선을 차폐하기 어려운 영역이 존재하기 때문에 차폐성을 충분히 얻을 수 없고, 설치 장소나 목적으로 하는 방사선 차폐 방향에 제한이 있다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 특허 제0605039호 공개특허공보, 특허문헌 2 : 일본국 특허공개 제2010-32270호 공개특허공보, 특허문헌 3 : 일본국 특허공고 소58-6704호 공고특허공보, 특허문헌 4 : 일본국 특허공개 제2011-169883호 공개특허공보.

본 발명은 상기한 실정을 고려하여 종래 방사선 차폐 구조물에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 X선 및 저준위 방사선을 확실히 차폐할 수 있으면서도 납의 사용을 최소화하여 공사비용이 매우 저렴하고 시공이 간편한 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 간편하게 설치할 수 있고, γ선, 중성자 선 등 목적으로 대응한 방사선을 효과적으로 차폐할 수 있을 뿐만 아니라 사후관리를 간편하게 할 수 있어 사후 관리 비용을 최소화할 수 있는 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단열 흡음재와 석고보드 및 납판으로 내면이 커버된 갈바늄 강판으로 벽체의 끝 부분을 둘러싸서 방사선을 완벽하게 차폐하면서도 시공이 간편하여 공기를 단축하고 공시비를 현저히 절감할 수 있는 경제성이 탁월한 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물은 석고보드(101, 101')와 프레임(102), 단열흡음재(103) 및 연판(104)으로 이루어지는 차폐벽체(100)와, 엑스레이 촬영실에 출입하기 위한 차폐도어(200) 및 엑스레이 촬영실과 조정실 사이에 설치되는 차폐창(300)으로 이루어지는 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물에 있어서; 상기 차폐벽체(100)의 차폐도어(200) 측 단부는 단차부(105)를 이루고 단부가 연판(106)으로 커버되어 연판(106)의 표면이 컬러 페인트(107)로 도포되고; 상기 차폐도어(200)는 갈바늄 강판(201)과, 연판(202), 하니컴 충진재(203) 및, 갈바늄 강판(201')이 순차 적층된 구조로 구성되며; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105)에 차폐도어(200)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐도어(200)의 단부가 겹쳐지고; 상기 차폐벽체(100)의 차폐창(300) 측 단부의 중앙은 단차부(105')를 이루고 단부가 연판(106')으로 커버되어 연판(106')의 표면이 컬러 페인트(107')로 도포되고; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105')에 차폐창(300)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐도어(200)의 단부가 겹쳐지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 X선 및 저준위 방사선을 확실히 차폐할 수 있으면서도 납의 사용을 최소화하여 공사비용이 매우 저렴하고, γ선, 중성자 선 등 목적으로 대응한 방사선을 효과적으로 차폐할 수 있을 뿐만 아니라 사후관리를 간편하게 할 수 있어 사후 관리 비용을 최소화할 수 있고, 단열 흡음재와 석고보드 및 납판으로 내면이 커버된 갈바늄 강판으로 벽체의 끝 부분을 둘러싸서 방사선을 완벽하게 차폐하면서도 시공이 간편하여 공기를 단축하고 공시비를 현저히 절감할 수 있는 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있다.

도 1은 종래 방사능 차폐 도어장치를 나타낸 정면도,
도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도,
도 3은 종래 방사능 차폐 도어장치에서 구동수단을 개략적으로 나타낸 요부 구성도,
도 4는 본 발명에 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물을 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 도어 부분 A-A선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 창 부분 B-B선 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 벽 부분 차폐 구조물을 개략적으로 나타낸 정면도, 도 5는 본 발명에 따른 벽 부분 차폐 구조물의 A-A선 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 창 부분 차폐 구조물의 B-B선 단면도로서, 본 발명 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물은 석고보드(101, 101')와 프레임(102), 단열흡음재(103) 및 연판(104)으로 이루어지는 차폐벽체(100)와, 엑스레이 촬영실에 출입하기 위한 차폐도어(200) 및 엑스레이 촬영실과 조정실 사이에 설치되는 차폐창(300)으로 이루어지는 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물에 있어서; 상기 차폐벽체(100)의 차폐도어(200) 측 단부는 단차부(105)를 이루고 단부가 연판(106)으로 커버되어 연판(106)의 표면이 컬러 페인트(107)로 도포되고; 상기 차폐도어(200)는 갈바늄 강판(201)과, 연판(202), 하니컴 충진재(203) 및, 갈바늄 강판(201')이 순차 적층된 구조로 구성되며; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105)에 차폐도어(200)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐도어(200)의 단부가 겹쳐지고; 상기 차폐벽체(100)의 차폐창(300) 측 단부의 중앙은 단차부(105')를 이루고 단부가 연판(106')으로 커버되어 연판(106')의 표면이 컬러 페인트(107')로 도포되고; 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105')에 차폐창(300)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐창(300)의 단부가 겹쳐지도록 구성되어 있다.

