KR102153117B1 - Isol 우라늄 표적 운반 장치 - Google Patents

Isol 우라늄 표적 운반 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102153117B1
KR102153117B1 KR1020190155474A KR20190155474A KR102153117B1 KR 102153117 B1 KR102153117 B1 KR 102153117B1 KR 1020190155474 A KR1020190155474 A KR 1020190155474A KR 20190155474 A KR20190155474 A KR 20190155474A KR 102153117 B1 KR102153117 B1 KR 102153117B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
enclosure
target
uranium
fixing
special container
Prior art date
Application number
KR1020190155474A
Other languages
English (en)
Inventor
조보현
이병주
서현수
심영호
이호현
강병휘
김장열
정재원
Original Assignee
한전원자력연료 주식회사
기초과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한전원자력연료 주식회사, 기초과학연구원 filed Critical 한전원자력연료 주식회사
Priority to KR1020190155474A priority Critical patent/KR102153117B1/ko
Priority to CA3162762A priority patent/CA3162762A1/en
Priority to CH000905/2022A priority patent/CH718388B1/fr
Priority to PCT/KR2020/009603 priority patent/WO2021107322A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102153117B1 publication Critical patent/KR102153117B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/015—Transportable or portable shielded containers for storing radioactive sources, e.g. source carriers for irradiation units; Radioisotope containers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G21G1/10—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by bombardment with electrically charged particles
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/001—Recovery of specific isotopes from irradiated targets
    • G21G2001/0094—Other isotopes not provided for in the groups listed above

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 운반 장치에 관한 것으로, 이송 대상인 우라늄 표적이 가진 물리적 또는 화학적 특성에 따른 문제점을 해결하여 우라늄 표적을 안전하게 이송할 수 있는 운반 장치에 관한 것이다.

Description

ISOL 우라늄 표적 운반 장치{Transfer Device of ISOL Uranium Target}
본 발명은 ISOL 표적 물질인 탄화우라늄(이하 우라늄 표적이라 함)의 운반 장치에 관한 것이다. 중이온가속기 시설의 ISOL(Isotope Separation On-Line) 장치에는 표적 물질로서 시방에 적합한 무결함의 탄화우라늄(UCx)이 사용된다. 탄화우라늄은 산화우라늄에 비해 핵분열 원자밀도(fissile atom density)와 열전도도가 큰 장점이 있는 반면에 물과 산소에 의해 공기 중에서 쉽게 산화되며, 수증기와 급격히 반응하여 발화되는 단점이 있다. 따라서 본 발명에 따른 ISOL 우라늄 표적 운반 장치는 핵물질 제조시설에서 제조된 탄화우라늄을 중이온가속기 시설까지 산화 방지와 동시에 물리적 손상 없이 안전하게 운반하는 장치에 관한 것이다.
ISOL 우라늄 표적이란, 세계 최대의 고에너지(200MeV/u), 대전류(400kW) 중이온 빔을 제공하는 선형가속기 개발을 위한 것으로서, 세계 최초로 희귀동위원소 생성공정인 ISOL(Isotope Separation On-Line, 온라인동위원소분리)과 IF(In-flight Fragmentation)를 동시 적용하기 위해 독자적으로 설계된 우라늄 표적을 말한다. 그 중 ISOL은 양성자 빔(70MeV, 10kW)을 표적물질에 입사하여 양성자 유도 핵분열을 통해 다양한 종류의 희귀동위원소(Rare Isotope, RI) 빔을 생산하는 장치이다. 도 2를 참조하면, 상기 ISOL 우라늄 표적의 재원 및 형상을 확인할 수 있다.
핵물질 제조시설에서 제조된 ISOL 표적물질인 원판형의 무결함의 우라늄 표적을 중이온가속기 기초과학연구에 활용하기 위해서는 방사선 및 물리적, 화학적으로 안전하게 우라늄 표적이 제조된 장소로부터 중이온가속기 장치로 운반하는 작업이 필수적이다. 그러나 우라늄 표적은 대기 중의 수분과 반응하여 산화 또는 발화될 수 있으며, 표적물질의 시방에 따른 낮은 T/D비(두께 ; 1.3mm, 직경 ; 50mm), 낮은 밀도(19.5%TD) 및 큰 기공률(70%) 때문에 쉽게 변형 또는 파손될 우려가 있다.
