KR102098334B1 - 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법 - Google Patents

원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 토양시료 채취장치는 내부에 수용공간을 갖는 긴 형상의 본체; 상부와 하부가 개방되고, 상기 본체 내부에 삽입되어 종방향으로 배열되는 다수의 시료 케이스; 를 포함하고, 상기 본체는 결합 및 분리가 가능한 제1 본체 및 제2 본체를 포함하고, 상기 제1 본체 및 상기 제2 본체는 결합된 상태에서 내부에 상기 시료 케이스를 수용할 수 있고, 상기 제1 본체 및 상기 제2 본체가 분리된 상태에서 각각의 상기 시료 케이스를 상기 본체로부터 이동할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 간단하고 효율적인 방법으로 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 채취하여, 방사능 핵종 검출과 방사능 오염도를 깊이별로 정확하게 측정할 수 있는 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법 {Soil sample collection apparatus and method for measuring residual radioactivity at nuclear facilities}
본 발명은 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법에 관한 것이다.
전 세계 원전은 2019년 04월 기준으로 총 676기가 있으며, 가동 중인 원전 450기 중 30년 이상 노후 원전은 300기에 달하고 있다. 따라서, 향후 원전해체 산업의 비중은 매우 높아질 것이며, 특히 노후화된 시설의 안전한 해체와 함께 오염된 부지를 정상 부지로 복원하기 위한 작업은 매우 중요하다.
원자력 시설의 해체 부지에 대한 기준으로, 국내에는 원자력안전위원회고시 제2016-33호에서 해체후 부지 등을 무제한적으로 재이용하는 경우, 잔류방사능에 의한 예상 가능한 모든 피폭경로를 고려한 결정집단의 개인에 대한 피폭선량은 유효선량을 기준으로 연간 0.1 mSv를 초과하지 아니하여야 한다.
국외의 경우에는 IAEA(International Atomic Energy Agency)에서 해체부지의 제한 없는 재이용을 위한 연간 유효선량을 0.3 mSv 이하로 유지되도록 규정하고 있다.
원자력시설 해체공사를 완료한 후 해체 부지 및 잔류 건물을 다른 용도로 사용이 가능한 수준으로 만들기 위해 부지의 복원 건전성 평가가 이루어지는데, 복원 건전성 평가의 첫 단계로 부지 내 잔류 방사능을 평가한다.
부지의 잔류 방사능 평가는 오염지역 내 토양시료를 채취하여 통계학적으로 처리하게 되는데 깊이별로 토양시료를 정확하게 채취해야 잔류 방사능 평가를 정확하게 할 수 있다.
종래에는 토양샘플을 채취하기 위해 관 형상의 채취기를 동력수단이 연결된 상태에서 회전시키거나 타격장치를 이용하여 타격시킴으로써, 채취기가 지층 내부로 관입되면서 내부에 관입된 깊이만큼의 토양이 채워지고, 이후 채취기를 지상으로 올려 토양샘플을 얻을 수 있다.
토양샘플이 담긴 시료통을 수직으로 세우고 원형의 아크릴판을 시료통 안으로 밀어넣어 토양샘플이 시료통 상부로 압출되게 한다. 다음에, 압출된 토양을 자로 측정한 후 강선이나 얇은 판을 사용하여 수평으로 절단한다. 이러한 방식으로 토양샘플의 퇴적 순서에 따른 시료의 채취가 이루어진다.
이러한 종래의 방법은 토양샘플을 별도의 측정 기구를 이용하여 토양샘플의 두께를 측정하고 사람이 직접 절단하기 때문에 깊이별로 정확한 토양시료를 얻기 힘들고, 작업의 편의성 및 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
이에 따라, 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 정확하게 채취하여 방사능 오염도를 측정할 수 있는 토양시료 채취 장치 및 방법이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-0996639호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 간단하고 효율적인 방법으로 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 채취하여, 방사능 핵종 검출과 방사능 오염도를 깊이별로 정확하게 측정할 수 있는 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 토양시료 채취 장치는, 내부에 수용공간을 갖는 긴 형상의 본체; 상부와 하부가 개방되고, 상기 본체 내부에 삽입되어 종방향으로 배열되는 다수의 시료 케이스; 를 포함하고, 상기 본체는 결합 및 분리가 가능한 제1 본체 및 제2 본체를 포함하고, 상기 제1 본체 및 상기 제2 본체는 결합된 상태에서 내부에 상기 시료 케이스를 수용할 수 있고, 상기 제1 본체 및 상기 제2 본체가 분리된 상태에서 각각의 상기 시료 케이스를 상기 본체로부터 이동할 수 있다.
또한, 상기 제1 본체 및 상기 제2 본체는 반원통의 형상을 갖는다.
