KR102019891B1 - 무인 이동 장비를 이용한 원자력이용시설 부지의 잔류방사능 측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법은, 원자력이용시설 부지를 소정 면적을 갖는 다수의 영역으로 나누는 단계; 무인비행기에 GPS와 통신수단을 갖는 방사능 계측장비를 부착하여 각각의 상기 영역에서 지면과 소정 거리만큼 이격된 상태에서 소정 시간 동안 체공하여 잔류방사능을 측정하는 단계; 상기 방사능 계측장비의 상기 통신수단이 측정값을 무선통신으로 개인용 단말기로 전송하는 단계; 상기 개인용 단말기는 상기 방사능 계측장비의 측정값을 상기 영역별로 수집하는 단계; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 작업자에 대한 피폭의 위험 없이 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

무인 이동 장비를 이용한 원자력이용시설 부지의 잔류방사능 측정 시스템 {Residual radioactivity measurement system at site of nuclear facility using unmanned mobile equipment}
본 발명은 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 들어 다양한 원자로 및 이를 이용한 발전시설이 신규 개발되어 건설이 진행됨에 따라서, 기존의 노후된 시설을 안전하게 해체하여 부지를 복원하는 작업이 필요한 상황이다.
이러한 원자력 시설 해체의 최종 목적은 시설의 해체공사를 완료한 후 해체 부지 및 잔류 건물을 원자력 법령에 따른 제한으로부터 해제하여 다른 용도로 사용이 가능한 수준으로 만드는 데 있다.
이러한 원자력 시설의 해체 부지에 대한 기준으로, 국내에는 원자력안전위원회고시 제2016-33호(원자력이용시설 해체완료 후 부지 및 잔존건물의 재이용을 위한 기준)에서 사업자가 해체후부지 등을 무제한적으로 재이용하는 경우, 잔류방사능에 의한 예상 가능한 모든 피폭경로를 고려한 결정집단 개인에 대한 피폭선량은 유효선량을 기준으로 연간 0.1 mSv(MILLI SIEVERT)를 초과하지 않도록 규정하고 있다.
국외의 경우에는 IAEA(International Atomic Energy Agency)는 해체 부지의 무제한적 재이용을 위한 결정집단 개인의 연간 유효선량을 0.3 mSv 이하로 유지되도록 규정하고 있다.
반면, 제한적 재이용 시에는 적절한 제한을 통하여 연간 유효선량이 0.3 mSv를 초과하지 않아야 하며, 미래에 해체 부지에 가해진 제한이 달성되지 못하더라도 연간 유효선량이 1 mSv를 초과하지 않도록 규정하고 있다.
또한, 미국 EPA(ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY)는 부지의 해체 완료 이후 일반인이 1,000년간 자연방사선량보다 0.15 mSv/yr 를 초과하는 유효선량을 받지 않도록 기준치를 정하고 있다.
설계 수명이 종료된 원자력 시설 및 부지는 제한적으로 사용하거나 일반인이 자유롭게 사용하기 위해 제염이 필요하고, 제염 후에 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하여 일반인이 이용 가능한 수준인지를 판단해야 한다.
일반적으로, 시설 또는 부지의 방사능을 측정하기 위해서는 작업자가 방호복을 착용한 상태에서 방사능 측정 장비를 이용하여 측정하지만, 방사능 오염 정도를 알 수 없는 시설 또는 부지에서 장시간 방사능의 측정이 이루어질 경우 피폭의 위험이 존재하게 된다.
