KR102114653B1 - 펄스형 이온화 챔버를 이용한 액티브 라돈과 토론 측정 방법 및 시스템 - Google Patents

펄스형 이온화 챔버를 이용한 액티브 라돈과 토론 측정 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 내부에 공기를 수용할 수 있는 내부 공간, 상기 내부 공간에 연결되는 공기 주입구(air inlet) 및 공기 배출구(air outlet)를 포함하며 표면에 바이어스 전원을 인가하여 내부에 전기장을 형성하는 펄스형 이온화 챔버, 상기 공기 주입구에 연결되는 공기 주입 호스, 상기 공기 배출구에 연결되는 공기 배출 호스, 상기 펄스형 이온화 챔버에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 공기를 주입하거나 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 에어펌프, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치되며 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00153
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00154
: Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
Figure 112018109804904-pat00155
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00156
: Tn)의 농도를 측정하는 농도 측정부 및 상기 에어펌프 및 상기 농도 측정부의 전원의 온, 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

펄스형 이온화 챔버를 이용한 액티브 라돈과 토론 측정 방법 및 시스템{ACTIVE RADON AND THORON MEASUREMENT METHODS AND SYSTEM USING PULSED IONIZATION CHAMBER}
본 발명은 펄스형 이온화 챔버를 이용한 액티브 라돈 및 토론 측정 방법 및 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 펄스형 이온화 챔버에 액티브한 공기 흐름을 이용하여 라돈 및 토론을 분리하여 측정할 수 있는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법 및 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템에 관한 것이다.
라돈(Rn: Radon)이란 원자번호 86번의 주기율표 18족에 속하는 비활성 기체 원소로, 색, 냄새 및 맛이 없는 기체이다. 표준 상태(273.15K, 1기압)에서의 밀도는 9.73g/L로, 공기보다 약 8배 무거우며 어는점은 202.0K이고, 끓는점은 211.3K이다. 어는점 이하에서는 방사선으로 인해 밝은 노랑색 빛을 내는데, 온도를 낮추면 주황색으로 변하며 물에 약간 녹고, 유기용매에는 보다 잘 녹는 특성이 있다.
일반적으로 라돈은 대기, 화강암, 인광석, 석회석, 변성암 및 흙 등에 소량의 비율로 존재하는 자연 방사능 원소이며,
Figure 112018109804904-pat00001
(라돈: U-238 계열, 반감기 3.8일),
Figure 112018109804904-pat00002
(토론: Th-232 계열, 반감기 55초),
Figure 112018109804904-pat00003
(U-235 계열, 반감기 4초)로 구성되어져 있다. 동위원소들은 서로 다른 붕괴계열에 속하며, 다른 반감기를 가지고 자연계에 존재한다. 이러한 라돈은 강한 방사선을 내보내며, 이는 인체의 건강에 좋지 않은 영향을 가져오므로 이를 측정하는 기술은 매우 중요시되고 있다.
이러한 라돈 중 특히
Figure 112018109804904-pat00004
(토론: Th-232 계열, 반감기 55초)은 반감기가 짧기 때문에 빨리 붕괴되므로 라돈(
Figure 112018109804904-pat00005
)에 비해 인체 위해성이 훨씬 낮지만 토론(
Figure 112018109804904-pat00006
: Tn)과 동시에 측정하여 위해성을 판단하여야 한다. 하지만, 아직 펄스형 이온화 챔버를 이용하여 이를 분리하여 측정하는 기술은 전무한 상태이다.
펄스형 이온화 챔버를 이용하여 라돈의 농도를 측정하는 기술 중 현재 상용화되어 라돈아이(FTlab)는 라돈의 붕괴로 발생하는 알파입자로부터 생성되는 공간전하를 측정하는 방식의 기술이며 이 방법은 높은 측정효율(0.36 cpm/dpm)과 Radon과 Polonium의 평형을 기다리지 않고 빠른 시간 내 측정이 가능한 장점이 있으나, 자연 확산에 의한 라돈 측정으로 인해 주변 공기와 평형에 이르는 속도가 느려 정확한 라돈의 농도 측정이 어렵고, 라돈(
Figure 112018109804904-pat00007
)과 토론(
Figure 112018109804904-pat00008
: Tn)을 구분하여 분석이 불가능한 단점이 있다.
한국공개특허공보 제10-0952657호(2018.10.11.)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 라돈 및 토론을 분리하여 측정할 수 있고, 측정의 정확도를 높일 수 있는 펄스형 이온화 챔버를 이용하여 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 라돈 및 토론을 분리하여 측정할 수 있고, 측정의 정확도를 높일 수 있는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 내부에 공기를 수용할 수 있는 내부 공간, 상기 내부 공간에 연결되는 공기 주입구(air inlet) 및 공기 배출구(air outlet)를 포함하며 표면에 바이어스 전원을 인가하여 내부에 전기장을 형성하는 펄스형 이온화 챔버, 상기 공기 주입구에 연결되는 공기 주입 호스, 상기 공기 배출구에 연결되는 공기 배출 호스, 상기 펄스형 이온화 챔버에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 공기를 주입하거나 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 에어펌프, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치되며 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00009
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00010
: Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자로부터 라돈(
Figure 112018109804904-pat00011
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00012
: Tn)의 농도를 측정하는 농도 측정부 및 상기 에어펌프 및 상기 농도 측정부의 전원의 온, 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 농도 측정부가 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00013
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00014
: Tn)의 농도를 측정하기 전에 상기 에어펌프의 전원을 온시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부로 공기를 주입시키고 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 공기 주입 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 농도 측정부는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00015
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00016
: Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 공기 주입 모드 수행 이후에 상기 에어펌프의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 흐름 차단 모드를 수행하고, 상기 농도 측정부는 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00017
)의 농도를 측정하는 라돈 측정 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특정시간은 라돈(
Figure 112018109804904-pat00018
)의 반감기 보다 짧고, 토론(
Figure 112018109804904-pat00019
: Tn)의 반감기의 5배수 보다 길수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 농도 측정부는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00020
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00021
: Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드를 수행하고, 상기 라돈과 토론 측정 모드에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00022
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00023
: Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00024
)의 농도를 제하여 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00025
: Tn)의 농도를 계산하는 토론 농도 계산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00026
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00027
: Tn)의 농도를 측정하기 전에 상기 에어펌프의 전원을 특정시간동안 오프시키고, 상기 에어펌프의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 농도 측정부의 전원을 온 시켜서 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00028
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00029
