KR102259371B1 - 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 센서장치는 종단에 배치되어 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유부분과, 방사선 감응 광섬유부분으로부터 직렬상으로 연장되되 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유부분을 갖는 센싱부분이 사용후 핵연료가 저장되는 저장조 내에 수직상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와, 센싱광섬유의 내방사선 광섬유부분을 통해 파장가변 광신호를 인가하고 센싱광섬유로부터 산란된 레일레이 산랑광을 검출하는 측정부 및 측정부에 의해 측정된 레일레이 산란광의 세기 및 주파수 정보를 이용하여 저장조의 수위와 온도 및 방사능을 검출하는 신호처리부를 구비한다. 이러한 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법에 의하면, 단일 선로를 갖게 형성되어 저수조 내에 삽입된 센싱광섬유로부터 검출된 레일레이 산란광을 이용하여 온도, 수위 및 방사능을 모두 검출할 수 있으면서 구조가 단순화 되는 장점을 제공한다.
Description
본 발명은 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 광섬유를 적용하여 저장조 내의 온도와 수위 및 방사능을 모두 측정할 수 있도록 된 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소의 핵분열반응을 이용하는 시설에서 사용완료된 핵분열용 연료인 사용후 핵연료는 자체적으로 발생하는 붕괴열을 흡수하기 위한 냉각수가 채워진 저장조 내에 보관된다.
이러한 사용후 핵연료를 저장하는 저장조는 핵연료에서 발생하는 붕괴열을 냉각수가 흡수하도록 되어 있기 때문에, 순환되는 냉각수의 증발현상이 발생하게 되고, 냉각수의 순환이 정상적으로 이루어지는지의 유무에 따라 수위가 변동될 수 있어 일반적으로 수위를 측정하기 위한 센서가 마련되어 수위 정보를 모니터링 할 수 있게 되어 있다.
국내 공개 특허 제10-2014-0094715호에는 감지프로브를 이용하여 사용후 핵연료가 저장되는 저장조의 수위를 검출하는 시스템이 개시되어 있다. 그런데 상기 시스템은 수위정보만을 제공할 수 있어 수위 변동에 영향을 미치는 온도 및 발생되는 방사능에 대한 정보는 제공할 수 없으며 구조가 복잡한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 광섬유를 이용하여 사용후 핵연료가 저장되는 저장조의 수위, 온도 및 방사능을 용이하게 검출할 수 있는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치는 종단에 배치되어 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유부분과, 상기 방사선 감응 광섬유부분으로부터 직렬상으로 연장되되 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유부분을 갖는 센싱부분이 사용후 핵연료가 저장되는 저장조 내에 수직상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와; 상기 센싱광섬유의 상기 내방사선 광섬유부분을 통해 파장가변 광신호를 인가하고 상기 센싱광섬유로부터 산란된 레일레이 산랑광을 검출하는 측정부; 및 상기 측정부에 의해 측정된 레일레이 산란광의 세기 및 주파수 정보를 이용하여 상기 저장조의 수위와 온도 및 방사능을 검출하는 신호처리부;를 구비한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 측정부는 파장을 가변시킨 광신호를 출사하는 광원부와; 상기 광원부에서 출사되는 광신호를 제1분배경로와 제2분배경로로 분배하는 제1광커플러와; 상기 제1분배경로를 통해 진행되는 광을 제3분배경로와 제4분배경로로 분배하는 제2광커플러와; 상기 제3분배경로에서 진행되는 광신호를 센싱단으로 출력하고, 상기 센싱단에서 역으로 진행되는 레일레이 산란광을 검출단으로 출력하는 광순환기와; 상기 제2분배경로를 통해 진행되는 광신호에 대한 주파수를 모니터링할 수 있게 주파수 모니터링 간섭광을 생성하는 주파수 모니터링 간섭계와; 상기 광순환기의 상기 검출단에서 출력되는 레일레이 산란광과 상기 제4분배경로를 통해 진행되는 광신호를 합파하여 출력하는 제3광커플러와; 상기 제3광커플러에서 출력되는 광을 검출하여 상기 신호처리부에 제공하는 제1광검출기와; 상기 주파수 모니터링 간섭계에서 출력되는 광을 검출하여 상기 신호처리부에 제공하는 제2광검출기;를 구비한다.
