KR102042277B1

KR102042277B1 - 방사능 측정장치

Info

Publication number: KR102042277B1
Application number: KR1020180042497A
Authority: KR
Inventors: 지영용; 정근호; 장미; 강문자; 이완로
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-11-08
Also published as: KR20190119272A

Abstract

본 발명에 따른 방사능 측정장치는, 외기가 통과되는 장치케이스; 상기 장치케이스에 내장되며, 외기의 방사성미립자와 방사성가스를 포집하는 포집유닛; 및 상기 장치케이스에 설치되며, 상기 포집유닛에 포집된 상기 방사성미립자와 방사성가스를 실시간으로 측정하는 검출유닛;을 포함한다.

Description

방사능 측정장치{RADIOACTIVITY DETECTOR}

본 발명은 방사능 측정장치로서, 공기 중의 방사성미립자와 방사성가스의 방사선을 측정하는 방사능 측정장치에 관한 것이다.

원자력시설의 정상운영뿐만 아니라 사고시 배출된 방사성 핵종들은 공기 중 미립자의 형태로 확산되어 대기를 오염시키게 되며, 시간이 지남에 따라 방사성 낙진으로 지표면 등에 침적하게 된다.

일반적으로 공기 중 방사능농도를 구하기 위해서는 연속채취장치(low volume air sampler)를 이용하는데, 이러한 연속채취장치는 각각 서로 독립적으로 준비되어 설치된 유리섬유필터와 차콜필터가 구비된다.

이때, 상기 유리섬유필터는 공기 중 방사성미립자를 포집하고, 상기 차콜필터는 노블가스 형태의 방사성요오드를 포집한다.

원자력시설의 정상운영 감시를 위해서는 지정된 감시포스트에 연속채취장치를 고정 설치하여 운영하며, 사고시 대응을 위해서는 감시포스트뿐만 아니라 사고지역 또는 주변 거주지역 등 필요한 곳곳에 연속채취장치를 설치한다.

그리고 채취된 공기중 미립자 등에 대한 방사능 분석을 위해서는 채취된 필터들을 일반 방사능분석실로 가져와 그 농도를 분석하고 있다.

이로 인해, 일정한 시간마다 작업자가 현장을 직접 방문하여 채취된 필터를 꺼내고 새로운 필터로 교체해야하는 번거로움에 직면한다.

따라서 종래 대기 중 방사능농도 분석에서의 단점은, 사고 시 방재요원이 현장에 직접 나가 공기중 미립자 및 방사성요오드 연속채취장치를 주기적으로 운영해야 하며, 이는 필연적으로 방사선피폭 등의 위험에 노출될 수 있는 점이다.

아울러, 시료 채취에서부터 방사능분석실로 가져와 분석하기까지의 긴 시간간격이 발생함으로써, 사고현장의 실시간 방사능농도를 알 수 없음에 따라 효율적인 방사능방재가 어려운 한계점이 있다.

이런 단점들을 보완하고자, 공기중 미립자 연속채취장치를 이용한 시료채취, 롤러에 의한 여과지 공급 및 방사능분석까지 무인 시스템에 의한 운영방식이 도입되고 있으나, 이는 대규모 설비를 갖추어야 하는 부담이 존재하며, 대부분 채집과 분석이 동시에 이루어지지 않은 선 채집 후 분석방식을 택하고 있다.

나아가, 방사성요오드 포집을 위한 차콜필터의 경우에는 시료포집에서부터 분석, 그리고 자동 필터공급 등의 방식이 아직 보급되지 못하고 있는 실정이다.

일본 공개특허공보 제1995-198856호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방사성미립자와 방사성가스의 포집과 측정이 동시에 이루어질 수 있는 방사능 측정장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 측정장치는, 외기가 통과되는 장치케이스; 상기 장치케이스에 내장되며, 외기의 방사성미립자와 방사성가스를 포집하는 포집유닛; 및 상기 장치케이스에 설치되며, 상기 포집유닛에 포집된 상기 방사성미립자와 방사성가스를 실시간으로 측정하는 검출유닛;을 포함한다.

본 발명에 따른 방사능 측정장치는, 포집유닛과 검출유닛이 하나의 장치로 구성됨으로써, 현장에서 공기 중의 방사성미립자와 방사성가스를 포집함과 동시에, 이러한 방사성미립자와 방사성가스로부터 방사선을 측정하여 방사능을 실시간으로 분석할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 필터카트리지의 유리섬유필터부 및 차콜필터부와 함께 제1 검출기 및 제2 검출기가 하나의 장치로 구성됨으로써, 알파핵종, 베타핵종, 및 감마핵종의 모든 방사선을 하나의 장치로 측정할 수 있는 장점을 지닌다.

아울러, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 유리섬유필터부와 차콜필터부가 일체형으로서 필터카트리지로 형성되어 하나의 부재로 이루어짐에 따라, 교체유닛에 의해 간편하면서도 용이하게 교체될 수 있고, 제조적인 측면에 있어서도 생산성을 높일 수 있는 이점을 가진다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 필터카트리지를 자동으로 교체하는 교체유닛이 구성됨으로써, 필터카트리지를 편리하면서도 용이하게 교체할 수 있고, 무엇보다도 방재요원이 현장에서 필터카트리지를 교체할 필요가 없어서 방사선피폭 등의 위험성을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방사능 측정장치의 내부를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 방사능 측정장치에서 포집유닛과 검출유닛을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 포집유닛에서 필터카트리지를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 포집유닛에서 에어흡입기의 흡입노즐과 필터카트리지를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 포집유닛 측으로 외기가 유입되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2의 검출유닛의 제1 검출기에서 조립체가 이동되는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2의 방사능 측정장치에서 포집유닛이 교체되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 2의 방사능 측정장치에서 걸림바의 배치 및 움직임을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 방사능 측정장치의 내부를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 방사능 측정장치에서 포집유닛과 검출유닛을 나타낸 도면이다.