: Tn)의 농도를 측정하도록 하는 백그라운드 확인 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 공기 주입 호스 또는 상기 공기 배출 호스에 배치되어 상기 공기 주입 호스 또는 상기 공기 배출 호스를 개폐하는 공기 차단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공기 차단부는 복수개이고, 상기 공기 차단부들은, 상기 공기 주입 호스에 배치되어 상기 공기 주입 호스를 개폐하는 제1 공기 차단부 및 상기 공기 배출 호스에 배치되어 상기 공기 배출 호스를 개폐하는 제2 공기 차단부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 공기 차단부 및 상기 제2 공기 차단부가 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스를 개방하도록 제어하고, 상기 에어펌프의 전원을 온하여 외부공기를 상기 공기 주입 호스로 유입시키는 외부 공기 유입 모드 및 상기 제1 공기 차단부 및 상기 제2 공기 차단부가 상기 공기 주입 호스 상기 제1 공기 차단부 및 상기 제2 공기 차단부가 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스를 폐쇄하도록 제어하고, 상기 에어펌프의 전원을 오프하여 외부공기가 상기 공기 주입 호스로 유입되는 것 및 내부 공기가 상기 공기 배출 호스로 배출되는 것을 차단하여 내부 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 주입 차단 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며, 상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스에 연결되어 클로즈드 루프(closed loop)를 형성하는 클로즈드 루프부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 클로즈드 루프부는 제1면에 상기 공기 주입 호스가 연결되는 제1 연결부 및 상기 공기 배출 호스가 연결되는 제2 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부 및 제2 연결부가 상기 클로즈드 루프부의 제1면으로부터 상기 제1면에 반대면인 제2면으로 관통되는 마개의 형상인 클로즈드 루프 리드부 및 내부에 액체를 담는 빈 공간을 가지며, 상부에 상기 클로즈드 루프 리드부가 배치되어 이로부터 내부가 밀폐되는 액체 수용부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부 공간에 수용된 공기의 부피는 상기 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.2 (4 L bottle, 챔버 0.8 L 기준)배 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며, 상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하고, 상기 펄스형 이온화 챔버들 및 상기 챔버 연결부들에 수용된 공기의 부피는 상기 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.4 (4 L bottle, 챔버 및 공기 통로 1.6 L 기준) 배 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 펄스형 이온화 챔버와 연결되며, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기를 건조시키는 흡습건조제(drierite)를 포함하는 에어 필터부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 제어부가 펄스형 이온화 챔버에 연결된 에어펌프의 전원을 온하는 단계, 상기 에어펌프가 공기 주입 호스를 통해 펄스형 이온화 챔버의 내부 공간으로 공기를 주입하여 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브 하게 만드는 공기 주입 모드를 수행하는 단계, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치된 농도 측정부가 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00030
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00031
: Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
Figure 112018109804904-pat00032
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00033
: Tn)의 농도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 상기 제어부가 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계 이후에 상기 에어펌프의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 흐름 차단 단계를 더 포함하고, 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00034
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00035
: Tn)의 농도를 측정하는 단계는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00036
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00037
: Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계 및 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00038
)의 농도를 측정하는 라돈 측정 모드 수행 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특정시간은 라돈(
Figure 112018109804904-pat00039
)의 반감기 보다 짧고, 토론(
Figure 112018109804904-pat00040
: Tn)의 반감기의 5배수 보다 길 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00041
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00042
: Tn)의 농도를 측정하는 단계는 토론 농도 계산부가 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00043
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00044
: Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00045
)의 농도를 제하여 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00046
: Tn)의 농도를 계산하는 토론 농도 계산 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 상기 에어펌프를 온하는 단계 이전에 상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 특정시간동안 오프시키는 단계 및 상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 농도 측정부가 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00047
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00048
: Tn)의 농도를 측정하는 백그라운드 확인 모드 수행 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며, 상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며, 상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하고, 상기 펄스형 이온화 챔버들 및 상기 챔버 연결부들에 수용된 공기의 부피는 클로즈드 루프부의 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.4 배(4 L bottle, 챔버 및 공기 통로 1.6 L 기준) 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 액티브 라돈 및 토론 측정 방법 및 시스템은 에어펌프를 이용하여 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기를 액티브하게 순환시킨 후 라돈의 농도를 측정한다, 따라서, 주변 공기와 평형에 이르는 속도가 느린 라돈이 에어펌프에 의해 주변 공기와 빠르게 평형을 이루어 보다 정확한 라돈 농도를 측정할 수 있다.
또한, 제어부는 에어펌프를 이용하여 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 제어한다. 따라서, 공기 주입시간의 차이와 라돈 동위원소간의 반감기 차이로부터 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기 내의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00049
)과 토론(
Figure 112018109804904-pat00050
: Tn)을 분리하여 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프부를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프 리드부 및 액체 수용부를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프 리드부를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법의 백그라운드 확인 모드 수행 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 및 방법의 라돈 측정 모드를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 및 방법의 라돈과 토론 측정 모드를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 및 방법의 토론 농도 계산 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 및 방법의 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기 흐름을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 펄스형 이온화 챔버(100), 공기 주입 호스(210), 공기 배출 호스(220), 에어펌프(300), 농도 측정부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 표면에 바이어스 전원을 인가하여 내부에 전기장을 형성할 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 접지되어 있을 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 전원부(700)와 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
상기 펄스형 이온화 챔버(100)(PIC: Principle of radon measurement by Ion Chamber)는 내부 공간에 공기를 수용할 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 상기 내부 공간에 연결되는 공기 주입구(110)(air inlet) 및 공기 배출구(120)(air outlet)를 포함할 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개일 수 있다. 따라서, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 개수에 따라서 상기 내부 공간에 수용할 수 있는 공기의 양 및 라돈 및 토론을 측정할 수 있는 공기의 양이 증가할 수 있다.