또한, 상기 방사선감응 광섬유부분의 코어에는 Al, Co, Fe, Ti, Cu , P, Yb, Er, Tm, Ge 중 적어도 하나가 함유된 것을 적용한다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 상기 주파수 모니터링 간섭계는 상기 제2분배경로를 통해 진행되는 광을 기준단과 지연단에 각각 분배하여 출력하고, 상기 기준단과 상기 지연단으로부터 역으로 진행되어 합파된 모니터링 간섭광을 상기 제2광검출기로 출력하는 간섭커플러와; 상기 기준단에 접속된 기준광섬유와; 상기 지연단에 접속되며 상기 기준광섬유보다 길이가 길게 연장된 지연 광섬유;를 적용한다.
바람직하게는 상기 신호처리부는 상기 방사선 감응 광섬유 부분으로부터 측정된 레일레이 산란신호의 세기와 기준 산란신호 세기와의 차이로부터 방사선량을 산출하고, 상기 내방사선 광섬유부분에 대해 위치별로 측정된 레일레이 산란신호 주파수의 설정된 기준 주파수에 대한 이동량으로부터 위치별 온도를 산출하고, 산출된 상기 내방사선 광섬유부분의 위치별 온도정보로부터 온도 변화 기울기가 설정된 변화기준 이상인 변곡위치 정보를 이용하여 수위를 산출한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사용후핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치의 측정방법은 가. 상기 측정부에서 상기 내방사선 광섬유부분에 대해 위치별로 측정된 레일레이 산란신호 주파수의 설정된 기준 주파수에 대한 이동량으로부터 위치별 온도를 산출하는 단계와; 나. 상기 나단계에서 산출된 상기 내방사선 광섬유부분의 위치별 온도정보로부터 온도 변화 기울기가 설정된 변화기준 이상인 변곡 위치 정보를 이용하여 수위를 산출하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법에 의하면, 단일 선로를 갖게 형성되어 저수조 내에 삽입된 센싱광섬유로부터 검출된 레일레이 산란광을 이용하여 온도, 수위 및 방사능을 모두 검출할 수 있으면서 구조가 단순화 되는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 측정부에서 검출된 레일레이 산란광으로부터 방사능을 산출하는 과정을 설명하기 위한 위치별 산란광 세기 변화 예를 나타내 보인 그래프이고,
도 3은 도 2에서 기준 산란신호의 세기에서 측정된 산란신호의 세기를 차감한 결과를 나타내 보인 그래프이고,
도 4는 도 1의 측정부에서 검출된 레일레이 산란광의 위치별 주파수 이동량에 따라 온도 및 수위를 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 도 1의 측정부에서 검출된 레일레이 산란광으로부터 방사능을 산출하는 과정을 설명하기 위한 위치별 산란광 세기 변화 예를 나타내 보인 그래프이고,
도 3은 도 2에서 기준 산란신호의 세기에서 측정된 산란신호의 세기를 차감한 결과를 나타내 보인 그래프이고,
도 4는 도 1의 측정부에서 검출된 레일레이 산란광의 위치별 주파수 이동량에 따라 온도 및 수위를 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치를 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치(100)는 센싱광섬유(10), 측정부(110) 및 신호처리부(180)를 구비한다.
센싱광섬유(10)는 측정대상 영역인 사용후 핵연료(70)가 저장되는 저장조(60) 내에 센싱부분이 수직상으로 연장되게 설치되어 있다. 센싱광섬유(10)를 구분하면, 종단에 배치되어 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유부분(20)과, 방사선 감응 광섬유부분(20)으로부터 직렬상으로 연장되되 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유부분(30)을 구비한다. 여기서, 저장조(60) 내에 수직상으로 연장된 방사선감응 광섬유부분(20)과, 저장조(60)내에 방사선에 비반응하는 내방사선 광섬유부분(30)이 센싱부분에 해당한다.
방사선감응 광섬유부분(20)은 사용후 핵연료(70)에서 방출되는 방사선에 노출되면 광손실을 발생시킬 수 있게 되어 있다.