또한, 도 3은 도 2의 포집유닛에서 필터카트리지를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 포집유닛에서 에어흡입기의 흡입노즐과 필터카트리지를 나타낸 도면이다.

그리고, 도 5 및 도 6은 도 2의 포집유닛 측으로 외기가 유입되는 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 2의 검출유닛의 제1 검출기에서 조립체가 이동되는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 장치케이스(100), 포집유닛(200), 및 검출유닛(300)을 포함한다.

여기에서, 상기 장치케이스(100)는 내부에 외기가 통과되면서 포집유닛(200)과 검출유닛(300)이 수용될 수 있는 수용공간이 형성되어, 포집유닛(200)과 검출유닛(300)이 모두 내장될 수 있다.

이러한 장치케이스(100)는 상부에 손잡이(109)가 형성되어, 휴대용으로서 작업자가 용이하면서도 간편하게 들고 방사능을 측정하려는 현장에 가져갈 수 있다.

나아가, 상기 장치케이스(100)는 포집유닛(200)과 검출유닛(300), 그리고 후술되는 교체유닛(400)이 내장될 수 있으면 될 뿐, 구체적인 외형구조에 대해서는 본 발명에 의해 한정되지 않음은 물론이다.

또한, 상기 포집유닛(200)은 외기의 방사성미립자와 방사성가스를 포집하도록 구성되며, 상기 검출유닛(300)은 포집유닛(200)에 포집된 상기 방사성미립자와 방사성가스를 실시간으로 측정하도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 포집유닛(200)과 검출유닛(300)이 하나의 장치로 구성됨으로써, 현장에서 공기 중의 방사성미립자와 방사성가스를 포집함과 동시에, 이러한 방사성미립자와 방사성가스로부터 방사선을 측정하여 방사능을 실시간으로 분석할 수 있다.

그러면, 여기에서 상기 포집유닛(200)과 검출유닛(300)에 대해 살펴보면 다음과 같다.

상기 포집유닛(200)은 필터카트리지(FC)와 에어흡입기(230)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 필터카트리지(FC)는 방사성미립자를 포집하는 유리섬유필터부(210)와 방사성가스를 포집하는 차콜필터부(220)로 이루어지는데, 이러한 유리섬유필터부(210)와 차콜필터부(220)가 일체형으로 형성된다.

구체적으로, 상기 차콜필터부(220)는 서로 이격된 개구플레이트(221)와 밀폐플레이트(222), 제1 메쉬망(223), 및 제2 메쉬망(224)을 구비한다.

이때, 상기 제1 메쉬망(223)은 개구플레이트(221)의 개구부위에 형성되고, 상기 제2 메쉬망(224)은 개구플레이트(221)와 밀폐플레이트(222)를 연결하면서 내부에는 차콜이 수용된다.

그리고, 상기 유리섬유필터부(210)는 제1 메쉬망(223)을 덮도록 차콜필터부(220)에 설치고정되는데, 일례로서 개구플레이트(221)의 개구부위 테두리에 부착될 수 있고, 제1 메쉬망(223)에 부착될 수도 있다.

이와 같이 상기 필터카트리지(FC)는 유리섬유필터부(210)와 차콜필터부(220)가 일체형으로서 형성되어 하나의 부재로 이루어짐에 따라, 후술되는 교체유닛(400)에 의해 간편하면서도 용이하게 교체될 수 있고, 제조적인 측면에 있어서도 생산성을 높일 수 있다.

그리고, 에어흡입기(230)는 외기가 필터카트리지(FC)의 유리섬유필터부(210)와 차콜필터부(220)를 순차적으로 통과하도록 에어를 흡입한다.

이때, 상기 필터카트리지(FC)의 유리섬유필터부(210)는 장치케이스(100)의 에어유입구(100a) 측에 배치되고, 에어흡입기(230)는 장치케이스(100)의 에어배출구(100b)와 연통되게 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 에어흡입기(230)는 에어펌프(231)와 상기 에어펌프(231)와 연결된 흡입노즐(232)로 이루어지는데, 상기 제2 메쉬망(224)은 도 4에 도시된 바와 같이 둘레에 복수 개의 흡입노즐(232)이 일정간격 이격되게 배치되고, 복수 개의 흡입노즐(232)과 대응되게 내부공간이 파티션(225)으로 복수 개로 나뉘어질 수 있다.