상기 공기 주입구(110)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 공기 배출구(120)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 하부에 형성될 수 있다. 따라서, 라돈이 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간의 상부로 유입되므로 공기보다 무거운 라돈이 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간에서 하강하며 공기와 보다 신속히 평형을 이룰 수 있다. 또한, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간에서 하강되어 있는 라돈이 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간의 하부로 배출되므로 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기의 배출시 라돈이 상기 내부 공간에 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
상기 공기 주입 호스(210)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)에 연결될 수 있다. 상기 공기 주입 호스(210)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)에 공기가 주입되는 통로를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 주입 호스(210)의 일단은 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)에 연결되고, 상기 일단의 반대단인 타단은 개방되어 상기 타단이 위치한 공간 내의 공기가 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)로 이동되는 통로가 될 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 주입 호스(210)의 일단은 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)에 연결되고, 상기 일단의 반대단인 타단은 클로즈드 루프부(900)에 연결되어 상기 클로즈드 루프부(900) 내부의 공기가 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 주입구(110)로 이동되는 통로가 될 수 있다.
상기 공기 배출 호스(220)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 배출구(120)에 연결될 수 있다. 상기 공기 배출 호스(220)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 배출구(120)에 공기가 배출되는 통로를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 배출 호스(220)의 일단은 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 배출구(120)에 연결되고, 상기 일단의 반대단인 타단은 개방되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기가 공기 배출구(120)를 통해 상기 타단이 위치한 공간으로 이동되는 통로가 될 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 배출 호스(220)의 일단은 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 공기 배출구(120)에 연결되고, 상기 일단의 반대단인 타단은 클로즈드 루프부(900)에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기가 공기 배출구(120)를 통해 상기 클로즈드 루프부(900)로 이동되는 통로가 될 수 있다.
상기 에어펌프(300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간에 공기를 주입하거나 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만들 수 있다. 또는, 상기 에어펌프(300)는 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)에 연결될 수 있다. 상기 에어펌프(300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간의 공기를 이동 및 순환시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 에어펌프(300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간에 측정하고자 하는 공기를 주입할 수 있다. 예를 들면, 상기 에어펌프(300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 내부 공간의 공기와 라돈 및 토론이 평형을 이루도록 할 수 있다.
상기 에어펌프(300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)에 연결되는 위치에 따라서 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기의 이동 방향을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 에어펌프(300)는 상기 공기 주입 호스(210)에 배치되어 상기 공기 주입 호스(210)로부터 상기 펄스형 이온화 챔버(100)로 공기를 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 에어펌프(300)는 상기 공기 배출 호스(220)에 배치되어 상기 공기 배출 호스(220)로부터 상기 펄스형 이온화 챔버(100)로 공기를 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 에어펌프(300)는 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)에 연결되어 사용자 설정에 의해 공기의 이동 방향이 변경될 수 있다.
상기 농도 측정부(400)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 부분적으로 배치될 수 있다. 상기 농도 측정부(400)는 탐침을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 탐침은 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간에서 알파붕괴 발생시 생성된 이온 전하를 감지할 수 있다. 상기 농도 측정부(400)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 누설 전류를 차단하는 가드링을 포함할 수 있다.
상기 농도 측정부(400)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에서 상기 에어펌프(300)에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00051
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00052
: Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
Figure 112018109804904-pat00053
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00054
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 농도 측정부(400)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에서 알파붕괴 발생시 생성된 알파입자를 감지할 수 있다. 예를 들면, 상기 알파입자는
Figure 112018109804904-pat00055
일 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 에어펌프(300) 및 상기 농도 측정부(400)의 전원의 온, 오프 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 에어펌프(300)의 공기 주입 동작 및 공기 배출 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(500)는 라돈(
Figure 112018109804904-pat00056
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00057
: Tn)의 농도를 측정을 위하여 상기 에어펌프(300) 및 상기 농도 측정부(400)의 전원 온. 오프를 제어하여 다양한 모드를 수행할 수 있다. 상기 제어부(500)는 공기 주입 모드, 공기 흐름 차단 모드, 백그라운드 확인 모드, 외부 공기 유입 모드 및 공기 주입 차단 모드를 수행할 수 있다.
상기 공기 주입 모드는 상기 제어부(500)가 상기 에어펌프(300)의 전원을 온시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부로 공기를 주입시키고 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 기능일 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(500)는 상기 에어펌프(300)의 전원을 온시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100)의 상기 공기 주입구(110)에 연결된 상기 공기 주입 호스(210)로부터 외부 공기를 내부로 주입시키고, 상기 공기 배출구(120)에 연결된 공기 배출 호스(220)를 통해 내부 공기를 외부로 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기가 순환되도록 할 수 있다.
상기 공기 주입 모드는 상기 농도 측정부(400)가 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00058
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00059
: Tn)의 농도를 측정하기 전에 수행될 수 있다. 상기 공기 주입 모드는 측정하고자 하는 공기를 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부로 유입하고 순환시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 측정 위치에 상관없이 상기 농도 측정부(400)가 측정하고자 하는 공기의 라돈 및 토론 농도를 보다 정확히 측정할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 농도 측정부(400)가 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00060
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00061
: Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드를 수행하도록 상기 농도 측정부(400)의 전원 온, 오프를 제어할 수 있다. 상기 라돈과 토론 측정 모드는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00062
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00063
: Tn)의 농도를 구분 없이 함께 측정할 수 있다.
상기 공기 흐름 차단 모드에서는 상기 제어부(500)가 상기 에어펌프(300)의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단할 수 있다. 상기 공기 흐름 차단 모드는 상기 공기 주입 모드 수행 이후에 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(500)는 상기 공기 주입 모드를 수행하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기를 이동 및 순환시켜 액티브(활동적)하게 만든 후, 상기 공기 흐름 차단 모드를 수행하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 외부 공기가 유입되지 않도록 할 수 있다.
상기 공기 흐름 차단 모드의 특정시간은 라돈(
Figure 112018109804904-pat00064
)의 반감기 보다 짧고, 토론(
Figure 112018109804904-pat00065
: Tn)의 반감기의 5배수 보다 길다. 예를 들면, 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00066
)의 반감기는 3.8일이고, 토론(
Figure 112018109804904-pat00067
: Tn)의 반감기는 55초이고, 상기 공기 흐름 차단 모드는 3.8일보다 짧으면서 275초보다 긴 시간동안 수행될 수 있다. 따라서, 상기 공기 흐름 차단 모드를 수행하는 동안 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 토론(
Figure 112018109804904-pat00068
: Tn)은 붕괴될 수 있다. 또한, 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00069
)은 붕괴되지 않을 수 있다.