원판 형상의 물체를 수납하여 보관하는 용기로서 등록특허공보 제10-1129486호 ‘기판수납용기’가 공개되어 있으나, 이는 위와 같은 우라늄 표적의 특성을 고려한 것이 아니다. 따라서, 상기 종래기술은 우라늄 표적을 물리적 또는 화학적으로 안전하게 운반하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 우라늄 표적을 보호하고 우라늄 물질 누설을 방지하기 위해서는 용기의 밀폐에 대한 요건이 필수적이다. 그러나 종래의 밀폐 기능을 가진 용기에 관한 기술은 단순히 밀폐 기능 자체에 초점을 둔 것이고, 우라늄 표적의 운반과 같은 특수한 목적을 고려한 것은 아니다.
따라서, 표적 물질인 탄화우라늄을 물리적, 화학적으로 안전하게 운반하기 위해 표적물질의 장입과 인출, 그리고 표적의 형상, 방사선, 물리적 또는 화학적 특성을 종합적으로 고려한 운반 장치가 필요하다.
등록특허공보 제10-1129486호
종래기술에 의한 보관 용기나 밀폐 용기가 탄화우라늄과 같은 표적 물질을 보관 또는 운반하기 어려운 문제점에 대하여, 탄화우라늄과 같은 표적 물질의 변형, 파손 및 산화를 방지하는 운반 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운반 장치로서, 용기의 적어도 어느 일면이 개방된 외함과 상기 외함의 개방된 면을 개폐할 수 있는 덮개부와 상기 외함과 상기 덮개부를 체결하여 고정하는 체결부와 상기 외함의 내부에 형성되며, 이송 대상을 고정하는 고정부 및 상기 외함의 외부에 형성되며 상기 외함의 내부 공간과 연통되는 포트를 구비하는 압력 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 포트는 차단 밸브 또는 탈부착 가능한 압력게이지와 연결된 압력확인포트 및 주입구 또는 배출구를 구비하며 3-way 밸브와 연결된 연결포트를 포함한다.
또한, 바람직하게는 상기 외함의 내부에 위치하고, 외면은 상기 고정부에 의해 맞물려 고정되며 중공부가 형성된 내부함을 더 포함한다.
또한, 바람직하게는 상기 외함 또는 상기 덮개부의 일부분이 투명하게 형성되어, 외부에서 상기 외함의 내부를 관찰할 수 있게 형성된다.
또한, 바람직하게는 상기 덮개부는 상기 외함의 내부 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 평평한 면을 구비한다.
또한, 바람직하게는 상기 내부함은 외부 충격으로부터 우라늄 표적을 보호할 수 있는 탄성 또는 연성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 운반 장치.
또한, 바람직하게는 상기 내부함의 중공부에 삽입되고, 상기 덮개부를 상기 외함에 체결 시 상기 돌출부와 접촉하며, 탄소 재질로 형성되고, 우라늄 표적을 장입할 수 있는 표적 특수 용기를 더 포함하는 운반 장치.
또한, 바람직하게는 상기 표적 특수 용기는 희귀동위원소 생성공정인 ISOL(Isotope Separation On-Line) 및 IF(In-flight Fragmentation)를 동시에 적용하기 위해 설계된 ISOL(Isotope Separation On-Line) 우라늄 표적을 제조 또는 운반하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 운반 장치.
또한, 바람직하게는 상기 운반 장치는 우라늄 표적 운반 작업 시, 상기 운반 장치 내부에 1.2kg/cm2의 압력으로 충전된 불활성 기체의 압력이 48시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 운반 장치.
본 발명에 따른 우라늄 표적의 운반 장치는 특수한 규격 및 특성으로 설계된 우라늄 표적의 운반 과정에서 우라늄 표적의 산화를 방지하며, 형상의 변형, 변질 또는 파손 우려 없이 안전하게 운반 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적 운반 장치가 체결된 상태의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적의 재원 또는 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적의 특수 용기(Graphite container) 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 우라늄 표적 운반 장치의 구성을 분해하여 도시한 것이다.
도 5는 고정부의 형태와 내부 함이 고정부에 고정된 모습을 도시한 것이다.
도 6은 압력 관리부를 도시한 것이다.
도 7은 우라늄 표적 운반 장치의 내부 함과 표적 특수 용기를 도시한 것이다.
도 8은 우라늄 표적 운반 장치의 덮개부를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적의 이송 과정을 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태일 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이송 대상인 우라늄 표적의 재원 또는 형상을 개략적으로 도시한 것이다. 상기 우라늄 표적은 세계 최대 고에너지(200MeV/u), 대전류(400kW) 중이온 빔을 제공하는 선형가속기 개발을 위하여 세계 최초로 희귀동위원소 생성공정인 ISOL(Isotope Separation On-Line) 및 IF(In-flight Fragmentation)을 동시에 적용하기 위해 독자적으로 설계된 것이다.