즉, 상기 필터카트리지(FC)에서 차콜필터부(220)의 전체적인 부분을 에어가 통과하도록, 차콜필터부(220)의 제2 메쉬망(224) 둘레를 따라 복수 개의 흡입노즐(232)이 서로 일정간격 이격되어 배치될 수 있다. 아울러, 이러한 복수 개의 흡입노즐(232) 배치구조로 인하여 차콜필터부(220) 내의 중앙부에서 에어흡입력이 서로 상쇄되는데, 이를 방지하기 위해 복수 개의 흡입노즐(232)과 대응되게 제2 메쉬망(224)의 내부공간이 파티션(225)으로 복수 개로 나뉘어짐으로써, 파티션(225)으로 나눠진 각각의 공간부분에서의 에어가 인접한 흡입노즐(232)에 원활하면서도 빠른 속도로 흡입될 수 있다.

한편, 상기 검출유닛(300)은 제1 검출기(310)와 제2 검출기(320)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 상기 제1 검출기(310)는 방사성미립자에서 알파핵종과 베타핵종의 방사선을 측정하고, 제2 검출기(320)는 방사성미립자에서 감마핵종과 방사성가스인 가스타입 감마핵종의 방사선을 측정하는데, 본 발명은 상술된 필터카트리지(FC)의 유리섬유필터부(210) 및 차콜필터부(220)와 함께 제1 검출기(310) 및 제2 검출기(320)가 하나의 장치로 구성됨으로써, 알파핵종, 베타핵종, 및 감마핵종의 모든 방사선을 하나의 장치로 측정할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 검출기(310)는 유리섬유필터부(210)보다 에어유입구(100a) 측에 위치되면서 유리섬유필터부(210)에 근접되게 배치되어, 유리섬유필터부(210)에 포집된 방사성미립자에서 알파핵종과 베타핵종의 방사선을 측정한다.

또한, 상기 제2 검출기(320)는 차콜필터부(220)를 기준으로 유리섬유필터부(210)의 반대 측에 배치되어, 유리섬유필터부(210)에 포집된 방사성미립자에서 감마핵종과, 차콜필터부(220)에 포집된 방사성가스인 가스타입 감마핵종의 방사선을 측정한다.

구체적으로, 상기 유리섬유필터부(210)에는 방사성미립자에서 알파핵종, 베타핵종, 및 감마핵종이 포집되는데, 이때 알파핵종과 베타핵종의 방사선은 비정(물질 내의 통과거리)이 대단히 짧기 때문에 유리섬유필터부(210)에 근접된 제1 검출기(310)에서만 측정되고, 감마핵종의 방사선은 비정이 상대적으로 길기 때문에 제2 검출기(320)에서 측정된다. 이때, 후술되는 제1 검출기(310)의 신틸레이터(311), 포토다이오드(312), 라이트가이드(313)로 이루어진 조립체(AS)가 얇게 제조됨으로써 유리섬유필터부(210)와 차콜필터부(220)에서 제1 검출기(310) 측으로 진행하는 감마핵종의 방사선과의 충돌하여 상호작용할 확률을 낮출 수 있다.

또한, 상기 차콜필터부(220)에서 포집된 방사성가스인 가스타입 감마핵종의 방사선은 제2 검출기(320)에서 측정되는데, 차콜필터부(220)와 제2 검출기(320) 사이에 배치된 밀폐플레이트(222)는 밀도가 낮은 플라스틱으로 이루어짐으로써, 가스타입 감마핵종의 방사선이 밀폐플레이트(222)에 충돌되지 않고, 즉 밀폐플레이트(222)에 의해 차단되지 않고 밀폐플레이트(222)를 통과함에 따라 제2 검출기(320)에서 효율적으로 측정된다.

한편, 상기 제1 검출기(310)는 신틸레이터(311), 포토다이오드(312), 라이트가이드(313), 및 전자계수부(314)를 구비한다.

여기에서, 상기 신틸레이터(311)는 방사성미립자에서 알파핵종과 베타핵종의 방사선과 충돌하여 상호작용하여 섬광을 만든다.

또한, 상기 포토다이오드(312)는 신틸레이터(311)를 기준으로 유리섬유필터부(210)의 반대 측에 배치되며, 섬광을 전자신호로 변환하여 증폭한다.

아울러, 상기 라이트가이드(313)는 신틸레이터(311)와 포토다이오드(312)를 연결하며, 신틸레이터(311)가 만든 섬광을 포토다이오드(312)로 전송한다.

그리고, 상기 전자계수부(314)는 포토다이오드(312)와 연결되어, 포토다이오드(312)의 전자신호를 계수한다.

나아가, 상기 제1 검출기(310)는 알파핵종과 베타핵종의 방사선의 비정차이에 의한 분리측정이 가능하도록, 모터(315)와 스크류축(316)을 더 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 모터(315)는 전자계수부(314)에 설치되고, 상기 스크류축(316)은 모터에 연결되어 모터(315)의 구동에 의해 축회전한다.

이때, 상기 신틸레이터(311), 라이트가이드(313), 및 포토다이오드(312)로 이루어진 조립체(AS)는, 스크류축(316)에 기어체결되어 스크류축(316)의 축회전 시 스크류축(316)의 길이방향을 따라 이동하면서 유리섬유필터부(210)와의 거리가 가변되는 구조를 취할 수 있다.

이에 따라, 상기 모터(315)의 작동 시 스크류축(316)의 축회전에 의해 조립체(AS)와 유리섬유필터부(210) 간의 거리가 미세조정될 수 있으며, 참고로, 상기 조립체(AS)와 스크류축(316)은 웜기어구조로 기어체결될 수 있다.