예를 들면, 상기 농도 측정부(400)가 측정한 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 후의 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기 내의 토론(
Figure 112018109804904-pat00070
: Tn)의 농도의 측정값은 0에 가까운 값이 될 수 있고, 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00071
)의 농도의 측정값은 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 전의 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00072
)의 농도 측정값과 동일할 수 있다. 예를 들면, 상기 토론의 측정값은 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 전의 공기 내의 토론(
Figure 112018109804904-pat00073
: Tn)의 농도의 측정값의 0.03125배수 보다 적은 값일 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 농도 측정부(400)가 라돈 측정 모드를 수행하도록 상기 농도 측정부(400)의 전원을 온, 오프할 수 있다. 상기 라돈 측정 모드에서는 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 농도 측정부(400)가 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00074
)의 농도를 측정할 수 있다. 상기 공기 흐름 차단 모드가 수행되면 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 담긴 공기는 특정 시간동안 토론(
Figure 112018109804904-pat00075
: Tn)이 붕괴되므로 라돈(
Figure 112018109804904-pat00076
)만이 남게되어 상기 농도 측정부(400)가 라돈(
Figure 112018109804904-pat00077
)만의 농도를 측정할 수 있다.
상기 백그라운드 확인 모드에서는 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00078
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00079
: Tn)의 농도를 측정하기 전에 상기 제어부(500)가 상기 에어펌프(300)의 전원을 특정시간동안 오프시키고, 상기 에어펌프(300)의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 제어부(500)가 상기 농도 측정부(400)의 전원을 온 시켜서 상기 농도 측정부(400)가 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00080
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00081
: Tn)의 농도를 측정하도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 백그라운드 확인 모드는 상기 라돈과 토론 측정 모드 또는 상기 라돈 측정 모드 이전에 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 백그라운드 확인 모드는 20분간 수행될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 9와 같이 상기 제어부(500)는 상기 백그라운드 확인 모드, 상기 공기 주입 모드, 상기 공기 흐름 차단 모드 및 상기 라돈 측정 모드를 순차적으로 수행하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00082
)의 농도를 측정할 수 있다.
예를 들면, 도 10과 같이 상기 제어부(500)는 상기 백그라운드 확인 모드, 상기 공기 주입 모드 및 상기 라돈과 토론 측정 모드를 순차적으로 수행하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00083
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00084
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 토론 농도 계산부(600), 공기 차단부(211, 221), 전원부(700) 및 에어 필터부(800)를 더 포함할 수 있다.
상기 토론 농도 계산부(600)는 상기 라돈과 토론 측정 모드에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00085
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00086
: Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00087
)의 농도를 제하여 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00088
: Tn)의 농도를 계산할 수 있다. 예를 들면, 도 11과 같이 상기 라돈과 토론 측정 모드, 상기 라돈 측정 모드를 순차적으로 수행 후 상기 토론 농도 계산부(600)는 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00089
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00090
: Tn)의 농도에서 상기 라돈(
Figure 112018109804904-pat00091
)의 농도를 제하여 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00092
: Tn)의 농도를 계산할 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 토론 농도 계산부(600)가 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00093
: Tn)의 농도를 계산하도록 제어할 수 있다.
상기 공기 차단부(211, 221)는 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)에 배치되어 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)를 개폐할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 차단부(211, 221)는 상기 에어펌프(300)가 동작시에는 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)를 개방하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부로 공기가 유입될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 차단부(211, 221)는 상기 에어펌프(300)가 오프시에는 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)를 폐쇄하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기가 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다. 상기 공기 차단부(211, 221)는 상기 제어부(500)와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 공기 주입 호스(210) 또는 상기 공기 배출 호스(220)를 개폐하거나 또는 사용자에 의해 수동으로 개폐될 수 있다.
상기 공기 차단부(211, 221)는 복수개일 수 있다. 상기 공기 차단부(211, 221)들은 제1 공기 차단부(211) 및 제2 공기 차단부(221)를 포함할 수 있다.
상기 제1 공기 차단부(211)는 상기 공기 주입 호스(210)에 배치되어 상기 공기 주입 호스(210)를 개폐할 수 있다. 상기 제1 공기 차단부(211)는 상기 제어부(500)와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 공기 주입 호스(210)를 개폐하거나 또는 사용자에 의해 수동으로 개폐될 수 있다. 상기 제1 공기 차단부(211)는 상기 에어펌프(300)가 온 된 경우 개방되고, 상기 에어펌프(300)가 오프 된 경우 폐쇄될 수 있다.
상기 제2 공기 차단부(221)는 상기 공기 배출 호스(220)에 배치되어 상기 공기 배출 호스(220)를 개폐할 수 있다. 상기 제2 공기 차단부(221)는 상기 제어부(500)와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 공기 배출 호스(220)를 개폐하거나 또는 사용자에 의해 수동으로 개폐될 수 있다. 상기 제2 공기 차단부(221)는 상기 에어펌프(300)가 온 된 경우 개방되고, 상기 에어펌프(300)가 오프 된 경우 폐쇄될 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 에어펌프(300), 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)를 이용하여 외부 공기 유입 모드 및 공기 주입 차단 모드를 수행할 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)가 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)를 개방하도록 제어하고, 상기 에어펌프(300)의 전원을 온하여 외부공기를 상기 공기 주입 호스(210)로 유입시키는 외부 공기 유입 모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)가 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)를 폐쇄하도록 제어하고, 상기 에어펌프(300)의 전원을 오프하여 외부공기가 상기 공기 주입 호스(210)로 유입되는 것 및 내부 공기가 상기 공기 배출 호스(220)로 배출되는 것을 차단하여 내부 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 주입 차단 모드를 수행할 수 있다.
상기 전원부(700)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100), 상기 에어 펌프, 상기 농도 측정부(400), 상기 제어부(500), 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원부(700)는 가정용 또는 산업용 전력에 연결가능한 전원 어댑터를 포함할 수 있다.
상기 전원부(700)는 배터리일 수 있다. 상기 배터리는 1차전지 또는 2차전지일 수 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 상기 전원부(700)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100), 상기 에어 펌프, 상기 농도 측정부(400), 상기 제어부(500), 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)에 전원을 공급할 수 있는 목적이 달성된다면 그 종류 및 형상에 제한은 없다.