또한, 상기 시료 케이스의 하부 전체를 지지할 수 있도록 상기 시료 케이스와 대응되는 형상의 얇은 판으로 형성된 분리판; 을 더 포함하고, 상기 분리판은 각각의 상기 시료 케이스를 상기 본체로부터 이동하기 위해 사용된다.
또한, 상기 제1 본체와 상기 제2 본체가 삽입되어 지지되고 하단부가 내측으로 경사지게 형성되는 하부 커넥터; 를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 토양시료 채취장치를 이용하여 토양시료를 땅속 깊이별로 채취하는 방법은, 상기 토양시료 채취장치는 긴 원통 형상을 갖고 종방향으로 분리 가능한 본체와, 상부와 하부가 개방되고 상기 본체 내부에 삽입되어 종방향으로 배열되는 다수의 시료 케이스를 포함하고, 상기 시료 케이스가 상기 본체 내부에 삽입되어 종방향으로 배열된 상태에서 상기 토양시료 채취장치를 땅속으로 투입하여 상기 시료 케이스 내에 토양이 들어가게 하는 단계; 땅속에 투입된 상기 토양시료 채취장치를 지상으로 꺼내는 단계; 상기 본체를 종방향으로 분리하여 상기 시료 케이스가 노출되게 하는 단계; 상기 시료 케이스들 사이에 분리판을 삽입하여 상부에서부터 각각의 상기 시료 케이스를 상기 본체로부터 이동시키는 단계; 를 포함하는 토양시료 채취장치를 이용하여 토양시료를 땅속 깊이별로 채취한다.
본 발명에 따르면, 간단하고 효율적인 방법으로 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 채취하여, 방사능 핵종 검출과 방사능 오염도를 깊이별로 정확하게 측정할 수 있는 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 토양시료 채취 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 주요 구성요소들이 분해된 상태를 도시하는 분해도이다.
도 3은 도 1의 토양시료 채취 장치의 길이방향 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 토양시료 채취 장치를 이용하여 토양시료를 깊이별로 채취하는 과정을 순차적으로 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 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 실시예에 따른 토양시료 채취 장치를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1에서 주요 구성요소들이 분해된 상태를 도시하는 분해도이다. 도 3은 도 1의 토양시료 채취 장치의 길이방향 단면도이다. 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 토양시료 채취 장치를 이용하여 토양시료를 깊이별로 채취하는 과정을 순차적으로 도시하는 도면이다.
본 발명은 간단하고 효율적인 방법으로 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 채취하여, 방사능 핵종 검출과 방사능 오염도를 깊이별로 정확하게 측정할 수 있는 토양시료 채취 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 잔류 방사능 측정 외에도 토양시료를 깊이별로 채취하여 오염도 등을 측정하기 위한 곳에는 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 토양시료 채취 장치(100)는 본체(110), 하부 커넥터(120), 상부 커넥터(130), 시료 케이스(150), 분리판(160)을 포함한다.
본체(110)는 긴 형상을 갖고 내부에 수용공간이 형성된다. 예를 들어, 본체(110)는 긴 원통 형상을 가질 수 있다.
본체(110)는 결합 및 분리가 가능한 제1 본체(111) 및 제2 본체(112)를 포함한다. 예를 들어, 제1 본체(111) 및 제2 본체(112)은 각각 원통형의 본체(110)가 길이방향으로 절단된 반원통의 형상이 될 수 있다.
제1 본체(111)의 하단부에는 본체(110)의 형상에 대응되게 하부 지지대(111b)가 원형으로 돌출되고, 제2 본체(112)의 상단부에는 본체(110)의 형상에 대응되게 상부 지지대(112b)가 원형으로 돌출될 수 있다.
이때, 제1 본체(111)의 상부는 제2 본체(112)의 상부 지지대(112b)에 의해 지지되고, 제2 본체(112)의 하부는 제1 본체(111)의 하부 지지대(111b)에 의해 지지되어, 제1 본체(111)와 제2 본체(112)가 결합된 상태에서 안정적이고 견고한 결합이 이루어질 수 있다.
시료 케이스(150)는 상부와 하부가 개방된 형상을 갖고, 다수 개가 본체(110) 내부에 삽입되어 종방향으로 배열된다. 시료 케이스(150)는 원통형, 다각형 등 다양한 형상으로 될 수 있고, 토양시료(10)의 깊이별 토질 확인과 채취상태를 확인하기 위해 투명한 재질로 형성될 수 있다. 시료 케이스(150)는 예를 들어, 10cm와 같이 일정한 높이를 갖도록 제작될 수 있다.
제1 본체(111) 및 제2 본체(112)는 결합된 상태에서 내부에 시료 케이스(150)를 수용할 수 있다. 제1 본체(111) 및 제2 본체(112)가 분리된 상태에서, 각각의 시료 케이스(150)를 본체(110)로부터 이동하여 잔류 방사능 등을 측정할 수 있다.