알파핵종의 방사선은 베타핵종의 방사선에 비하여 비정거리가 다른데, 구체적으로 알파핵종의 방사선이 베타핵종의 방사선에 비하여 비정거리가 짧다. 즉, 알파핵종의 방사선 비정거리는 약0.1㎜인데 반하여, 베타핵종의 방사선 비정거리는 약1㎜이다.

이에 도 7(a)에 도시된 바와 같이 신틸레이터(311), 라이트가이드(313), 및 포토다이오드(312)로 이루어진 조립체(AS)를 유리섬유필터부(210) 측으로 이동시켜 유리섬유필터부(210)와의 거리를 짧게 하여, 알파핵종과 베타핵종의 방사선을 모두 측정한 후, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 조립체(AS)를 유리섬유필터부(210) 측으로 이동시켜 유리섬유필터부(210)와의 거리를 짧게 하여, 베타핵종의 방사선만을 측정함으로써, 알파핵종의 방사선과 베타핵종의 방사선 각각에 대한 측정치를 얻을 수 있다. 이때, 알파핵종의 방사선 측정치(알파선에 의한 전알파 계수율)는 선행 측정치에서 후행 측정치를 뺀 결과이다.

그리고, 상기 제2 검출기(320)는 에너지스펙트럼 측정이 가능한 섬광체를 사용하는 것이 바람직하며, 아울러 광전자증배관(PMT)과 신호처리를 위한 다중채널분석기(MCA)로 구성되고, 필터카트리지(FC)를 제외한 외부에서 들어오는 방사선의 영향을 최대한 줄이도록 밀도가 높은 물질로 감싸진 차폐구조를 이루는 것이 바람직하다.

한편, 상기 장치케이스(100)는 검출기지지부재(120)가 형성되고, 스크린부재(130)를 더 구비할 수 있다.

상기 검출기지지부재(120)는 장치케이스(100)의 내부에서 제1 검출기(310)의 둘레에 외기의 유입통로가 형성되도록, 장치케이스(100)의 내면에 제1 검출기(310)를 고정지지하도록 서로 이격되어 돌출형성될 수 있다.

또한, 상기 스크린부재(130)는 장치케이스(100)에서 에어유입구(100a)의 최전단부에 설치되어, 이물질 또는 큰 입자를 필터링할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 교체유닛(400)을 더 포함하는데, 이러한 교체유닛(400)에 대해서는 도 1과 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 도 2의 방사능 측정장치에서 포집유닛이 교체되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 9 및 도 10은 도 2의 방사능 측정장치에서 걸림바의 배치 및 움직임을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 교체유닛(400)은 장치케이스(100)에 설치되며 필터카트리지(FC)를 자동교체하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 장치케이스(100)는 내부에 포집유닛(200)과 검출유닛(300)이 배치되는 측정층(101)이 형성되며, 상기 측정층(101)의 상측에 공급층(102), 하측에 수거층(103)이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 장치케이스(100)는 필터카트리지(FC)가 통과되도록 측정층(101)과 공급층(102)을 나누는 상부바닥에는 공급홀(102a)이 형성되고, 측정층(101)과 수거층(103)을 나누는 하부바닥에는 수거홀(103a)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 교체유닛(400)은 복수 개의 새로운 필터카트리지(FC), 카트리지푸쉬부재(410), 및 배출슈트부재(420)를 구비할 수 있다.

복수 개의 새로운 상기 필터카트리지(FC)는 측정층(101)의 필터카트리지(FC)의 교체를 위해 공급층(102)에 수용된다.

또한, 상기 카트리지푸쉬부재(410)는 공급층(102)에 수용된 필터카트리지(FC)를 순차적으로 공급홀(102a)까지 푸쉬하여 측정층(101)으로 공급하는 역할을 수행하는데, 일례로서 전기모터, 유압실린더, 에어실린더 등의 구동부재가 활용될 수 있다.

아울러, 상기 배출슈트부재(420)는 수거층(103)에 배치되며, 측정층(101)에서 사용된 필터카트리지(FC)를 슬라이드배출되도록 수거홀(103a)로부터 하방경사지게 연장된 구조르 취한다.

이러한 구성에 따라, 측정층(101)의 필터카트리지(FC)를 교체할 때에는, 먼저 측정층(101)에 사용된 필터카트리지(FC)를 수거홀(103a)을 통해 빼낸 후, 공급층(102)의 새로운 필터카트리지(FC)를 공급홀(102a)을 통해 낙하시켜 측정층(101)에 공급하게 된다.

그런데, 여기에서 공급홀(102a)을 통해 측정층(101)으로 낙하되는 새로운 필터카트리지(FC)는, 공급홀(102a)의 하측에 위치된 수거홀(103a)까지 가기 전에 측정층(101)에서 정지되는데, 이와 같은 정지작용을 위한 구성에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 차콜필터부(220)에서 밀폐플레이트(222)에는 둘레를 따라 걸림홈(222a)이 형성된다.

또한, 공급홀(102a)을 통해 낙하되는 공급층(102)의 새로운 필터카트리지(FC)를 측정층(101)에서 받아서 지지하도록, 측정층(101)에는 걸림홈(222a)에 삽입되는 절곡단부(451)를 가진 걸림바(450)가 배치될 수 있다.