상기 에어 필터부(800)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)와 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기를 건조시킬 수 있다. 상기 에어 필터부(800)는 흡습건조제(drierite)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공기의 수분을 제거하여 보다 정확한 라돈 및 토론 측정 결과를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 나타내는 구성도이다.
본 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 챔버 연결부(130)를 제외하고는 도 1의 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1의 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 복수개의 펄스형 이온화 챔버(100) 및 챔버 연결부(130)를 포함한다.
상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개일 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들은 상기 챔버 연결부(130)를 통해 서로 연결될 수 있다. 상기 챔버 연결부(130)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들간에 공기 이동 통로를 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 12와 같이 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개이고, 제1 펄스형 이온화 챔버(101) 및 제2 펄스형 이온화 챔버(102)를 포함하며, 상기 제1 펄스형 이온화 챔버(101)의 공기 배출구(120)는 상기 챔버 연결부(130)의 제1단에 연결되고, 상기 제2 펄스형 이온화 챔버(102)의 공기 주입구(110)는 상기 제1단의 반대단인 상기 챔버 연결부(130)의 타단에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 펄스형 이온화 챔버(101)의 공기가 상기 제2 펄스형 이온화 챔버(102)로 상기 챔버 연결부(130)를 통해 이동할 수 있다. 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들의 내부 공간의 크기에 따라서 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 측정 가능 용량이 변할 수 있다. 또한, 상기 에어펌프(300)에 의해 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들 내부 공간의 공기의 이동 방향, 속도 및 이동 양이 조절될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프부를 나타내는 구성도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프 리드부 및 액체 수용부를 나타내는 구성도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 클로즈드 루프 리드부를 나타내는 구성도이다.
본 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 클로즈드 루프부(900)를 제외하고는 도 1 또는 도 2의 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 중 어느 하나와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 또는 도 2의 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템 중 어느 하나와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 클로즈드 루프부(900)를 포함한다.
상기 클로즈드 루프부(900)는 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)에 연결되어 클로즈드 루프(closed loop)를 형성할 수 있다. 상기 클로즈드 루프는 상기 클로즈드 루프부(900), 상기 공기 주입 호스(210), 상기 공기 주입구(110), 상기 펄스형 이온화 챔버(100), 상기 공기 배출구(120) 및 상기 공기 배출 호스(220)의 내부 공간들이 연결되어 공기의 이동 통로를 제공하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 제1면에 상기 공기 주입 호스(210)가 연결되며 상기 제1면의 반대면인 제2면으로 관통되고, 제1면에 상기 공기 배출 호스(220)가 연결되며 상기 제2면으로 관통되는 마개를 포함하는 용기의 형상일 수 있다.
상기 클로즈드 루프부(900)는 클로즈드 루프 리드부(910) 및 액체 수용부(920)를 포함할 수 있다.
상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 제1면에 상기 공기 주입 호스(210)가 연결되는 제1 연결부(911) 및 상기 공기 배출 호스(220)가 연결되는 제2 연결부(912)를 포함할 수 있다. 상기 제1 연결부(911) 및 제2 연결부(912)가 상기 클로즈드 루프부(900)의 제1면으로부터 상기 제1면에 반대면인 제2면으로 관통되는 마개의 형상일 수 있다.
예를 들면, 도 4와 같이 상기 제1 연결부(911)는 상기 공기 주입 호스(210)에 연결되며 제1 공기 차단부(211)가 배치되고, 상기 제2 연결부(912)는 상기 공기 배출 호스(220)에 연결되며 제2 공기 차단부(221)가 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 5와 같이 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 제1면에 상기 공기 주입 호스(210)가 연결되는 제1 연결부(911) 및 상기 공기 배출 호스(220)가 연결되는 제2 연결부(912)를 포함하며, 상기 제1 연결부(911) 및 제2 연결부(912)가 상기 클로즈드 루프부(900)의 제1면으로부터 상기 제1면에 반대면인 제2면으로 관통되고, 상기 제1 연결부(911)는 상부 측면으로부터 연장되고 종단이 개방된 관의 형상을 갖는 제1 개방부를 포함하며, 상기 제2 연결부(912)는 상부 측면으로부터 연장되고 종단이 개방된 관의 형상을 갖는 제2 개방부를 포함하고, 상기 제1 개방부에는 제1 공기 차단부(211)가 배치되고, 상기 제2 개방부에는 제2 공기 차단부(221)가 배치될 수 있다.
상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 상기 액체 수용부(920)의 상부에 배치되어 상기 액체 수용부(920)를 밀폐할 수 있다. 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 탄성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 코르크, 고무 또는 플라스틱의 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 상기 클로즈드 루프 리드부(910)와 상기 액체 수용부(920)의 상부 사이의 밀폐를 돕는 목적이 달성될 수 있는 다양한 형상 및 재질로 이루어질 수 있다.
상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 상기 클로즈드 루프 리드부(910)와 상기 액체 수용부(920)의 상부의 밀폐를 돕는 밀폐 보조 기구를 포함할 수 있다. 상기 밀폐 보조 기구는 탄성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 클로즈드 루프 리드부(910)는 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 원형 또는 나선형의 고무링 또는 플라스틱링의 밀폐 보조 기구를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 상기 밀폐 보조 기구는 상기 클로즈드 루프 리드부(910)와 상기 액체 수용부(920)의 상부 사이의 밀폐를 돕는 목적이 달성될 수 있는 다양한 형상 및 재질로 이루어질 수 있다.
상기 액체 수용부(920)는 내부에 액체를 담는 빈 공간을 가질 수 있다. 상기 액체 수용부(920)는 상부에 상기 클로즈드 루프 리드부(910)가 배치되어 이로부터 내부가 밀폐될 수 있다. 상기 클로즈드 루프 리드부(910) 및 상기 액체 수용부(920)는 상기 공기 주입 호스(210), 상기 액체 수용부(920)의 내부 공간 및 상기 공기 배출 호스(220)를 연결하는 공기의 이동 경로를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간과 함께 공기의 이동 경로의 클로즈드 루프(순환 경로)를 형성할 수 있다.