대한민국 특허출원 제10-2013-0095017호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 작업자에 대한 피폭의 위험 없이 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하는 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법은, 원자력이용시설 부지를 소정 면적을 갖는 다수의 영역으로 나누는 단계; 무인비행기에 GPS와 통신수단을 갖는 방사능 계측장비를 부착하여 각각의 상기 영역에서 지면과 소정 거리만큼 이격된 상태에서 소정 시간 동안 체공하여 잔류방사능을 측정하는 단계; 상기 방사능 계측장비의 상기 통신수단이 측정값을 무선통신으로 개인용 단말기로 전송하는 단계; 상기 개인용 단말기는 상기 방사능 계측장비의 측정값을 상기 영역별로 수집하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 무인비행기는 전자석 형태의 제1 마그네트부를 구비하고, 상기 방사능 계측장비는 제2 마그네트부를 구비하고, 전원 공급에 따라 상기 제1 마그네트부와 상기 제2 마그네트부의 결합 또는 분리에 의해, 특정의 상기 영역에서 상기 무인비행기에서 상기 방사능 계측장비를 분리하여 투하한 상태에서 잔류방사능을 측정할 수 있고, 다시 상기 무인비행기에 상기 방사능 계측장비를 결합하여 비행하면서 잔류방사능을 측정할 수 있다.
또한, 원자력이용시설 부지에서 상기 무인비행기를 이용한 잔류방사능의 측정이 어려운 경우, GPS, 방사능 계측장비 및 통신수단을 갖는 무선조종차량을 이용해 영역별로 잔류방사능을 측정하는 단계; 상기 무선조정차량의 상기 통신수단은 측정값을 무선통신으로 상기 개인용 단말기로 전송하고 상기 개인용 단말기는 영역에 대한 측정값을 수집하는 단계; 를 더 포함한다.
또한, 상기 방사능 계측장비는 지면과의 거리를 측정하는 하방 거리센서와, 전방의 장애물까지의 거리를 측정하는 전방 거리센서를 포함하여, 지면과의 거리 유지 및 전방 장애물과의 충돌을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무인비행기와 무선조종차량에 의해 작업자에 대한 피폭의 위험 없이 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시례에 따른 원자력이용시설 부지의 잔류방사능 측정 방법을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 무인비행기를 이용하여 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정 방법을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에서 무인비행기에서 방사능 계측장비를 분리한 경우를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 방사능 계측장비의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시례에 따른 원자력이용시설 부지의 잔류방사능 측정 방법을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1에서 무인비행기를 이용하여 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정 방법을 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2에서 무인비행기에서 방사능 계측장비를 분리한 경우를 도시하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 방사능 계측장비의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
본 발명은 작업자에 대한 피폭의 위험 없이 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하는 방법(이하, 잔류방사능 측정 방법)을 제공한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 잔류방사능 측정 방법에서는 먼저 원자력이용시설 부지(10)를 소정 면적(예를 들어, 1m2)을 갖는 다수의 영역(11)으로 나눈다. 각각의 영역(11)은 영역별로 잔류방사능 측정값이 다를 수 있으므로, 영역별로 측정값을 수집하고 이를 데이터화하는 것이 바람직하다.
다음에, 무인비행기(100)에 GPS(201)와 통신수단(205)을 갖는 방사능 계측장비(200)를 부착하여 각각의 영역(11)에서 소정 시간동안 체공하여 잔류방사능(또는 표면방사선량률)을 측정한다. 무인비행기(100)는 GPS를 구비하고, 드론, UAV 등이 될 수 있다.
다음에, 방사능 계측장비(200)의 통신수단(205)은 영역별로 측정된 측정값을 GPS정보와 함께 무선통신으로 개인용 단말기(400)로 전송한다. 개인용 단말기(400)는 방사능 계측장비(200)의 측정값을 영역(11)별로 수집한다.
개인용 단말기(400)는 데이터 무선 수신장치에 의해 데이터를 실시간으로 수집하고, 송신받은 데이터를 처리하는 프로그램을 통해 GPS 정보를 받아들여 구글지도(또는 위성지도)와 연동되어 방사능 데이터값을 지도에 맵핑할 수 있다. 그에 따라, 원자력이용시설 부지(10)의 영역(11)별로 방사능 데이터값을 지도화하여 표시할 수 있게 된다.
원자력이용시설 부지(10)에서 무인비행기(100)를 이용한 잔류방사능의 측정이 어려운 경우, GPS(320), 방사능 계측장비(310) 및 통신수단(330)을 갖는 무선조종차량(300)을 이용해 잔류방사능을 측정할 수 있다.