도 2에 따르면, 우라늄 표적은 직경 50mm, 두께 1.3mm, 밀도 2.5g/cm3, 기공률 70%의 시방을 기본으로 하여 얇은 원판의 모습으로 형성될 수 있다. 다만, 우라늄 표적은 상기 수치 또는 도 2에 표기된 내용에 의해 한정되지 않는다.
우라늄 표적의 우라늄 및 탄소(Graphite) 사용 비율 또는 표적의 직경 등은 희귀동위원소 발생 확률을 높이기 위하여 본 발명이 속하는 기술 분야에 관하여 통상의 지식을 가지는 자(이하, “당업자”라고 함)에 의해 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적 특수 용기(180)의 형상을 개략적으로 도시한 것이다. 표적 특수 용기(180)는 우라늄 표적의 열처리 또는 보관에 사용되며, 중이온가속기 장치에 장전될 수 있는 용기로서 우라늄 표적의 제조와 운반에도 사용될 수 있다. 본 발명의 운반 대상인 우라늄 표적은 표적 특수 용기(180)에 장입된 상태로 운송된다. 표적 특수 용기(180)는 우라늄 표적의 제조를 위한 열처리 시 우라늄 표적의 변형 또는 파손을 방지하기 위하여 우라늄 표적이 장입되는 부분에 가이드(Guide)를 포함할 수 있으며, 이때 우라늄 표적에 불순물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 표적 특수 용기(180)의 재질은 탄소(Graphite)로 형성될 수 있다.
다만, 표적 특수 용기(180)의 형상 또는 재질은 도 3에 표기된 것에 한정되지 않는다. 우라늄 표적의 재원 또는 형상(직경, 두께, 밀도 및 표적 장입 수량) 등의 변경에 따라 표적 특수 용기(180)의 형상 또는 재질은 변경될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 우라늄 표적 운반 장치(이하, “운반 장치”라고 함)(100)가 체결된 상태의 사시도를 확인할 수 있다. 운반 장치(100)는 외함(110)과 덮개부(150)를 포함한다. 외함(110)은 일면이 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 손잡이(111)와 받침부(112) 및 체결부(140)와 압력 관리부(130)를 구비할 수 있다.
외함(110)은 표적 특수 용기(180)를 수용하는 공간을 제공하고, 외함(110)의 개방된 입구는 덮개부(150)에 의해서 폐쇄된다. 외함(110)과 덮개부(150)는 체결부(140)에 의해 서로 결합 고정되어, 외함(110)의 내부 공간을 밀폐한다. 외함(110)의 재질은 내부가 진공 상태 또는 소정의 양 압력이 형성된 상태에서 형상을 유지할 정도로 강도를 갖는다. 따라서, 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 등의 금속이 외함(110)의 재질로서 바람직하다.
손잡이(111)는 ‘ㄷ’자로 형성되어 외함(110)의 외면에 부착될 수 있다. 사용자가 쉽게 운반 장치(100)를 운반하도록 외함(110)의 상부에 형성되고, 필요에 따라 복수로 형성될 수 있다. 그러나 손잡이(111)의 형상은 ‘ㄷ’자에 한정되지 않으며, 운반 장치(100)의 운반을 편리하게 만들기 위해 당업자가 적절히 변형 가능한 형태를 포함한다.
받침부(112)는 외함(110)의 하부에 위치하며, 외함(110)의 하면을 지지하도록 형성된다. 받침부(112)는 외함(110)을 지면에 내려놓았을 때, 외함(110)이 움직이지 않도록 안정된 받침을 제공한다. 따라서, 받침부(112)는 넓은 지면을 지지하도록 하며, 동시에 외함(110)의 외주면을 수용하는 부분으로 외함(110)의 하면을 받친다. 받침부(112)는 외함(110)의 하부 면의 형상에 따라 당업자가 적절히 변형 가능한 형태로 형성될 수 있다.
체결부(140)는 외함(110)의 개방된 입구 부분에 인접하여 형성될 수 있으며, 플랜지와 경첩(141), 나비 너트(142)를 포함할 수 있다. 플랜지는 외함(110)의 입구의 외주면을 따라 고정되어 형성되고, 플랜지의 가장자리에 일정 간격으로 홈이 마련되며, 상기 홈에 경첩(141)을 포함한다. 경첩(141)은 플랜지에 고정되는 한편, 나비 너트(142)의 일단과 연결된다. 따라서, 나비 너트(142)는 경첩(141)에 의해 회동하여 상기 플랜지의 가장자리에 형성된 홈에 삽탈 가능하다.