상기 액체 수용부(920)에는 액체가 담길 수 있다. 따라서, 상기 액체 수용부(920)에 담겨 있는 액체에서 공기중으로 배출되는 라돈 및 토론의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 수용부(920)에는 부분적으로 액체가 수용되며, 상기 에어펌프(300)에 의해 상기 액체 수용부(920)에서 상기 액체를 제외한 내부 공간의 공기가 상기 클로즈드 루프 내에서 이동하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100)내부 공간으로 이동하고 상기 농도 측정부는 상기 이동된 공기의 라돈 및 토론의 농도를 측정할 수 있다.
상기 액체 수용부(920)의 크기는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 크기와 특정 비율을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 수용부(920)의 크기는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간에 수용된 공기의 부피가 상기 액체 수용부(920)에 수용된 액체의 부피의 0.2배 이하가 되도록 하는 크기일 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 수용부(920)의 크기는 4L의 공기 또는 액체를 수용할 수 있는 크기이고, 상기 펄스평 이온화 챔버(100)의 내부 공간의 크기는 0.8L의 공기를 수용할 수 있는 크기와 같거나 작을 수 있다.
또한, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들은 서로 챔버 연결부(130)로 연결되며, 상기 챔버 연결부(130)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들간에 공기 이동 통로를 제공하고, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들 및 상기 챔버 연결부(130)들에 수용된 공기의 부피는 상기 액체 수용부(920)에 수용된 공기의 부피의 0.4배 이하일 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 수용부(920)의 크기는 4L의 공기 또는 액체를 수용할 수 있는 크기이고, 상기 펄스평 이온화 챔버(100)들 및 상기 챔버 연결부(130)들의 내부 공간의 총 크기는 1.6L의 공기를 수용할 수 있는 크기와 같거나 작을 수 있다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 라돈 또는 토론의 농도, 상기 제어부의 제어 정보, 상기 에어펌프의 온, 오프 정보 또는 상기 농도 측정부의 온, 오프 정보를 표시할 수 있는 표시부를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법의 백그라운드 확인 모드 수행 단계를 나타내는 흐름도이다.
본 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템에서 수행되며 카테고리만 상이할뿐 실질적으로 내용이 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 5의 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하며, 단계간의 연관관계 및 흐름만을 추가적으로 설명한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 에어펌프를 온하는 단계(S100), 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200) 및 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)를 포함한다. 상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)는 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100) 이후에 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 6과 같이 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100), 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200) 및 상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)가 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 에어펌프를 온하는 단계(S100)는 제어부(500)가 펄스형 이온화 챔버(100)에 연결된 에어펌프(300)의 전원을 온할 수 있다. 상기 제어부(500), 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 및 상기 에어펌프(300)는 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 제어부(500), 펄스형 이온화 챔버(100) 및 에어펌프(300)과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200)는 상기 에어펌프(300)가 공기 주입 호스(210)를 통해 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간으로 공기를 주입하여 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기의 흐름을 액티브 하게 만들 수 있다. 상기 공기 주입 모드는 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 공기 주입 모드와 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에 부분적으로 배치된 농도 측정부(400)가 상기 에어펌프(300)에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00094
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00095
: Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
Figure 112018109804904-pat00096
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00097
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)에서는 상기 농도 측정부(400)가 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부에서 알파붕괴 발생시 생성된 알파입자를 감지할 수 있다. 예를 들면, 상기 알파입자는
Figure 112018109804904-pat00098
일 수 있다.
상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)는 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310), 라돈 측정 모드 수행 단계(S330) 및 토론 농도 계산 단계(S340)를 포함할 수 있다.
상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310)는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00099
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00100
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 공기 흐름 차단 단계(S320)를 포함할 수 있다. 상기 공기 흐름 차단 단계(S320)는 상기 제어부가 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계 이후에 상기 에어펌프의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단할 수 있다. 상기 특정시간은 라돈(
Figure 112018109804904-pat00101
)의 반감기 보다 짧고, 토론(
Figure 112018109804904-pat00102
: Tn)의 반감기의 5배수 보다 길다.
상기 라돈 측정 모드 수행 단계(S330)는 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00103
)의 농도를 측정할 수 있다.
상기 토론 농도 계산 단계(S340)는 토론 농도 계산부가 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00104
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00105
: Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
Figure 112018109804904-pat00106
)의 농도를 제하여 상기 토론(
Figure 112018109804904-pat00107
: Tn)의 농도를 계산할 수 있다.
상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300), 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310), 상기 공기 흐름 차단 단계(S320), 상기 라돈 측정 모드 수행 단계(S330) 및 상기 토론 농도 계산 단계(S340)는 각각 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 농도 측정부, 라돈과 토론 측정 모드, 공기 흐름 차단 모드, 라돈 측정 모드 및 토론 농도 계산부와 내용이 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310) 및 라돈 측정 모드 수행 단계(S330)는 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100) 및 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200)이후에 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 7과 같이 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100), 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200), 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310), 상기 공기 흐름 차단 단계(S320), 상기 라돈 측정 모드 수행 단계(S330) 및 상기 토론 농도 계산 단계(S340)는 순차적으로 수행될 수 있다.
또는, 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100), 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200) 및 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계(S310)가 순차적으로 수행되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00108
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00109
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다. 또는, 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100), 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200), 상기 공기 흐름 차단 단계(S320) 및 상기 라돈 측정 모드 수행 단계(S330)가 순차적으로 수행되어 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00110
)의 농도를 측정할 수 있다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 에어펌프(300)의 전원을 특정 시간동안 오프시키는 단계(S80) 및 백그라운드 확인 모드 수행 단계(S90)를 더 포함할 수 있다. 상기 백그라운드 확인 모드 수행 단계(S90)는 상기 에어펌프(300)의 전원을 특정 시간동안 오프시키는 단계(S80)이후에 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 8와 같이 상기 에어펌프(300)의 전원을 특정 시간동안 오프시키는 단계(S80), 상기 백그라운드 확인 모드 수행 단계(S90), 상기 에어펌프를 온하는 단계(S100), 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계(S200) 및 상기 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 단계(S300)가 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 에어펌프의 전원을 특정 시간동안 오프시키는 단계(S80)에서는 상기 에어펌프를 온하는 단계 이전에 상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 특정시간동안 오프시킬 수 있다.