하부 커넥터(120)는 제1 본체(111)와 제2 본체(112)가 삽입되어 본체(110)의 하부가 지지되게 하고, 토양시료(10)이 투입될 수 있게 상부와 하부가 개방된다. 하부 커넥터(120)는 하단부가 내측으로 경사지게 형성되어, 토양시료 채취 장치가 땅속으로 용이하게 삽입될 수 있게 한다. 하부 커넥터(120)는 제1 본체(111)와 결합되거나 일체로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 하부 커넥터(120)의 하부에는 내측을 향해 일부 돌출되는 단턱부(121)가 형성된다. 제1 본체(111) 및 제2 본체(112)와 시료 케이스(150)는 하부 커넥터(120)의 단턱부(121)에 의해 지지되어 외부로 이탈되지 않게 된다.
상부 커넥터(130)는 제1 본체(111)와 제2 본체(112)가 삽입되어 본체(110)의 상부가 지지되게 한다. 상부 커넥터(130)는 제2 본체(112)와 결합되거나 일체로 형성될 수 있다.
제1 본체(111) 및 제2 본체(112)와 상부 커넥터(130)에는 각각 관통 개구(111a, 112a, 132)가 형성된다. 볼트와 같은 체결부재(133)가 관통 개구(111a, 112a, 132)를 통해 삽입되어, 제1 본체(111) 및 제2 본체(112)와 상부 커넥터(130)는 서로 결합될 수 있다.
상부 커넥터(130)의 상부에는 나사산이 형성된 축부(131)가 형성되어 핸들(140)이나 동력장치(미도시) 등을 축부(131)에 연결할 수 있다. 토양시료 채취 장치(100)에 핸들(140)이나 동력 장치를 연결하는 방식은 나사식으로 연결하는 방식을 포함하여 기술분야에 알려진 여러 가지 방식이 적용될 수 있다.
분리판(160)은 시료 케이스(150)의 하부 전체를 지지할 수 있도록 시료 케이스(150)와 대응되는 형상의 얇은 판으로 형성된다. 이러한 분리판(160)은 각각의 시료 케이스(150)를 본체(110)로부터 이동하기 위해 사용된다.
제1 본체(111)와 제2 본체(112)를 결합할 때는, 제1 본체(111)가 하부 커넥터(120)와 결합된 상태에서 제2 본체(112)를 하부 커넥터(120) 속으로 삽입한다. 다음에, 상부 커넥터(130)의 관통 개구(132)를 제1 본체(111)와 제2 본체(112)의 관통 개구(111a, 112a)와 정렬하고 체결부재(133)를 삽입하여 체결한다.
제1 본체(111)와 제2 본체(112)를 분리할 때는, 먼저 체결부재(133)를 풀어서 상부 커넥터(130)를 분리하고, 다음에 제2 본체(112)를 위로 들어올린다. 그에 따라, 시료 케이스(150)는 제1 본체(111)에 종방향으로 배열된 상태로 외부에 노출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 토양시료 채취 장치(100)는 본체(110) 내에 다수의 시료 케이스(150)가 종방향으로 배열된 상태에서 제1 본체(111)와 제2 본체(112)를 간단하게 결합 및 분리할 수 있다. 그에 따라, 시료 케이스(150)가 본체(110) 내에 수용된 상태에서 시료 케이스(150) 안으로 토양시료가 들어가게 한 후, 제2 본체(112)를 제1 본체(111)로부터 분리하여 각각의 시료 케이스(150)를 분리판(160)에 의해 분리함으로써, 토양시료를 깊이별로 간편하면서도 정확하게 채취할 수 있다.
이하에서는, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 본 발명의 토양시료 채취 장치(100)를 이용하여 토양시료를 채취하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 토양시료 채취 장치(100)의 본체(110)를 분해하고 내부에 시료 케이스(150)를 삽입한 다음 본체(110)를 결합한다.
토양시료 채취 장치(100)를 지면에 설치하기 전에 측정지점 부지에 탐침봉(미도시)을 수직으로 찔러 넣어 심토 내에 존재하는 암반, 콘크리트 잔여물 등의 단단한 물질이 있는지 사전에 지반상태를 확인한다.
다음에, 상부 커넥터(130) 위에 핸들(140)을 결합하고, 토양시료 채취 장치(100)를 측정지점 부지에 위치시킨 다음, 핸들(140)을 회전하여 토양시료 채취 장치(100)를 원하는 깊이까지 땅속으로 투입한다. 사용자가 해머 등을 이용하여 핸들(140)을 타격하여 토양시료 채취 장치(100)를 지면으로 투입할 수도 있고, 상부 커넥터(130)의 위에 동력장치(미도시)가 결합되어 사용자가 수직이 되도록 잡아주면서 토양시료 채취 장치(100)를 지면으로 투입할 수도 있다.