즉, 상기 걸림바(450)는 'ㄴ'자로 절곡된 절곡단부(451)가 형성되는데, 도 10(a)에 도시된 바와 같이 공급층(102)의 새로운 필터카트리지(FC)가 측정층(101)으로 낙하 시 절곡단부(451)가 차콜필터부(220)에서 밀폐플레이트(222)의 둘레에 형성된 걸림홈(222a)에 삽입됨으로써, 낙하 중인 새로운 필터카트리지(FC)를 측정층(101)에서 받아서 지지할 수 있다.

아울러, 측정층(101)에서 사용된 후 수거되어야 할 필터카트리지(FC)를 수거홀(103a)을 통해 낙하시키기 위해서, 측정층(101)에 걸림바(450)를 이동시키는 바구동부재(미도시)가 설치되는데, 이러한 바구동부재는 걸림바(450)를 밀폐플레이트(222)의 걸림홈(222a)을 따라 밀폐플레이트(222)의 둘레를 회전시키도록, 걸림바(450)와 연결되어 걸림바(450)를 이동시키는 구조를 취하며, 일례로서 전기모터, 유압실린더, 에어실린더 등의 구동부재가 활용될 수 있다.

상기 걸림바(450)는 절곡단부(451)가 차콜필터부(220)에서 밀폐플레이트(222)의 걸림홈(222a)에 삽입되면서 낙하하는 필터카트리지(FC)를 받아서 지지하는데, 측정층(101)에서 사용된 필터카트리지(FC)를 수거홀(103a)을 통해 빼낼 때에는 바구동부재의 작동에 의해 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 걸림바(450)가 밀폐플레이트(222)의 걸림홈(222a)을 따라 밀폐플레이트(222)의 둘레를 회전하면서 상측으로 이동함으로써 필터카트리지(FC)를 지지하지 않게 됨에 따라, 필터카트리지(FC)가 하측의 수거홀(103a)을 통해 낙하하게 된다.

나아가, 상기 교체유닛(400)은 검출기케이스(470)와 케이스구동부재(490)를 더 구비할 수 있다.

상기 검출기케이스(470)는 측정층(101)에서 이동가능하도록 배치되며, 제2 검출기(320)가 수용되고 걸림바(450)가 둘레에 장착된다.

또한, 상기 케이스구동부재(490)는 검출기케이스(470)에 연결되며, 걸림바(450)를 공급홀(102a)의 하측까지 이동시키거나, 걸림바(450)에 걸림된 필터카트리지(FC)를 상기 제1 검출기(310)에 근접위치시키도록, 검출기케이스(470)를 에어유입구(100a) 측으로 왕복이동시키는 역할을 수행하는데, 일례로서 전기모터, 유압실린더, 에어실린더 등의 구동부재가 활용될 수 있다.

그리고, 상기 걸림바(450)의 위치고정 및 이동을 가이드하도록, 검출기케이스(470)에서 케이스구동부재(490)와 연결되는 구동연결단부 또는 케이스구동부재(490)에는 가이드플레이트(480)가 설치될 수 있다.

이러한 가이드플레이트(480)에는 제1 가이드홈(480a)과 제2 가이드홈(480b)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 가이드홈(480a)은 밀폐플레이트(222)의 둘레를 회전하는 걸림바(450)를 가이드하도록, 바구동부재와 연결된 걸림바(450)의 연결부(452)가 삽입되어 슬라이드이동되게 가이드플레이트(480)의 외주면을 따라 형성된다.

또한, 상기 제2 가이드홈(480b)은 걸림바(450)가 검출기케이스(470)와 함께 왕복이동되도록, 걸림바(450)의 연결부(452)에 형성된 내측돌기(452a)가 삽입조립되게 제1 가이드홈(480a)에 형성된다. 물론, 상기 제2 가이드홈(480b)은 걸림바(450)가 제1 가이드홈(480a)을 따라 이동시 내측돌기(452a)의 이동이 제한되지 않도록 제1 가이드홈(480a)과 대응되게 제1 가이드홈(480a)을 따라 형성된다.

참고로, 상기 가이드플레이트(480)에는 제1 검출기(310) 및 제2 검출기(320)와 연결된 데이터케이블(미도시)이 통과하는 케이블홀(480c)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 측정층(101)에 설치된 에어흡입기(230)의 흡입노즐(232)을 기준으로, 에어유입구(100a) 측과 에어유입구(100a)의 반대 측 각각에는, 필터카트리지(FC)를 이동을 제한하는 필터스토퍼(110)가 장치케이스(100) 측정층(101)의 내면에 돌출되어 형성될 수 있다.

아울러, 상기 검출기케이스(470)에 이동에 의해 걸림바(450)와 함께 필터카트리지(FC)가 에어유입구(100a) 측으로 이동 시, 개구플레이트(221)와 밀폐플레이트(222)가 필터스토퍼(110)에 밀착지지되도록 개구플레이트(221)와 밀폐플레이트(222)에 오링부재(226)가 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 필터스토퍼(110)와 개구플레이트(221) 사이, 필터스토퍼(110)와 밀폐플레이트(222) 사이를 통해 에어가 새지 않음에 따라, 외기가 모두 필터카트리지(FC)를 통해 흡입노즐(232)로 유동하게 된다.

이에 더하여, 상기 측정층(101)에 수용된 필터카트리지(FC)와 공급층(102)에 수용된 복수 개의 새로운 필터카트리지(FC)에는 순차적으로 번호가 인쇄될 수 있다.