상기 백그라운드 확인 모드 수행 단계(S90)에서는 상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 농도 측정부가 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
Figure 112018109804904-pat00111
) 및 토론(
Figure 112018109804904-pat00112
: Tn)의 농도를 측정할 수 있다. 상기 백그라운드 확인 모드 수행 단계는 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 백그라운드 확인 모드와 내용이 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법의 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들은 서로 챔버 연결부(130)로 연결되며, 상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들간에 공기 이동 통로를 제공할 수 있다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법의 상기 펄스형 이온화 챔버(100)는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들은 서로 챔버 연결부(130)로 연결되며, 상기 챔버 연결부(130)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들간에 공기 이동 통로를 제공하고, 상기 펄스형 이온화 챔버(100)들 및 상기 챔버 연결부(130)들에 수용된 공기의 부피는 클로즈드 루프부(900)의 액체 수용부(920)에 수용된 공기의 부피의 0.4배 이하일 수 있다. 상기 복수개의 펄스형 이온화 챔버(100), 상기 챔버 연결부(130), 상기 클로즈드 루프부(900) 및 상기 액체 수용부(920)는 상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템의 복수개의 펄스형 이온화 챔버(100), 챔버 연결부(130), 클로즈드 루프부(900) 및 액체 수용부(920)와 내용이 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 제어부(500)가 외부 공기 유입 모드를 수행하는 단계, 공기 주입 차단 모드를 수행하는 단계, 펄스형 이온화 챔버 내부 공간의 공기를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공기 차단부(211, 221)는 복수개이고, 상기 공기 차단부(211, 221)들은 상기 공기 주입 호스(210)에 배치되어 상기 공기 주입 호스(210)를 개폐하는 제1 공기 차단부(211) 및 상기 공기 배출 호스(220)에 배치되어 상기 공기 배출 호스(220)를 개폐하는 제2 공기 차단부(221)를 포함할 수 있다.
상기 외부 공기 유입 모드를 수행하는 단계에서는 상기 제어부(500)는 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)가 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)를 개방하도록 제어하고, 상기 에어펌프(300)의 전원을 온하여 외부공기를 상기 공기 주입 호스(210)로 유입시킬 수 있다.
상기 공기 주입 차단 모드를 수행하는 단계에서는 상기 제어부(500)는 상기 제1 공기 차단부(211) 및 상기 제2 공기 차단부(221)가 상기 공기 주입 호스(210) 및 상기 공기 배출 호스(220)를 폐쇄하도록 제어하고, 상기 에어펌프(300)의 전원을 오프하여 외부공기가 상기 공기 주입 호스(210)로 유입되는 것 및 내부 공기가 상기 공기 배출 호스(220)로 배출되는 것을 차단하여 내부 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 주입 차단 모드를 수행할 수 있다.
상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기를 건조시키는 단계에서는 상기 에어 필터부(800)가 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부 공간의 공기를 건조시킬 수 있다. 상기 에어 필터부(800)는 상기 펄스형 이온화 챔버(100) 내부의 공기를 건조시키는 흡습건조제(drierite)를 포함할 수 있다.
상기 액티브 라돈 및 토론 측정 방법은 표시부가 상기 라돈 또는 토론의 농도, 상기 제어부의 제어 정보, 상기 에어펌프의 온, 오프 정보 또는 상기 농도 측정부의 온, 오프 정보를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 펄스형 이온화 챔버
210: 공기 주입 호스
220: 공기 배출 호스
300: 에어펌프
400: 농도 측정부
500: 제어부
600: 토론 농도 계산부
700: 전원부
800: 에어 필터부

Claims (22)

  1. 내부에 공기를 수용할 수 있는 내부 공간, 상기 내부 공간에 연결되는 공기 주입구(air inlet) 및 공기 배출구(air outlet)를 포함하며 표면에 바이어스 전원을 인가하여 내부에 전기장을 형성하는 펄스형 이온화 챔버;
    상기 공기 주입구에 연결되는 공기 주입 호스;
    상기 공기 배출구에 연결되는 공기 배출 호스;
    상기 펄스형 이온화 챔버에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 공기를 주입하거나 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 에어펌프;
    상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치되며 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00113
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00114
    : Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00115
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00116
    : Tn)의 농도를 측정하는 농도 측정부; 및
    상기 에어펌프 및 상기 농도 측정부의 전원의 온, 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스에 연결되어 클로즈드 루프(closed loop)를 형성하는 클로즈드 루프부를 더 포함하고,
    상기 클로즈드 루프부는,
    제1면에 상기 공기 주입 호스가 연결되는 제1 연결부 및 상기 공기 배출 호스가 연결되는 제2 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부 및 제2 연결부가 상기 클로즈드 루프부의 제1면으로부터 상기 제1면에 반대면인 제2면으로 관통되는 마개의 형상인 클로즈드 루프 리드부; 및
    내부에 액체를 담는 빈 공간을 가지며, 상부에 상기 클로즈드 루프 리드부가 배치되어 이로부터 내부가 밀폐되는 액체 수용부를 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 농도 측정부가 상기 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00117
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00118
    : Tn)의 농도를 측정하기 전에 상기 에어펌프의 전원을 온시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부로 공기를 주입시키고 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 공기 주입 모드를 수행하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 농도 측정부는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00119
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00120
    : Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드를 수행하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 공기 주입 모드 수행 이후에 상기 에어펌프의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 흐름 차단 모드를 수행하고,
    상기 농도 측정부는 상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00121
    )의 농도를 측정하는 라돈 측정 모드를 수행하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 특정시간은 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00122
    )의 반감기 보다 짧고, 토론(
    Figure 112018109804904-pat00123
    : Tn)의 반감기의 5배수 보다 긴 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 농도 측정부는 상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00124
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00125
    : Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드를 수행하고,
    상기 라돈과 토론 측정 모드에서 측정된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00126
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00127
    : Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드에서 측정된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00128
    )의 농도를 제하여 상기 토론(
    Figure 112018109804904-pat00129
    : Tn)의 농도를 계산하는 토론 농도 계산부를 더 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00130
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00131
    : Tn)의 농도를 측정하기 전에 상기 에어펌프의 전원을 특정시간동안 오프시키고,
    상기 에어펌프의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 농도 측정부의 전원을 온 시켜서 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00132
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00133
    : Tn)의 농도를 측정하도록 하는 백그라운드 확인 모드를 수행하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 공기 주입 호스 또는 상기 공기 배출 호스에 배치되어 상기 공기 주입 호스 또는 상기 공기 배출 호스를 개폐하는 공기 차단부를 더 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공기 차단부는 복수개이고, 상기 공기 차단부들은,
    상기 공기 주입 호스에 배치되어 상기 공기 주입 호스를 개폐하는 제1 공기 차단부; 및
    상기 공기 배출 호스에 배치되어 상기 공기 배출 호스를 개폐하는 제2 공기 차단부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 공기 차단부 및 상기 제2 공기 차단부가 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스를 개방하도록 제어하고, 상기 에어펌프의 전원을 온하여 외부공기를 상기 공기 주입 호스로 유입시키는 외부 공기 유입 모드; 및
    상기 제1 공기 차단부 및 상기 제2 공기 차단부가 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스를 폐쇄하도록 제어하고, 상기 에어펌프의 전원을 오프하여 외부공기가 상기 공기 주입 호스로 유입되는 것 및 내부 공기가 상기 공기 배출 호스로 배출되는 것을 차단하여 내부 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 주입 차단 모드를 수행하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며,
    상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부 공간에 수용된 공기의 부피는 상기 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.2배 이하인 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며,
    상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하고,
    상기 펄스형 이온화 챔버들 및 상기 챔버 연결부들에 수용된 공기의 부피는 상기 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.4배 이하인 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버와 연결되며, 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기를 건조시키는 흡습건조제(drierite)를 포함하는 에어 필터부를 더 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템.