방사선 감응 광섬유부분(20)은 센싱부분의 종단에 위치하며 코어(20a)에는 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키도록 Al, Co, Fe, Ti, Cu , P, Yb, Er, Tm, Ge 중 적어도 하나가 함유된 것을 적용한다. 방사선 감응 광섬유부분(20)의 연장길이는 적용되는 저장조(60)이 규모를 고려하여 적절하게 적용하면 된다. 참조부호 30b는 방사선 감응 광섬유부분(20)의 코어(20a)를 감싸며 코어(20a) 보다 굴절율이 낮게 형성된 클래드이고, 참조부호 20c는 피복층이다.
내방사선 광섬유부분(30)은 방사선 감응 광섬유부분(20)에 일단이 직렬상으로 결합되어 수직상으로 저장조(60) 상방으로 연장되어 후술되는 광순환기(131)의 센싱단(131a)과 직렬상으로 접속되는 부분이다. 내방사선 광섬유부분(30)은 방사선에 대해 비반응하여 광손실이 발생하지 않는 것을 적용한다.
내방사선 광섬유부분(30)은 코어(30a) 및 클래딩(30b)에 불소(F)가 함유되어 있거나, 코어(30a)에는 도펀트가 함유되어 있지 않고 클래드(30b)에만 불소(F)가 함유된 것을 적용한다. 참조부호 30c는 내방사선 광섬유부분(30)의 피복층이다. 전송광섬유(40)는 광순환기(131)의 센싱단(131b)에 일단이 접속되며 타단은 광접속부(80)를 통해 내방사선 광섬유부분(30)과 접속되어 있다. 여기서 전송광섬유(40)는 통신용 광섬유가 적용되면 되고, 일 예로서, 코어(40a)에 Ge 또는 F가 첨가된 것을 적용하거나, 코어(40a)가 실리카 소재로 형성된 것을 적용한다. 참조부호 40b는 전송광섬유(40)의 코어(40a)를 감싸며 코어(40a) 보다 굴절율이 낮게 형성된 클래드이고, 참조부호 40c는 피복층이다. 이와는 다르게 전송 광섬유(40) 대신 내방사선 광섬유부분(30)을 광순환기(131)의 센싱단(131b)까지 연장되게 적용할 수 있고, 이 경우 내방사선 광섬유부분(30)의 타단은 광순환기(131)의 센싱단(131a)과 접속되게 하면 된다.
측정부(110)는 센싱광섬유(10)의 내방사선 광섬유부분(30)을 통해 파장가변 광신호를 인가하고, 센싱광섬유(10)로부터 산란된 레일레이 산랑광을 검출하여 신호처리부(180)에 제공한다.
측정부(110)는 파장가변 레이저(112), 제1광커플러(121), 제2광커플러(122), 제3광커플러(123), 광순환기(131), 주파수 모니터링 간섭계(140), 제1광검출기(151), 제2광검출기(152), 편광조절기(160)를 구비한다.
파장가변 레이저(112)는 광원부로 적용된 것으로서, 신호처리부(180)에 제어되어 파장을 가변시킨 광신호를 출사한다.
제1광커플러(121)는 파장가변 레이저(112)에서 출사되는 광신호를 제1분배경로(121a)와 제2분배경로(121b)로 분배하여 출력한다.
제2광커플러(122)는 제1분배경로(121a)를 통해 진행되는 광을 제3분배경로(122a)와 제4분배경로(122b)로 분배하여 출력한다.
광순환기(131)는 제3분배경로(122a)에서 진행되는 광신호를 입력단을 통해 입력받아 센싱단(131a)으로 출력하고, 센싱단(131a)에서 역으로 진행되는 레일레이 산란광을 검출단(131b)으로 출력한다.
주파수 모니터링 간섭계(140)는 제2분배경로(121b)를 통해 진행되는 광신호에 대한 주파수를 모니터링할 수 있게 주파수 모니터링 간섭광을 생성하여 제2광검출기(152)에 제공한다.
주파수 모니터링 간섭계(140)는 간섭커플러(141), 기준광섬유(142) 및 지연광섬유(143)를 구비한다.
간섭커플러(141)는 제2분배경로(121b)를 통해 진행되는 광을 기준단(141a)과 지연단(141b)에 각각 분배하여 출력하고, 기준단(141a)과 지연단(141b)으로부터 역으로 진행되어 합파된 모니터링 간섭광을 합파출력단(141c)을 통해 제2광검출기(152)로 출력한다.