다음에, 도 4b를 참조하면, 토양시료 채취 장치(100)가 땅속으로 투입되면서 토양시료(또는 토양)(10)는 하부 커넥터(111b)를 거쳐 본체(110) 내에 장착된 시료 케이스(150)에 수용된다.
다음에, 도 4c를 참조하면, 지렛대(20)와 같은 장비를 이용하여 토양시료 채취 장치(100)를 지상으로 끌어올린다. 이를 위해, 지렛대(20)의 일 측을 로프를 이용하여 토양시료 채취 장치(100)의 상부 커넥터(130)에 연결하고, 지렛대(20)의 타 측에 힘을 가해 토양시료 채취 장치(100)를 끌어올린다.
도 4d는 토양시료 채취 장치(100)가 지상으로 완전히 올려진 상태를 도시하고 있다. 다음에, 본체(110)로부터 상부 커넥터(130)를 분리하고, 제2 본체(112)를 위로 들어올려 시료 케이스(150)가 제1 본체(111)에 적층된 상태로 노출되게 하여, 원하는 깊이까지 토양시료(10)가 채취되었는지 확인한다.
다음에, 도 4e를 참조하면, 분리판(160)을 시료 케이스(150) 사이의 틈에 삽입하여 위에서부터 순서대로 시료 케이스(150)를 본체(110)로부터 이동하여 깊이에 따라 분류한다. 분류된 토양시료는 적절한 전처리를 한 후 핵종분석 및 오염도 검사를 진행한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 토양시료 채취 장치(100) 및 방법에 따르면, 간단하고 효율적인 방법으로 원자력이용시설 부지의 토양시료를 깊이별로 정확하게 채취하여 방사능 핵종 검출과 방사능 오염도를 깊이별로 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 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 : 토양시료
20 : 지렛대
100 : 토양시료 채취 장치
110 : 본체
111 : 제1 본체
111a : 관통 개구
111b : 하부 지지대
112 : 제2 본체
112a : 관통 개구
112b : 상부 지지대
120 : 하부 커넥터
121 : 단턱부
130 : 상부 커넥터
131 : 축부
132 : 관통 개구
133 : 체결부재
140 : 핸들
150 : 시료 케이스
160 : 분리판

Claims (5)

  1. 토양시료 채취 장치에 있어서,
    하부가 개방되고 내부에 수용공간을 갖고, 결합 및 분리가 가능한 제1 본체 및 제2 본체를 포함하는 긴 형상의 본체;
    상부와 하부가 개방되고, 상기 본체 내부에 삽입되어 종방향으로 배열되는 다수의 시료 케이스;
    상기 제1 본체와 상기 제2 본체가 삽입되어 지지되고 하단부가 내측으로 경사지게 형성되는 하부 커넥터;
    를 포함하고,
    상기 제1 본체 및 상기 제2 본체는 각각 원통형의 본체가 길이방향으로 절단된 반원통의 형상을 가져서, 결합된 상태에서 내부에 상기 시료 케이스를 종방향으로 적층되게 수용할 수 있고,
    상기 본체 내부에 상기 시료 케이스가 수용된 상태에서, 상기 본체가 땅속으로 삽입됨으로써 상기 시료 케이스 내부에 토양이 수용될 수 있고,
    상기 제1 본체의 하단부는 상기 본체의 형상에 대응되게 하부 지지대(111b)가 돌출 형성되어 원통형을 이루고,
    상기 제2 본체는 상기 하부 지지대(111b) 위에 지지되고,
    상기 하부 커넥터의 하부에는 내측을 향해 일부 돌출되는 단턱부(121)가 형성되어, 상기 제1 본체, 상기 제2 본체 및 상기 시료 케이스는 상기 단턱부(121)에 의해 지지되어 외부로 이탈되지 않고,
    상기 하부 커넥터는 상기 제2 본체의 하단부 위로 소정 길이만큼 연장되고,
    상기 시료 케이스 내부에 토양이 수용된 후 토양 시료를 채취할 때는, 상기 제2 본체를 위로 들어올려 상기 시료 케이스가 상기 하부 커넥터 및 상기 제1 본체에 지지되어 종방향으로 배열된 상태에서 외부에 노출된 각각의 상기 시료 케이스를 상기 제1 본체로부터 이동할 수 있는 토양시료 채취 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시료 케이스의 하부 전체를 지지할 수 있도록 상기 시료 케이스와 대응되는 형상의 얇은 판으로 형성된 분리판;
    을 더 포함하고,
    상기 분리판은 각각의 상기 시료 케이스를 상기 본체로부터 이동하기 위해 사용되는 토양시료 채취 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020190125133A 2019-10-10 2019-10-10 원자력 이용시설 부지의 잔류 방사능 측정을 위한 토양시료 채취 장치 및 방법 KR102098334B1 (ko)

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