덮개부(150) 체결 시 덮개부(150)의 가장자리에 형성된 홈으로 나비 너트(142)를 회동시켜 끼운 뒤 나비 너트(142)를 조여서 외함(110)의 입구를 덮개부(150)로 밀폐할 수 있다. 체결부(140)의 구체적인 구조와 형태는 밀폐 기능을 충족하면서 당업자가 적절히 변형 가능한 다른 형태를 포함할 수 있다.
압력 관리부(130)는 외함(110)의 외부에 형성되며, 포트(131)와 밸브(132)와 압력게이지(133)를 포함할 수 있다. 포트(131)는 압력확인포트(131a)와 연결포트(131b)를 구비한다. 압력 관리부(130)는 외함(110) 내부 공간에 기체를 주입하여 압력을 가하거나, 반대로 진공을 형성하거나, 내부 압력을 확인하는 기능을 제공한다.
도 6을 참조하면, 압력 관리부(130)의 상세 모습이 도시된다. 압력확인포트(131a)와 연결포트(131b)는 외함(110)의 내부 공간과 연통되어 기체가 통과할 수 있다. 압력확인포트(131a)는 압력게이지(133)와 연결되고, 연결포트(131b)는 밸브(132)와 연결되어 주입구(134) 또는 배출구(135)를 구비한다.
압력게이지(133)는 외함(110)의 내부 압력을 확인하는 장치이다. 우라늄 표적이 장입된 표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 넣을 때 불활성 기체(아르곤 등)를 운반 장치(100)에 일정 압력으로 충전하는데, 운반 과정에서 불활성 기체가 운반 장치(100) 밖으로 새는지를 확인하기 위해 압력게이지(133)를 이용할 수 있다.
바람직하게는 압력확인포트(131a)와 압력게이지(133) 사이에 차단 밸브를 더 포함할 수 있다. 표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 장입하는 과정에서 운반 장치(100)의 내부가 진공 상태에 놓일 수 있다. 이때, 압력게이지(133)가 진공 상태에서 파손될 수 있으므로 진공 상태의 영향을 차단하기 위해 압력확인포트(131a)와 압력게이지(133) 사이에 차단 밸브를 구비할 수 있다.
연결포트(131b)의 주입구(134)는 기체를 주입하는 입구이고, 배출구(135)는 외함(110) 내부의 기체를 빼내는 출구이다. 따라서, 기체를 주입하는 라인과 기체를 배출하는 라인을 동시에 연결포트(131b)에 체결하여 사용할 수 있다. 이를 통해, 연결포트(131b)의 자체에 남은 일반 공기가 외함(110)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
바람직하게는 연결포트(131b)에 설치되는 밸브(132)는 3-way 밸브를 포함할 수 있다. 따라서, 주입구(134) 또는 배출구(135) 라인을 선택적으로 닫거나 주입구(134)와 배출구(135) 라인을 함께 닫을 수 있다.
표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 넣는 과정은 외함(110) 내부가 진공 상태를 형성하는 과정과 불활성 기체로 충전되는 과정을 포함한다. 상기 과정을 고려하여 연결포트(131b)가 주입구(134)와 배출구(135), 3-way 밸브를 구비함으로써, 편리하게 표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 넣을 수 있도록 하였다.
도 4는 우라늄 표적 운반 장치를 분해하여 내부 구성을 확인할 수 있도록 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 덮개부(150)와 표적 특수 용기(180), 내부함(170), 고정부(120)를 확인할 수 있다.
덮개부(150)는 외함(110)의 입구를 폐쇄하는 뚜껑에 해당한다. 덮개부(150)는 원형의 판으로 형성되는 덮개판(151), 투명판(153), 투명판 고정 플랜지(154) 및 돌출부(160)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 덮개부(150)가 자세히 도시된다. 덮개판(151)은 가장자리에 체결홈과 가운데에 개방 면(152)을 포함할 수 있다. 체결홈은 체결부(140)의 나비 너트(142)가 삽입되어 체결될 수 있는 공간을 마련한다. 개방 면(152)은 덮개판(151) 가운데 원형으로 뚫린 부분으로써, 외함(110)의 내부를 관찰할 수 있는 시야를 제공한다.
투명판(153)은 덮개판(151)에 인접하여 형성되며, 덮개판(151)에 형성된 개방 면(152)의 면적보다 크다. 또한, 그 형상은 개방 면(152)의 모양에 따라 다양할 수 있다. 투명판(153)은 외함(110)의 내부 공간과 외부 공간을 차단하는 한편, 투명한 재질로 형성되어 외부에서 외함(110)에 장입된 표적 특수 용기(180)를 관찰할 수 있는 기능을 제공한다.