기준광섬유(142)는 간섭 커플러(141)의 기준단(141a)에 접속되어 있다. 기준광섬유(142)의 종단은 입사된 광을 반사시켜 역으로 진행될 수 있게 형성되어 있고 일 예로 종단에 반사미러가 설치될 수 있다.
지연광섬유(143)는 간섭커플러(141)의 지연단(141b)에 접속되며 기준광섬유(142)보다 길이가 길게 연장되어 있다. 지연 광섬유(143)의 종단도 입사된 광을 반사시켜 역으로 진행될 수 있게 형성되어 있고 일 예로 종단에 반사미러가 설치될 수 있다.
편광조절기(160)는 제2광커플러(122)의 제4분배경로(122b)를 통해 진행되는 광의 편광을 조정하여 제3광커플러(123)로 출력한다.
편광조절기(160)는 제3분배경로(122a)를 통해 진행되는 광과 제4분배경로(122b)를 통해 진행되는 광의 편광상태를 일치시키기 위해 적용된 것으로 생략될 수 있음은 물론이다.
제3광커플러(123)는 광순환기(131)의 검출단(131b)에서 출력되는 레일레이 산란광과 제4분배경로(122b)를 통해 진행되는 광신호를 합파하여 제1광검출기(151)로 출력한다.
제1광검출기(151)는 제3광커플러(123)에서 출력되는 광을 검출하여 신호처리부(180)에 제공한다.
제2광검출기(152)는 주파수 모니터링 간섭계(140)에서 출력되는 광을 검출하여 신호처리부(180)에 제공한다.
신호처리부(180)는 파장가변레이저(112)의 파장이 가변되게 하면서 광순환기(131)의 센싱단(131a)을 통해 센싱 광섬유(10)로 전송된 광에 대해 산란되어 광순환기(131)의 검출단(131b)으로 진행된 레일레이 산란광에 대해 제1광검출기(151)에서 검출된 신호와 제2광검출기(152)에서 검출된 신호를 이용하여 레일레이 산란신호 주파수를 측정한다.
여기서, 제2광검출(152)에서 검출되는 신호로부터 파장가변 레이저(112)에서 출사되는 광신호의 주파수를 파악하고, 파악된 광신호의 주파수 정보를 기준으로 제1광검출기(151)에서 출력되는 신호에 대한 레일레이 산란 주파수를 산출한다.
또한, 신호처리부(180)는 제1광검출기(151)를 통해 광순환기(131)의 검출단(131b)으로 진행된 레일레이 산란광의 세기를 검출한다.
이하에서는 이러한 신호처리부(180)의 방사능, 온도 및 수온을 측정과정을 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 준비조건으로서, 방사선 감응 광섬유부분(20)의 방사선 노출전의 제1광검출기(151)를 통해 수신된 레일레이 산란광의 세기를 검출하여 비교기준이 되는 기준산란신호의 세기 정보로 신호처리부(180)의 메모리(미도시)에 기록한다.
여기서 기준산란신호의 세기는 사용후핵연료(70)가 배제된 실험실 환경에서 동일한 장치를 실행하여 방사선 감응 광섬유부분(20)에 대해 검출된 기준산란신호의 세기를 기록하면 된다.
이러한 초기 설정과정을 거쳐 현장에 설치된 신호처리부(180)는 설정된 측정 주기마다 파장가변 레이저(112)의 가동을 제어하여 파장가변 광이 출사되게 처리하고, 측정부(110)에서 제1광검출기(151)를 통해 검출된 신호 중 방사선 감응 광섬유(20)로부터 측정된 레일레이 산란광의 세기와 기준산란신호의 세기차를 이용하여 방사선량을 산출한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 방사선 감응 광섬유 부분(20)이 방사선에 노출되지 않았을 때 실험에 의해 구해 신호처리부(180)에 기록된 기준 산란신호(R)의 위치별 세기에 대한 트레이스(trace) 정보에서 사용후핵연로에 노출된 방사선 감응 광섬유 부분(20)에 대해 측정된 레일레이 산란신호(S)의 세기에 대한 트레이스 정보를 차감하고, 도 3에서와 같이 기준산란신호(R)의 세기로부터 저장조(60) 내에서 측정된 레일레이 산란신호 세기(S)의 차를 위치별로 구하면, 방사선 감응 광섬유 부분(20)이 노출된 방사선에 대응하여 감쇄된 신호에 대응되는 세기차 값(P)을 얻을 수 있으며, 세기차 값(P)의 레벨로부터 방사선량을 산출하면 된다. 여기서, 세기차값에 대응하는 방사선량에 대해서는 미리실험에 의해 구해져 신호처리부(180)에 기록되어 있다.