이에 따라, 방사선 측정을 위해 사용된 복수 개의 필터카트리지(FC)에 순차적으로 번호가 인쇄됨으로써, 포집 및 측정시간별로 필터카트리지(FC)를 구분할 수 있으며, 일정한 포집 및 측정시간에 있어서의 방사선을 정밀분석하고 싶으면 이 시간대의 필터카트리지(FC)를 실험실로 가져가서 정밀분석할 수 있다.

나아가, 상기 필터카트리지(FC)는 유리섬유필터부(210)가 차콜필터부(220)로부터 분리가능함으로써, 정밀분석 시 종래의 방법으로 유리섬유필터부(210)의 방사성미립자의 방사선을 측정할 수 있다.

일례로서, 상기 필터카트리지(FC)는 차콜필터부(220)에 부착된 유리섬유필터부(210)를 뜯어내어, 실험실에서 기체흐름형 비례계수관 등을 이용하여 알파핵종과 베타핵종의 방사선을 측정하고, 아울러 감마분광분석기를 이용하여 감마핵종의 방사선을 측정할 수 있다.

한편, 본 발명은 컨트롤러(510), 송수신부(520), 및 지피에스(530)를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 컨트롤러(510)는 장치케이스(100)에 장착된다.

또한, 상기 송수신부(520)는 검출유닛(300)과 전기적으로 연계되어 검출유닛(300)의 방사선 측정결과를 유선 또는 무선으로 송신하고, 컨트롤러(510)에 제어값이 입력되도록 제어값을 유선 또는 무선으로 수신하는 기능을 가진다.

아울러, 상기 지피에스(530)는 포집유닛(200)의 위치 및 측정시간을 알려주는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 컨트롤러(510)는 검출유닛(300), 송수신부(520), 및 지피에스(530)를 제어하고, 교체유닛(400)과도 전기적으로 연계되어 교체유닛(400)을 제어하는 역할을 수행한다.

참고로, 상기 장치케이스(100)에는 컨트롤러(510)에 직접 제어값을 입력하는 입력부와, 입력값 및 측정결과가 표시되는 표시부가 형성된 제어판넬(540)이 장착될 수 있다.

나아가, 상기 장치케이스(100)에는 검출유닛(300), 컨트롤러(510), 송수신부(520), 지피에스(530), 교체유닛(400)과 전기적으로 연결되어 전기를 공급하는 전원부(미도시)가 설치될 수 있다.

여기에서, 상기 전원부는 배터리를 태양광패널을 구비할 수 있다.

이때, 상기 배터리는 장치케이스(100)에 설치되고, 상기 태양광패널은 태양광발전으로 배터리를 충전하도록 배터리와 전기적으로 연계된다.

이에 상기 전원부는 태양광패널로 전기를 자체생산하여 공급할 수 있으며, 나아가 다른 일례로서 외부전원과 연결되어 외부전원으로부터 전기를 공급받아서 장치케이스(100)에 설치된 전기기기에 전기를 공급할 수 있다.

이에 더하여, 상기 장치케이스(100)는 이동대차(미도시)에 설치되고, 상기 이동대차는 상술된 컨트롤러(510)에 의해 이동이 제어될 수 있다.

이러한 이동대차는 이동의 편의성으로 사고현장 부근의 바람장 등 기상변화에 따라 포집유닛(200)과 검출유닛(300)을 적재적소에 배치될 수 있도록 하여 효과적인 방사능방재가 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 장치케이스(100)는 에어유입구(100a)의 외측 상부에 에어유입구(100a)를 커버링하도록 커버(미도시)가 설치될 수 있다.

이러한 커버는 포집유닛(200)과 검출유닛(300)에 빗물이 침투하는 것을 막을 수 있고, 강우뿐만 아니라 섬광형 검출기를 검출유닛(300)으로 활용 시에는 햇빛을 차단함으로써, 온도변화에 의한 시스템 불안전성을 줄일 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 포집유닛(200)과 검출유닛(300)이 하나의 장치로 구성됨으로써, 현장에서 공기 중의 방사성미립자와 방사성가스를 포집함과 동시에, 이러한 방사성미립자와 방사성가스로부터 방사선을 측정하여 방사능을 실시간으로 분석할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 필터카트리지(FC)의 유리섬유필터부(210) 및 차콜필터부(220)와 함께 제1 검출기(310) 및 제2 검출기(320)가 하나의 장치로 구성됨으로써, 알파핵종, 베타핵종, 및 감마핵종의 모든 방사선을 하나의 장치로 측정할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 유리섬유필터부(210)와 차콜필터부(220)가 일체형으로서 필터카트리지(FC)로 형성되어 하나의 부재로 이루어짐에 따라, 교체유닛(400)에 의해 간편하면서도 용이하게 교체될 수 있고, 제조적인 측면에 있어서도 생산성을 높일 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 방사능 측정장치는 필터카트리지(FC)를 자동으로 교체하는 교체유닛(400)이 구성됨으로써, 필터카트리지(FC)를 편리하면서도 용이하게 교체할 수 있고, 무엇보다도 방재요원이 현장에서 필터카트리지(FC)를 교체할 필요가 없어서 방사선피폭 등의 위험성을 줄일 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 장치케이스 109 : 손잡이
100a : 에어유닙구 100b : 에어배출구
101 : 측정층 102 : 공급층
103 : 수거층 103a : 수거홀
110 : 필터스토퍼 120 : 검출지지부재
130 : 스크린부재
200 : 포집유닛
FC : 필터카트리지 210 : 유리섬유필터부
220 : 차콜필터부 221 : 개구플레이트
222 : 밀폐플레이트 222a : 걸림홈
223 : 제1 메쉬망 224 : 제2 메쉬망
225 : 파티션 226 : 오링부재
230 : 에어흡입기 231 : 에어펌프
232 : 흡입노즐
300 : 검출유닛 310 : 제1 검출기
AS : 조립체 311 : 신틸레이터
312 : 포토다이오드 313 : 라이트가이드
314 : 전자계수부 315 : 모터
316 : 스크류축 320 : 제2 검출기
400 : 교체유닛 410 : 카트리지푸쉬부재
420 : 배출슈트부재 450 : 걸림바
451 : 절곡단부 452 : 연결부
452a : 내측돌기 470 : 검출기케이스
480 : 가이드플레이트 480a : 제1 가이드홈
480b : 제2 가이드홈 480c : 케이블홀
490 : 케이스구동부재
510 : 컨트롤러 520 : 송수신부
530 : 지피에스

Claims

외기가 통과되는 장치케이스; 상기 장치케이스에 내장되며, 외기의 방사성미립자와 방사성가스를 포집하는 포집유닛; 및 상기 장치케이스에 설치되며, 상기 포집유닛에 포집된 상기 방사성미립자와 방사성가스를 실시간으로 측정하는 검출유닛;을 포함하며,
상기 포집유닛은, 상기 방사성미립자를 포집하는 유리섬유필터부와 상기 방사성가스를 포집하는 차콜필터부가 일체형으로 형성된 필터카트리지; 및 외기가 상기 필터카트리지의 유리섬유필터부와 차콜필터부를 순차적으로 통과하도록 에어를 흡입하는 에어흡입기;를 구비하며, 상기 유리섬유필터부는 상기 장치케이스의 에어유입구 측에 배치되고, 상기 에어흡입기는 상기 장치케이스의 에어배출구와 연통되게 설치되며,
상기 장치케이스는 내부에 상기 포집유닛과 검출유닛이 배치되는 측정층이 형성되며, 상기 측정층의 상측에 공급층, 하측에 수거층이 형성되고, 상기 필터카트리지가 통과되도록 상기 측정층과 공급층을 나누는 상부바닥에는 공급홀이, 상기 측정층과 수거층을 나누는 하부바닥에는 수거홀이 형성되며,
상기 차콜필터부는, 서로 이격된 개구플레이트와 밀폐플레이트; 상기 개구플레이트의 개구부위에 형성된 제1 메쉬망; 및 상기 개구플레이트와 밀폐플레이트를 연결하면서 내부에는 차콜이 수용된 제2 메쉬망;을 구비하고, 상기 유리섬유필터부는 상기 제1 메쉬망을 덮도록 상기 차콜필터부에 설치고정되며, 상기 밀폐플레이트에는 둘레를 따라 걸림홈이 형성되고, 상기 공급홀을 통해 낙하하는 상기 공급층의 필터카트리지를 상기 측정층에서 받아서 지지하도록, 상기 측정층에는 상기 걸림홈에 삽입되는 절곡단부를 가진 걸림바가 배치된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
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제1항에 있어서,
상기 에어흡입기는 에어펌프 및 상기 에어펌프와 연결된 흡입노즐로 이루어지며,
상기 제2 메쉬망은, 둘레에 복수 개의 상기 흡입노즐이 일정간격 이격되게 배치되고, 복수 개의 상기 흡입노즐과 대응되게 내부공간이 파티션으로 복수 개로 나뉘어지는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 검출유닛은,
상기 유리섬유필터부보다 상기 에어유입구 측에 위치되면서 상기 유리섬유필터부에 근접되게 배치되어, 상기 유리섬유필터부에 포집된 상기 방사성미립자에서 알파핵종과 베타핵종의 방사선을 측정하는 제1 검출기; 및
상기 차콜필터부를 기준으로 상기 유리섬유필터부의 반대 측에 배치되어, 상기 유리섬유필터부에 포집된 상기 방사성미립자에서 감마핵종과, 상기 차콜필터부에 포집된 상기 방사성가스인 가스타입 감마핵종의 방사선을 측정하는 제2 검출기;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 검출기는,
상기 방사성미립자에서 상기 알파핵종과 베타핵종의 방사선과 상호작용하여 섬광을 만드는 신틸레이터;
상기 신틸레이터를 기준으로 상기 유리섬유필터부의 반대 측에 배치되며, 상기 섬광을 전자신호로 변환하여 증폭하는 포토다이오드;
상기 신틸레이터와 포토다이오드를 연결하며, 상기 신틸레이터가 만든 섬광을 상기 포토다이오드로 전송하는 라이트가이드;
상기 포토다이오드와 연결되어, 포토다이오드의 전자신호를 계수하는 전자계수부; 및
상기 전자계수부에 설치된 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 모터의 구동에 의해 축회전하는 스크류축;을 구비하며,
상기 신틸레이터, 라이트가이드, 및 포토다이오드로 이루어진 조립체는, 상기 스크류축에 기어체결되어 상기 스크류축의 축회전 시 상기 스크류축의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 유리섬유필터부와의 거리가 가변되는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 장치케이스는 내부에서 상기 제1 검출기의 둘레에 외기의 유입통로가 형성되도록, 내면에 상기 제1 검출기를 고정지지하는 검출기지지부재가 서로 이격되어 돌출형성된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 장치케이스는 에어유입구의 최전단부에 이물질을 필터링하는 스크린부재가 설치된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 장치케이스에 설치되며, 상기 필터카트리지를 자동교체하도록 구성되는 교체유닛;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제9항에 있어서,
상기 교체유닛은,
상기 공급층에 수용된 복수 개의 새로운 상기 필터카트리지;
상기 공급층에 수용된 상기 필터카트리지를 순차적으로 상기 공급홀까지 푸쉬하여 상기 측정층으로 공급하는 카트리지푸쉬부재; 및
상기 수거층에 배치되며, 상기 측정층에서 사용된 상기 필터카트리지를 슬라이드배출되도록 상기 수거홀로부터 하방경사지게 연장된 배출슈트부재;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
삭제
제10항에 있어서,
상기 걸림바가 상기 밀폐플레이트의 걸림홈을 따라 상기 밀폐플레이트의 둘레를 회전하도록, 상기 걸림바와 연결되어 상기 걸림바를 이동시키는 바구동부재가 상기 측정층에 설치된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제12항에 있어서,
상기 검출유닛은, 상기 에어유입구 측에서 상기 유리섬유필터부에 근접되게 배치된 제1 검출기; 및 상기 차콜필터부를 기준으로 상기 유리섬유필터부의 반대 측에 배치된 제2 검출기;를 구비하며,
상기 교체유닛은,
상기 측정층에서 이동가능하도록 배치되며, 상기 제2 검출기가 수용되고 상기 걸림바가 둘레에 장착된 검출기케이스; 및
상기 검출기케이스와 연결되며, 상기 걸림바를 상기 공급홀의 하측까지 이동시키거나, 상기 걸림바에 걸림된 상기 필터카트리지를 상기 제1 검출기에 근접위치시키도록, 상기 검출기케이스를 상기 에어유입구 측으로 왕복이동시키는 케이스구동부재;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제13항에 있어서,
상기 검출기케이스에서 상기 케이스구동부재와 연결된 구동연결단부 또는 상기 케이스구동부재에는 가이드플레이트가 설치되며,
상기 가이드플레이트는,
상기 밀폐플레이트의 둘레를 회전하는 상기 걸림바를 가이드하도록, 상기 바구동부재와 연결된 상기 걸림바의 연결부가 삽입되어 슬라이드이동되게 외주면을 따라 제1 가이드홈이 형성되고,
상기 걸림바가 상기 검출기케이스와 함께 왕복이동되도록, 상기 걸림바의 연결부에 형성된 내측돌기가 삽입조립되게 상기 제1 가이드홈에 제2 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제13항에 있어서,
상기 측정층에 설치된 상기 에어흡입기의 흡입노즐을 기준으로, 상기 에어유입구 측과 상기 에어유입구의 반대 측 각각에는, 상기 필터카트리지를 이동을 제한하는 필터스토퍼가 상기 장치케이스의 상기 측정층의 내면에 돌출되어 형성되며,
상기 검출기케이스에 이동에 의해 상기 걸림바와 함께 상기 필터카트리지가 상기 에어유입구 측으로 이동 시, 상기 개구플레이트와 밀폐플레이트가 상기 필터스토퍼에 밀착지지되도록 상기 개구플레이트와 밀폐플레이트에 오링부재가 장착된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제10항에 있어서,
상기 측정층에 수용된 상기 필터카트리지와 상기 공급층에 수용된 복수 개의 새로운 상기 필터카트리지에는 순차적으로 번호가 인쇄된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제9항에 있어서,
상기 장치케이스에 장착된 컨트롤러;
상기 검출유닛과 전기적으로 연계되어 상기 검출유닛의 방사선 측정결과를 유선 또는 무선으로 송신하고, 상기 컨트롤러에 제어값이 입력되도록 상기 제어값을 유선 또는 무선으로 수신하는 송수신부; 및
상기 포집유닛의 위치 및 측정시간을 알려주는 지피에스;를 더 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 검출유닛, 송수신부, 및 지피에스를 제어하고, 상기 교체유닛과도 전기적으로 연계되어 상기 교체유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제17항에 있어서,
상기 장치케이스에는 상기 검출유닛, 컨트롤러, 송수신부, 지피에스, 교체유닛과 전기적으로 연결되어 전기를 공급하는 전원부가 설치되며,
상기 전원부는,
상기 장치케이스에 설치된 배터리; 및
태양광발전으로 상기 배터리를 충전하도록 상기 배터리와 전기적으로 연계된 태양광패널;을 구비하여,
상기 전원부는 상기 태양광패널로 전기를 자체생산하여 공급하거나, 외부전원과 연결되는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제17항에 있어서,
상기 장치케이스는 이동대차에 설치되고, 상기 이동대차는 상기 컨트롤러에 의해 이동이 제어되는 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 장치케이스는 상기 에어유입구의 외측 상부에 상기 에어유입구를 커버링하도록 커버가 설치된 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 필터카트리지는 상기 유리섬유필터부가 상기 차콜필터부로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 방사능 측정장치.