투명판 고정 플랜지(154)는 투명판(153)을 덮개판(151)에 밀착시켜 고정하는 기능을 한다. 투명판 고정 플랜지(154)는 가장자리에 일정한 간격으로 복수의 볼트 체결 구멍이 형성될 수 있다. 투명판 고정 플랜지(154)의 볼트 체결 구멍과 대응되는 구멍이 덮개판(151)에 형성되어 있다. 따라서, 볼트를 투명판 고정 플랜지(154)의 볼트 체결 구멍으로 관통시켜 덮개판(151)의 대응되는 구멍에 체결하는 방식으로 투명판 고정 플랜지(154)를 덮개판(151)에 고정할 수 있다. 투명판(153)은 투명판 고정 플랜지(154)와 덮개판(151) 사이에서 고정된다.
바람직하게는 투명판(153)과 덮개판(151) 사이에 고무 패킹을 더 포함할 수 있다. 우라늄 표적 운반 시 운반 장치(100) 내부에 양 압력이 형성되는데, 고무 패킹을 포함함으로써 운반 장치(100)의 밀폐성을 향상시킬 수 있다. 즉, 운반 장치(100) 내부의 기체가 새는 것을 방지한다. 고무 패킹은 가운데가 뚫려있어, 투명판(153)을 통해서 보이는 시야가 방해되지 않도록 형성된다.
돌출부(160)는 덮개판(151)의 개방 면(152)에서 외함(110)의 내부 공간 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 돌출부(160)는 덮개판(151)에서 일정 거리 이격되어 형성된 접촉부재(161)와 덮개판(151)과 접촉부재(161)를 연결하여 고정하는 지지부재(162)를 포함할 수 있다. 접촉부재(161)는 가운데가 뚫린 링 모양으로, 개방 면(152)을 통해 외부에서 외함(110)의 내부를 보는 시야를 가리지 않도록 형성된다. 또한, 접촉부재(161)는 평평하게 형성된 면을 구비하여 상기 평평한 면에 의해 표적 특수 용기(180)의 일면에 접촉하거나 상기 일면을 지지할 수 있다.
덮개부(150)를 외함(110)에 체결 시, 접촉부재(161)는 내부함(170)에 삽입된 표적 특수 용기(180)의 일면에 접촉되어 표적 특수 용기(180)의 움직임을 구속하는 기능을 수행한다. 내부함(170)의 중공부(173)는 일면이 개방되어 있으므로, 표적 특수 용기(180)를 중공부(173)에 삽입하더라도 삽입구로 다시 나올 수 있는 구조이다. 따라서, 덮개부(150)에 형성된 돌출부(160)가 내부함(170)의 개방된 부분을 막아 표적 특수 용기(180)가 빠져나오지 않도록 구속한다. 지지부재(162)의 길이는 접촉부재(161)가 표적 특수 용기(180)에 지나친 압력을 가하지 않고, 적절하게 움직임을 구속할 정도로 형성될 수 있다. 접촉부재(161) 또는 지지부재(162)의 형상 또는 재질은 위 목적을 달성하기 위한 범위에서 당업자가 적절히 변형 가능한 것을 포함한다.
표적 특수 용기(180)는 우라늄 표적의 제조와 운반에 사용되며, 우라늄 표적과 함께 중이온가속기에 장입되는 용기이다. 전술한 바와 같이, 도 3에서 표적 특수 용기(180)의 개략적인 형상을 참조할 수 있다. 내부함(170)은 표적 특수 용기(180)를 담는 용기이며, 고정부(120)에 고정된다.
도 7을 참조하면, 내부함(170)과 표적 특수 용기(180)가 도시된다. 표적 특수 용기(180)는 크기가 일정한 원형 단면을 가진 원통으로 형성될 수 있다. 길이 방향을 따라 분리할 수 있는 조립체로 형성되고, 내부는 우라늄 표적을 넣을 수 있는 공간이 마련된다. 원통의 양 끝 단면은 폐쇄되며, 분리할 수 있다.
내부함(170)은 표적 특수 용기(180)를 수용하므로, 표적 특수 용기(180)보다 살짝 큰 중공부(173)를 포함한다. 또한, 캡(172)을 포함할 수 있다. 내부함(170)의 본체(171)는 표적 특수 용기(180)를 수용할 수 있도록 표적 특수 용기(180)보다 더 큰 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 본체(171)의 원형 단면의 크기에 변화를 줄 수 있다. 일례로, 본체(171)는 길이 방향으로 일정하게 원 단면의 지름이 변화하며, 그에 따라 본체(171)의 외면은 길이 방향으로 경사가 형성된다. 이 경사는 내부함(170)이 고정부(120)에 효율적으로 고정되기 위한 형태이다. 따라서, 고정부(120)의 형태에 따라 본체(171) 형상은 다양할 수 있다.