즉, 신호처리부(180)에 의해 산출되는 방사능 즉, 방사선량값 산출은 앞서 설명된 세기차 값에 대응하여 노출된 방사선량에 대응한 광손실을 미리 실험에 의해 측정하고, 측정된 값을 산출용으로 메모리에 기록해놓은 것을 이용하면 된다.
다음으로, 신호처리부(180)는 측정부(110)에서 내방사선 광섬유부분(30)에 대해 위치별로 측정된 레일레이 산란신호 주파수의 설정된 기준 주파수에 대한 이동량으로부터 위치별 온도를 산출한다. 여기서, 기준 주파수는 제2광검출(152)에서 검출되는 신호의 주파수를 기준주파수로 적용한다.
신호처리부(180)에는 주파수 이동량에 대응하는 온도가 미리 룩업테이블에 기록되어 있고, 룩업테이블에 기록된 주파수 이동량에 대응하는 온도를 참조하여 내방사선 광섬유부분(30)에 대해 위치별로 온도를 산출한다.
또한, 신호처리부(180)는 산출된 내방사선 광섬유부분(30)의 위치별 온도정보로부터 온도 변화 기울기가 설정된 변화기준 이상인 변곡 위치 정보를 이용하여 수위를 산출한다. 저장조(60)내의 센싱부분에서의 주파수 이동량이 도 4에 도시된 바와 같이 변동된 것으로 측정된 경우 주파수 이동량이 급격하게 증가하여 온도가 급격하게 상승하는 변곡점으로부터 일정구간 비슷하게 주파수 이동량이 유지되다가 다시 급격하게 주파수 이동량이 감쇠하는 두개의 변곡점이 발생하는 경우 참조부호 L로 표기된 부분의 길이에 해당하는 센싱부분의 구간 정보를 이용하여 수위를 산출한다. 예를 들면, 도 4에서 수위가 높은 경우 참조부호 L로 표기된 구간의 길이가 수위가 낮은 경우에 비해 길어진다. 따라서, 신호처리부(180)에는 저장조(60) 내의 센싱부분에서 온도가 급격하게 변하는 변곡점 사이의 구간길이 정보와 이에 대응되는 수위 정보를 실험에 의해 구해놓은 것을 기록해놓고 이를 이용하녀 수위를 산출하면 된다. 여기서, 변곡점은 물과 공기의 경계면에서 발생하는 온도 급변구간을 판단할 수 있게 단위길이 예를 들면 5밀리당 온도 변화가 10도 이상으로 변화될 때 등 적용환경에 맞게 적절하게 설정하면 된다.
이상에서 설명된 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치 및 그 측정 방법에 의하면, 단일 선로를 갖게 형성되어 저수조 내에 삽입된 센싱광섬유로부터 검출된 레일레이 산란광을 이용하여 온도, 수위 및 방사능을 모두 검출할 수 있으면서 구조가 단순화 되는 장점을 제공한다.
10: 센싱광섬유 20: 방사선감응 광섬유부분
30: 내방사선 광섬유부분 60: 저장조
110: 측정부 180: 신호처리부
30: 내방사선 광섬유부분 60: 저장조
110: 측정부 180: 신호처리부
Claims (8)
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- 종단에 배치되어 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유부분과, 상기 방사선 감응 광섬유부분으로부터 직렬상으로 연장되되 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유부분을 갖는 센싱부분이 사용후 핵연료가 저장되는 저장조 내에 수직상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와;
상기 센싱광섬유의 상기 내방사선 광섬유부분을 통해 파장가변 광신호를 인가하고 상기 센싱광섬유로부터 산란된 레일레이 산랑광을 검출하는 측정부; 및
상기 측정부에 의해 측정된 레일레이 산란광의 세기 및 주파수 정보를 이용하여 상기 저장조의 수위와 온도 및 방사능을 검출하는 신호처리부;를 구비하고,
상기 측정부는
파장을 가변시킨 광신호를 출사하는 광원부와;
상기 광원부에서 출사되는 광신호를 제1분배경로와 제2분배경로로 분배하는 제1광커플러와;
상기 제1분배경로를 통해 진행되는 광을 제3분배경로와 제4분배경로로 분배하는 제2광커플러와;
상기 제3분배경로에서 진행되는 광신호를 센싱단으로 출력하고, 상기 센싱단에서 역으로 진행되는 레일레이 산란광을 검출단으로 출력하는 광순환기와;
상기 제2분배경로를 통해 진행되는 광신호에 대한 주파수를 모니터링할 수 있게 주파수 모니터링 간섭광을 생성하는 주파수 모니터링 간섭계와;
상기 광순환기의 상기 검출단에서 출력되는 레일레이 산란광과 상기 제4분배경로를 통해 진행되는 광신호를 합파하여 출력하는 제3광커플러와;
상기 제3광커플러에서 출력되는 광을 검출하여 상기 신호처리부에 제공하는 제1광검출기와;
상기 주파수 모니터링 간섭계에서 출력되는 광을 검출하여 상기 신호처리부에 제공하는 제2광검출기;를 구비하며,
상기 방사선감응 광섬유부분의 코어에는 Al, Co, Fe, Ti, Cu , P, Yb, Er, Tm, Ge 중 적어도 하나가 함유되어 있고,
상기 주파수 모니터링 간섭계는
상기 제2분배경로를 통해 진행되는 광을 기준단과 지연단에 각각 분배하여 출력하고, 상기 기준단과 상기 지연단으로부터 역으로 진행되어 합파된 모니터링 간섭광을 상기 제2광검출기로 출력하는 간섭커플러와;
상기 기준단에 접속된 기준광섬유와;
상기 지연단에 접속되며 상기 기준광섬유보다 길이가 길게 연장된 지연 광섬유;를 구비하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치. - 제4항에 있어서, 상기 제2광커플러의 상기 제4분배경로를 통해 진행되는 광의 편광을 조정하여 상기 제3광커플러로 출력하는 편광조절기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치.
- 제5항에 있어서, 상기 신호처리부는
상기 방사선 감응 광섬유 부분으로부터 측정된 레일레이 산란신호의 세기와 기준 산란신호 세기와의 차이로부터 방사선량을 산출하고, 상기 내방사선 광섬유부분에 대해 위치별로 측정된 레일레이 산란신호 주파수의 설정된 기준 주파수에 대한 이동량으로부터 위치별 온도를 산출하고, 산출된 상기 내방사선 광섬유부분의 위치별 온도정보로부터 온도 변화 기울기가 설정된 변화기준 이상인 변곡위치 정보를 이용하여 수위를 산출하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치. - 종단에 배치되어 방사선에 노출되면 광손실을 발생시키는 방사선감응 광섬유부분과, 상기 방사선 감응 광섬유부분으로부터 직렬상으로 연장되되 방사선에 대해 비반응하는 내방사선 광섬유부분을 갖는 센싱부분이 사용후 핵연료가 저장되는 저장조 내에 수직상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와, 상기 센싱광섬유의 상기 내방사선 광섬유부분을 통해 파장가변 광신호를 인가하고 상기 센싱광섬유로부터 산란된 레일레이 산랑광을 검출하는 측정부와 상기 측정부에 의해 측정된 레일레이 산란광으로부터 상기 저장조의 수위와 온도 및 방사능을 검출하는 신호처리부를 구비하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센싱장치의 측정 방법에 있어서,
가. 상기 측정부에서 상기 내방사선 광섬유부분에 대해 위치별로 측정된 레일레이 산란신호 주파수의 설정된 기준 주파수에 대한 이동량으로부터 위치별 온도를 산출하는 단계와;
나. 상기 가 단계에서 산출된 상기 내방사선 광섬유부분의 위치별 온도정보로부터 온도 변화 기울기가 설정된 변화기준 이상인 변곡 위치 정보를 이용하여 수위를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치의 측정 방법. - 제7항에 있어서,
다. 상기 측정부에서 상기 방사선 감응 광섬유 부분으로부터 측정된 레일레이 산란신호의 세기와 기준 산란신호 세기와의 차이로부터 방사선량을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 저장조 모니터링 광섬유 센서장치의 측정 방법.
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