무선조종차량(300)의 통신수단(330)은 측정값을 무선통신으로 개인용 단말기(400)로 전송하고 개인용 단말기(400)는 측정값을 수집하게 된다. 무선조종차량(300)은 방사능 계측장비(310)와 지면과의 측정 거리가 소정 거리 이내(예를 들어, 10 cm 이내)가 되도록 하여 잔류방사능을 측정한다.
무인비행기(100)의 경우 바람에 의한 측정 비행경로 이탈의 단점이 있을 수 있지만, 무선조정차량(300)은 바람에 의한 측정경로 이탈 오류를 최소화할 수 있다.
무선조종차량(300)의 사용은 지면과 방사능 계측장비(310) 간의 간격을 일정하게 유지하기 때문에 보다 정확한 잔류방사능 측정이 가능하다. 지면의 요철(굴곡)이 심하거나, 부지에 다수의 장애물(돌, 건물 폐기 구조물 등)로 인해 무선조종차량(300)의 이동이 불가할 경우 무인비행기(100)를 사용하여 원자력이용시설 부지(10)의 잔류방사능을 측정할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 무인비행기(100)는 본체(110)와, 이러한 본체(110)에 연결된 회전날개(120)를 포함한다. 무인비행기(100)는 원자력이용시설 부지(10)의 잔류방사능 측정을 위한 측정경로 입력값(GPS 좌표)에 따라 자동으로 이동할 수 있다.
무인비행기(100)는 이동 지점에서 특정 시간 동안 정지 또는 체공하여 방사능 계측장비(200)에 의해 잔류방사능(잔류방사선)을 측정한다.
무인비행기(100)는 브라켓(115)을 통해 연결된 전자석 형태의 제1 마그네트부(130)를 구비하고, 방사능 계측장비(200)는 제2 마그네트부(210)를 구비한다.
제1 마그네트부(130)가 통전되면 자력에 의해 제2 마그네트부(210)의 결합될 수 있고, 무인비행기(100)에 방사능 계측장비(200)가 결합된 상태로 잔류방사능을 측정할 수 있다.
특정의 영역(11)에서 부지의 형태 등으로 인해 잔류방사능을 측정하기 어렵거나 더욱 정밀한 측정이 요구되는 경우, 제1 마그네트부(130)에 전원이 공급되지 않도록 하여 제1 마그네트부(130)와 제2 마그네트부(210)를 분리할 수 있다.
무인비행기(100)는 원하는 영역(11)에서 방사능 계측장비(200)를 분리하여 투하한 상태에서 잔류방사능을 측정할 수 있다.
무인비행기(100)에 다시 방사능 계측장비(200)를 결합할 경우, 무인비행기(100)가 방사능 계측장비(200)의 상부에 위치한 상태에서 제1 마그네트부(130)에 전원이 공급되어 제1 마그네트부(130)와 제2 마그네트부(210)가 결합되면 무인비행기(100)가 비행하면서 영역(11)에 대한 잔류방사능을 측정할 수 있다.
방사능 계측장비(200)는 지면과의 거리를 측정하는 하방 거리센서(240)와, 전방의 장애물까지의 거리를 측정하는 전방 거리센서(230)를 포함한다. 전방 거리센서(230)는 전방 장애물과의 충돌을 방지하기 위해 필요하다.
방사능 계측장비(200)는 원자력이용시설 부지(10)의 지면으로부터 소정 거리(예를 들어, 10cm) 이내의 지점에서 잔류방사능을 측정해야 하므로, 하방 거리센서(240)에 의해 방사능 계측장비(200)의 검출면과 지면과의 간격이 소정 거리 이내가 되도록 하면서 잔류방사능을 측정하게 된다.
상술한 본 발명의 잔류방사능 측정 방법에 따르면, 무인비행기(100)와 무선조종차량(300)을 사용함으로써 원자력이용시설 부지(10)에 고선량 오염지역이 있는 경우 작업자의 방사능 피폭을 최소화하면서 잔류방사능을 측정할 수 있다.
무인비행기(100)와 무선조종차량(300)으로 측정이 어려운 부지 형태의 경우, 단위면적당 구획된 지점에 무인비행기(100)로 방사능 계측장비(200)를 투하하여 잔류방사능을 계측하고, 영역(11)에 대한 지점 계측이 끝나면, 방사능 계측장비(200)를 다시 무인비행기(100)에 부착하여 다음 측정 지점으로 이동 또는 투하하여 계측을 계속할 수 있다.
원자력이용시설 부지(10)의 면적이 클 경우, 무선조정차량(300)과 무인비행기(100)를 여러 대를 연동 사용하여 계측 데이터를 수집할 수 있다.
각 계측장비로부터 송신된 데이터는 개인용 단말기(400)가 수집하여 데이터 처리에 따라 지도에 측정값을 맵핑하여 시각화할 수 있다.
본 발명의 원자력이용시설 부지의 잔류방사능 측정 시스템은 상기 무인비행기(100), 무선조종차량(300) 및 개인용 단말기(400)를 포함하고, 상술한 방법을 이용하여 잔류방사능을 측정하게 된다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 원자력이용시설 부지
11 : 영역
100 : 무인비행기
110 : 본체
120 : 회전날개
130 : 제1 마그네트부
200 : 방사능 계측장비
201 : GPS
205 : 통신수단
210 : 제2 마그네트부
230 : 전방 거리센서
240 : 하방 거리센서
300 : 무선조종차량
310 : 방사능 계측장비
320 : GPS
330 : 통신수단
400 : 개인용 단말기

Claims (4)

  1. 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법에 있어서,
    원자력이용시설 부지를 소정 면적을 갖는 다수의 영역으로 나누는 단계;
    무인비행기에 GPS와 통신수단을 갖는 방사능 계측장비를 부착하여 각각의 상기 영역에서 지면과 소정 거리만큼 이격된 상태에서 소정 시간 동안 체공하여 잔류방사능을 측정하는 단계;
    상기 방사능 계측장비의 상기 통신수단이 측정값을 무선통신으로 개인용 단말기로 전송하는 단계;
    상기 개인용 단말기는 상기 방사능 계측장비의 측정값을 상기 영역별로 수집하는 단계;
    상기 영역별로 수집된 측정값을 데이터 처리 프로그램을 통해 지도에 맵핑하는 단계;
    원자력이용시설 부지에서 GPS, 방사능 계측장비 및 통신수단을 갖는 무선조종차량을 이용해 영역별로 잔류방사능을 측정하는 단계;
    상기 무선조종차량의 상기 통신수단은 측정값을 무선통신으로 상기 개인용 단말기로 전송하고 상기 개인용 단말기는 영역에 대한 측정값을 수집하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 무인비행기는 브라켓(115)을 통해 연결된 전자석 형태의 제1 마그네트부(130)를 구비하고,
    상기 방사능 계측장비는 제2 마그네트부(210)를 구비하고,
    특정의 상기 영역에서 상기 제1 마그네트부(130)에 전원이 공급되지 않도록 하여 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 제2 마그네트부(210)를 분리하여, 상기 무인비행기에서 상기 방사능 계측장비를 분리하여 투하한 상태에서 잔류방사능을 측정할 수 있고,
    상기 무인비행기가 상기 방사능 계측장비의 상부에 위치한 상태에서, 상기 제1 마그네트부(130)에 전원이 공급되어 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 제2 마그네트부(210)가 결합되면, 다시 상기 무인비행기에 상기 방사능 계측장비를 결합하여 비행하면서 잔류방사능을 측정할 수 있고,
    상기 방사능 계측장비는 지면과의 거리를 측정하는 하방 거리센서(240)와, 전방의 장애물까지의 거리를 측정하는 전방 거리센서(230)를 포함하여, 지면과의 거리 유지 및 전방 장애물과의 충돌을 방지할 수 있는 원자력이용시설 부지의 잔류방사능을 측정하기 위한 방법.
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  3. 삭제
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