중공부(173)는 표적 특수 용기(180)가 삽입된 후 유격이 최소화되도록 표적 특수 용기(180)보다 미세하게 크게 형성된다. 따라서, 운반 장치(100)의 이동 중 표적 특수 용기(180)의 움직임이 최소화되므로 표적 특수 용기(180)의 파손을 방지한다.
캡(172)은 내부함(170)의 일단을 개폐하는 부재로서, 본체(171)와 나사선에 의해 결합 또는 분리할 수 있다. 표적 특수 용기(180)를 내부함(170)에 삽입할 때, 중공부(173)로 삽입한다. 이때, 캡(172)으로 중공부(173)의 일단을 막음으로써, 표적 특수 용기(180)를 중공부(173) 끝까지 쉽게 삽입할 수 있다. 반대로, 표적 특수 용기(180)를 내부함(170)에서 꺼낼 때는, 캡(172)을 열고 표적 특수 용기(180)를 캡(172)의 위치와 반대 방향으로 밀어서 빼낼 수 있다. 따라서, 캡(172)은 표적 특수 용기(180)의 삽입 또는 인출을 용이하게 한다.
내부함(170)의 재질은 탄성 또는 연성 재질(고무 또는 테프론)로 형성될 수 있다. 이는 충격에 약한 표적 특수 용기(180)를 내부함(170)에 삽입하는 과정 또는 운반 장치(100) 운반 과정에서 충격이 일어날 가능성을 최소화하기 위한 것이다. 내부함(170)의 재질은 표적 특수 용기(180)에 전달되는 충격의 흡수라는 목적을 위해 당업자가 적절히 변형 가능한 것을 포함할 것이다.
고정부(120)는 표적 특수 용기(180)가 삽입된 내부함(170)을 외함(110)의 내부에서 고정하는 부재이다. 고정부(120)는 고정막대(121)와 고정 플랜지(123)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 고정막대(121)는 복수로 형성될 수 있고, 고정막대(121)의 일단이 외함 내부면(113)에 고정될 수 있다. 외함 내부면(113)은 외함(110)의 입구에서 반대쪽에 형성된 면에 해당한다. 복수의 고정막대(121)로 둘러싸여 형성된 공간에 내부함(170)을 삽입, 고정할 수 있도록 적절한 위치에 고정막대(121)의 일단을 고정할 수 있다. 본 실시예는 내부함(170)의 형상에 따라, 고정막대(121)가 외함 내부면(113)에 직각이 아닌 경사진 형태로 고정된다. 따라서, 고정막대(121)에 의해 둘러싸인 공간에 외면이 경사진 내부함(170)이 맞물리도록 삽입될 수 있다.
고정막대(121)의 타단에는 나사선이 형성될 수 있다. 따라서, 내부함(170)을 삽입한 후 고정막대(121)의 타단을 고정 플랜지(123)에 형성된 구멍에 관통시키고 너트를 체결하는 방식으로 내부함(170)을 고정할 수 있다.
고정막대(121)는 금속 재질로 형성될 수 있으나, 고정막대(121)의 외면을 부드러운 재질의 탄성재(122)로 둘러쌀 수 있다. 따라서, 내부함(170)을 고정부(120)에 삽입하는 과정에서 딱딱한 고정막대(121)와의 접촉에 의한 충격을 완화할 수 있다.
고정막대(121)의 형상 또는 고정 위치는 본 실시예에 한정되지 않으며, 내부함(170)의 안정적 고정이라는 목적을 위해 당업자가 적절히 변형 가능한 것을 포함한다.
도 9는 운반 장치(100)를 이용한 우라늄 표적의 이송 과정을 순서도로 도시한 것이다. 우라늄 표적은 대기 중의 수분과 반응하여 급격하게 산화되는 특성을 가지므로, 이송 과정은 대기에 우라늄 표적이 노출되지 않도록 고려된 것이다.
운반 장치(100)에 우라늄 표적 장입 전, 공기 중 수분 제거를 위하여 운반 장치(100) 내부에 1.0x10-3±1kg/cm2의 진공을 형성한다. 우라늄 표적 장입 후, 외부 공기 유입 방지를 위하여 운반 장치(100)에 불활성 기체를 1.2±0.2kg/cm2의 압력으로 주입하고, 이송 기간 또는 중이온가속기 운영 시까지 최소 48시간 이상 감시한다.
상기 진공 압력 및 기체 충전 압력은 우라늄 표적의 변형 및 파손을 방지하기 위해 최소한의 조건으로 설정되며, 당업자에 의해 적절하게 변경될 수 있다.