  16. 내부에 공기를 수용할 수 있는 내부 공간, 상기 내부 공간에 연결되는 공기 주입구(air inlet) 및 공기 배출구(air outlet)를 포함하며 표면에 바이어스 전원을 인가하여 내부에 전기장을 형성하는 펄스형 이온화 챔버; 상기 공기 주입구에 연결되는 공기 주입 호스; 상기 공기 배출구에 연결되는 공기 배출 호스; 상기 펄스형 이온화 챔버에 연결되어 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 공기를 주입하거나 배출시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브하게 만드는 에어펌프; 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치되며 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00169
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00170
    : Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00171
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00172
    : Tn)의 농도를 측정하는 농도 측정부; 및 상기 에어펌프 및 상기 농도 측정부의 전원의 온, 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템을 이용하여 라돈 및 토론의 농도를 측정하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법에 있어서,
    제어부가 펄스형 이온화 챔버에 연결된 에어펌프의 전원을 온하는 단계;
    상기 에어펌프가 공기 주입 호스를 통해 펄스형 이온화 챔버의 내부 공간으로 공기를 주입하여 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 액티브 하게 만드는 공기 주입 모드를 수행하는 단계;
    상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 부분적으로 배치된 농도 측정부가 상기 에어펌프에 의해 액티브하게 된 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00173
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00174
    : Tn)의 알파붕괴시 발생되는 알파입자 로부터 라돈(
    Figure 112020027170159-pat00175
    ) 및 토론(
    Figure 112020027170159-pat00176
    : Tn)의 농도를 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 액티브 라돈 및 토론 측정 시스템은 상기 공기 주입 호스 및 상기 공기 배출 호스에 연결되어 클로즈드 루프(closed loop)를 형성하는 클로즈드 루프부를 더 포함하고,
    상기 클로즈드 루프부는,
    제1면에 상기 공기 주입 호스가 연결되는 제1 연결부 및 상기 공기 배출 호스가 연결되는 제2 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부 및 제2 연결부가 상기 클로즈드 루프부의 제1면으로부터 상기 제1면에 반대면인 제2면으로 관통되는 마개의 형상인 클로즈드 루프 리드부; 및
    내부에 액체를 담는 빈 공간을 가지며, 상부에 상기 클로즈드 루프 리드부가 배치되어 이로부터 내부가 밀폐되는 액체 수용부를 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어부가 상기 공기 주입 모드를 수행하는 단계 이후에 상기 에어펌프의 전원을 오프시켜 상기 펄스형 이온화 챔버 내부의 공기의 흐름을 특정시간동안 차단하는 공기 흐름 차단 단계를 더 포함하고,
    상기 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00138
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00139
    : Tn)의 농도를 측정하는 단계는,
    상기 공기 주입 모드 수행 후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00140
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00141
    : Tn)의 농도를 측정하는 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계; 및
    상기 공기 흐름 차단 모드 수행 이후에 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담긴 공기에 포함된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00142
    )의 농도를 측정하는 라돈 측정 모드 수행 단계를 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 특정시간은 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00143
    )의 반감기 보다 짧고, 토론(
    Figure 112018109804904-pat00144
    : Tn)의 반감기의 5배수 보다 긴 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00145
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00146
    : Tn)의 농도를 측정하는 단계는 토론 농도 계산부가 상기 라돈과 토론 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00147
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00148
    : Tn)의 농도에서 상기 라돈 측정 모드 수행 단계에서 측정된 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00149
    )의 농도를 제하여 상기 토론(
    Figure 112018109804904-pat00150
    : Tn)의 농도를 계산하는 토론 농도 계산 단계를 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 에어펌프를 온하는 단계 이전에 상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 특정시간동안 오프시키는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 에어펌프의 전원을 오프하는 특정시간동안 상기 농도 측정부가 상기 펄스형 이온화 챔버 내부에 담겨있는 공기의 라돈(
    Figure 112018109804904-pat00151
    ) 및 토론(
    Figure 112018109804904-pat00152
    : Tn)의 농도를 측정하는 백그라운드 확인 모드 수행 단계를 더 포함하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며,
    상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하는 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 펄스형 이온화 챔버는 복수개이고, 상기 펄스형 이온화 챔버들은 서로 챔버 연결부로 연결되며,
    상기 챔버 연결부는 상기 펄스형 이온화 챔버들간에 공기 이동 통로를 제공하고,
    상기 펄스형 이온화 챔버들 및 상기 챔버 연결부들에 수용된 공기의 부피는 클로즈드 루프부의 액체 수용부에 수용된 액체의 부피의 0.4 배 이하인 액티브 라돈 및 토론 측정 방법.
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