미설명부호 204는 피봇힌지이고, 301은 창 고정대이며, 302는 창 고정대(301) 고정용 피스이다.

상기 차폐벽체(100)의 단열흡음재(103)는 유리솜, 폴리스틸렌 폼, 폴리우레탄 폼 등의 통상적인 단열재 재질이 사용되나 화재에 안전한 유리솜이 가장 바람직하다.

상기 차폐벽체(100)는 일측면에 석고보드(101)가 타측면에 연판(104)을 매개하여 석고보드(101')가 부착되고, 석고보드(101)와 석고보드(101') 사이가 프레임(102) 및 단열흡음재(103)로 채워져 있다.

또한, 상기 차폐벽체(100)의 연판(106, 106')과 차폐도어(200)의 연판(202) 각각의 두께가 1.8mm보다 얇으면 방사선을 완벽하게 차단하지 못하고, 2.2mm보다 두꺼우면 연판의 가격이 비싸지게 되므로 차폐벽체(100)의 연판(106, 106)과 차폐도어(200)의 연판(202) 각각의 두께는 1.8mm ∼ 2.2mm 가 바람직하다.

상기 창(500)으로서는 방사선을 차폐할 수 있는 연유리(lead glass)를사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 단차부(105')에 위치하는 차폐창(300)의 단부 반대측 단부에는 창 고정대(301)를 차폐벽체(100)와 차폐창(300)에 밀착시켜 피스(302)로 창 고정대(301)를 차폐벽체(100)에 고정시켜 차폐창(300)이 차폐벽체(100)에 고정되어 있다.

여기서 피스(302)의 고정부에는 필요에 따라 고무 또는 실리콘 패킹재로 마감 처리할 수도 있다.

이상의 설명에서는 단열흡음재(103)가 차폐벽체(100)의 구성 요소로 되어 있으나, 방음이 필요하지 않은 경우나 기타 필요에 따라 단열흡음재(103) 없이 단열흡음재(103) 부분을 빈공간이 되도록 함으로써 차폐벽체(100)를 구성하는 재료를 줄여 그에 따른 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

100 : 차폐벽체 101, 101' : 석고보드
102 : 프레임 103 : 단열흡음재
104, 106, 202 : 연판 105, 105' 206' : 단차부
107, 107' : 컬러 페인트 200 : 차폐도어
201, 201' : 갈바늄 강판 203 : 하니컴 충진재
204 : 피봇힌지 300 : 차폐창
301 : 고정대 302: 피스

Claims (4)

1. 석고보드(101, 101')와 프레임(102), 단열흡음재(103) 및 연판(104)으로 이루어지는 차폐벽체(100)와, 엑스레이 촬영실에 출입하기 위한 차폐도어(200) 및 엑스레이 촬영실과 조정실 사이에 설치되는 차폐창(300)으로 이루어지고, 상기 차폐벽체(100)의 차폐도어(200) 측 단부는 단차부(105)를 이루고 단부가 연판(106)으로 커버되어 연판(106)의 표면이 컬러 페인트(107)로 도포되며, 상기 차폐도어(200)는 갈바늄 강판(201)과, 연판(202), 하니컴 충진재(203) 및, 갈바늄 강판(201')이 순차 적층된 구조로 구성되고, 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105)에 차폐도어(200)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐도어(200)의 단부가 겹쳐지며, 상기 차폐벽체(100)의 차폐창(300) 측 단부의 중앙은 단차부(105')를 이루고 단부가 연판(106')으로 커버되어 연판(106')의 표면이 컬러 페인트(107')로 도포되ㅁ며, 상기 차폐벽체(100)의 단차부(105')에 차폐창(300)의 단부가 밀착되어 상기 차폐벽체(100)의 단부와 차폐창(300)의 단부가 겹쳐지도록 구성된 방사선 차폐 구조물에 있어서;
   상기 차폐벽체(100)는 일측면에 석고보드(101)가 타측면에 연판(104)을 매개하여 석고보드(101')가 부착되고, 석고보드(101)와 석고보드(101') 사이가 프레임(102) 및 단열흡음재(103)로 채워져 있고;
   상기 차폐벽체(100)의 차폐도어(200) 측 단부의 연판(106, 106')과 상기 차폐도어(200)의 연판(202) 각각의 두께는 1.8mm ∼ 2.2mm 인 것을 특징으로 하는 벽과 도어 및 창 연결부의 방사선 차폐 구조물.
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