표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 넣는 작업은 글로브 박스를 불활성 기체(아르곤 등)로 채워 순환시킨 뒤 글로브 박스의 내부에서 이루어진다. 이때, 운반 장치(100)의 내부는 공기가 침입하지 않도록 진공 상태의 형성과 불활성 기체 충전을 수차례 반복하여 실시할 수 있다.
이송 과정을 순서대로 설명하면, 운반 장치(100) 내부에 1.0x10-3±1kg/cm2의 진공을 형성하고 글로브 박스 내부를 불활성 기체로 채우는 제1 단계와 상기 운반 장치(100)를 상기 글로브 박스의 내부로 운반하는 제2 단계, 상기 글로브 박스 내부에서 운반 장치(100) 내부에 표적 특수 용기(180)를 넣고 덮개부(150)를 체결하는 제3 단계와 운반 장치 내부에 불활성 기체(Ar 등)를 1.2±0.2kg/cm2의 압력으로 충전하여 외부 대기를 차단하고 감시하는 제4 단계 및 운반 장치(100)를 글로브 박스에서 꺼내어 목적지로 운반하는 제5 단계를 포함할 수 있다.
이때, 표적 특수 용기(180)를 운반 장치(100)에 넣는 과정에서 글로브 박스 내부를 양압의 불활성 기체로 충전한다. 표적 특수 용기(180)를 글로브 박스에서 꺼내 운반하는 제5 단계에서는, 운반 장치(100)의 압력게이지(133)를 통하여 내부의 기체가 새고 있는지를 감시, 확인한다.
상기 과정에서 글로브 박스 내부 기체가 불활성 기체로 충분히 순환되어 공기 중 수분 유입이 미미한 것으로 판단되면 제1 단계는 생략할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 우라늄 표적 운반 장치
110: 외함 111: 손잡이
112: 받침부 113: 외함 내부면
120: 고정부 121: 고정막대
122: 탄성재 123: 고정 플랜지
130: 압력 관리부 131: 포트
131a: 압력확인포트 131b: 연결포트
132: 밸브 133: 압력게이지
134: 주입구 135: 배출구
140: 체결부 141: 경첩
142: 나비 너트
150: 덮개부 151: 덮개판
152: 개방 면 153: 투명판
154: 투명판 고정 플랜지
160: 돌출부 161: 접촉부재
162: 지지부재
170: 내부 함 171: 본체
172: 캡 173: 중공부
180: 표적 특수 용기

Claims (9)

  1. 운반 장치로서,
    용기의 적어도 어느 일면이 개방된 외함;
    상기 외함의 개방된 면을 개폐할 수 있는 덮개부;
    상기 외함과 상기 덮개부를 체결하여 고정하는 체결부;
    상기 외함의 내부에 형성되며, 이송 대상을 고정하는 고정부; 및
    상기 외함의 외부에 형성되며 상기 외함의 내부 공간과 연통되는 포트를 구비하는 압력 관리부를 포함하며,
    상기 포트는 차단 밸브 또는 탈부착 가능한 압력게이지와 연결된 압력확인포트와,
    주입구 또는 배출구를 구비하며 3-way 밸브와 연결된 연결포트를 포함하고,
    상기 외함 또는 상기 덮개부의 일부분이 투명하게 형성되어, 외부에서 상기 외함의 내부를 관찰할 수 있게 형성된 것을 특징으로 하는 운반 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외함의 내부에 위치하고, 외면은 상기 고정부에 의해 맞물려 고정되며 중공부가 형성된 내부함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운반 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 덮개부는 상기 외함의 내부 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 평평한 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 운반 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 내부함은 외부 충격으로부터 우라늄 표적을 보호할 수 있는 탄성 또는 연성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 운반 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 내부함의 중공부에 삽입되고, 상기 덮개부를 상기 외함에 체결 시 상기 돌출부와 접촉하며, 탄소 재질로 형성되고, 우라늄 표적을 장입할 수 있는 표적 특수 용기를 더 포함하는 운반 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표적 특수 용기는,
    희귀동위원소 생성공정인 ISOL(Isotope Separation On-Line) 및 IF(In-flight Fragmentation)를 동시에 적용하기 위해 설계된 ISOL(Isotope Separation On-Line) 우라늄 표적이 장입된 것을 특징으로 하는 운반 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 운반 장치는 우라늄 표적 운반 작업 시, 상기 운반 장치 내부에 1.2kg/cm2의 압력으로 충전된 불활성 기체의 압력이 48시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 운반 장치.
KR1020190155474A 2019-11-28 2019-11-28 Isol 우라늄 표적 운반 장치 KR102153117B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190155474A KR102153117B1 (ko) 2019-11-28 2019-11-28 Isol 우라늄 표적 운반 장치
CA3162762A CA3162762A1 (en) 2019-11-28 2020-07-21 Isol uranium target transfer device
CH000905/2022A CH718388B1 (fr) 2019-11-28 2020-07-21 Dispositif de transfert de cible en uranium pour une separation d'isotopes en ligne.
PCT/KR2020/009603 WO2021107322A1 (ko) 2019-11-28 2020-07-21 Isol 우라늄 표적 운반 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190155474A KR102153117B1 (ko) 2019-11-28 2019-11-28 Isol 우라늄 표적 운반 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102153117B1 true KR102153117B1 (ko) 2020-09-07

Family

ID=72471871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190155474A KR102153117B1 (ko) 2019-11-28 2019-11-28 Isol 우라늄 표적 운반 장치

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR102153117B1 (ko)
CA (1) CA3162762A1 (ko)
CH (1) CH718388B1 (ko)
WO (1) WO2021107322A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196715A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Nuclear Engineering Ltd 核燃料貯蔵施設における保安監視設備
KR101129486B1 (ko) 2010-05-24 2012-03-29 미라이얼 가부시키가이샤 기판수납용기
KR20120040324A (ko) * 2010-10-19 2012-04-27 한국수력원자력 주식회사 삼중수소 취급용기

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100270805B1 (ko) * 1997-04-07 2000-11-01 장인순 수력이송조사설비용 방사성 동위원소 운반용기
KR200166575Y1 (ko) * 1999-08-12 2000-02-15 한국전력공사 방사능 폐기물 측정용 20 ㎖ ｃ.ｂ 표준용기
CN102171769B (zh) * 2008-09-25 2014-11-05 哥伦比亚纳高科技有限责任公司 用于运输和存储六氟化铀的容器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196715A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Nuclear Engineering Ltd 核燃料貯蔵施設における保安監視設備
KR101129486B1 (ko) 2010-05-24 2012-03-29 미라이얼 가부시키가이샤 기판수납용기
KR20120040324A (ko) * 2010-10-19 2012-04-27 한국수력원자력 주식회사 삼중수소 취급용기

Also Published As

Publication number Publication date
CH718388B1 (fr) 2023-09-15
WO2021107322A1 (ko) 2021-06-03
CA3162762A1 (en) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10026514B2 (en) Canister apparatus and basket for transporting, storing and/or supporting spent nuclear fuel
KR101000883B1 (ko) 이슬점 온도 측정에 기초하여 하이레벨 폐기물을건조시키는 방법 및 장치
KR100378865B1 (ko) 폐기핵연료의운반및저장을위한콘테이너
US20070003000A1 (en) Method and apparatus for maximizing radiation shielding during cask transfer procedures
KR102153117B1 (ko) Isol 우라늄 표적 운반 장치
US5995573A (en) Dry storage arrangement for spent nuclear fuel containers
US3175087A (en) Container for radioactive materials
US3836431A (en) Nuclear fuel rods having end plugs with bores therethrough sealed by frangible membranes
RU2284066C2 (ru) Упаковочное устройство для перевозки навалом урансодержащего ядерного топлива
CA1175163A (en) Storage of irradiated fuel assemblies
Kwast et al. Tritium retention in neutron-irradiated carbon-based materials and beryllium
US7804077B2 (en) Passive actinide self-burner
KR102350093B1 (ko) 결함 사용후핵연료 취급 용기
CA1047175A (en) Storage and shipping container for gas filled pellets
Fisher et al. Tritium proof-of-principle injector experiment
US20050132597A1 (en) Method of drying metallic waste of pyrophoric tendencies that is to be compacted; apparatus and compacting canister associated with said method
RU2127919C1 (ru) Транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива
KR102545634B1 (ko) 사용후핵연료 운반-저장-처분 겸용시스템
JP2001174592A (ja) 使用済燃料の貯蔵方法及び装置
JP2003270389A (ja) Ｔｒｕ廃棄体格納容器
RU2778396C2 (ru) Корзина для хранения, предназначенная для хранения или транспортировки ядерных материалов
DE50211653D1 (de) Transport- und Lagerbehälter für wärmeentwickelnde radioaktive Stoffe, insbesondere abgebrannte Kernreaktorbrennelemente oder HAW-Glaskokillen
JP2601846B2 (ja) 使用済燃料貯蔵装置
WO2024077373A1 (en) System for storing nuclear waste above ground using oak containers, and method of use thereof
JP2015017880A (ja) 放射性物質収納容器管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant