KR102297384B1 - 기체 방사능 정화장치 - Google Patents

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KR102297384B1
KR102297384B1 KR1020210010184A KR20210010184A KR102297384B1 KR 102297384 B1 KR102297384 B1 KR 102297384B1 KR 1020210010184 A KR1020210010184 A KR 1020210010184A KR 20210010184 A KR20210010184 A KR 20210010184A KR 102297384 B1 KR102297384 B1 KR 102297384B1
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이범식
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엘에스이엔씨(주)
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Abstract

본 발명은, 외부로 부터 유입된 공기가 통과되는 필터부; 상기 필터부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 삼중수소를 제거하는 삼중수소 정화부; 상기 삼중수소 정화부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 탄소-14를 제거하는 탄소-14 정화부; 및 외부의 공기를 상기 필터부, 삼중수소 정화부 및 탄소-14 정화부로 유동시키는 배기팬부를 포함한다.
본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 필터부를 통과하여 배기부를 통해 공급받은 공기중의 삼중수소가 정화되도록 하는 삼중수소 정화부와 탄소-14를 정화하도록 하는 탄소-14 정화부가 결합되어 이동식으로 구비됨으로써, 공기중의 모든 방사성 입자와 삼중수소 정화 및 탄소-14를 정화하여 공기중의 모든 방사성 물질에 대해 정화가 가능하게 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하게 한다.
따라서 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 공기중의 모든 방사성 입자 정화는 물론 공기중의 삼중수소 정화와 탄소-14를 정화가 되도록 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하여 시설 사용자에게 괘적한 환경을 제공하도록 한다.

Description

기체 방사능 정화장치{Gasous Radioactivity purification device}
본 발명은 기체 방사능 정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기중에 포함된 기체상의 모든 방사성 입자와 삼중수소 및 탄소-14를 제거하도록 하는 기체 방사능 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 방사성물질은 원자력 발전소, 연구용 원자로, 핵주기 시설 및 방사성동위원소 생산시설 등의 다양한 시설을 운영하거나 해체 또는 철거 시에 필연적으로 발생한다. 이 때, 방사성물질은 분진 또는 에어로졸로 형태로 발생할 수 있으며, 이는 시설 내부의 공기를 오염시켜 운영자를 비롯한 관련 출입자의 내.외부 방사선피폭을 유발함과 동시에 외부환경으로 확산됨에 따라 시설 주변의 주민들에게 피해를 준다.
이에 따라 원자력 관련시설 내부의 방사능에 오염된 공기를 정화하게 하기 위해 공기중의 방사능을 제거하는 필터 (전처리필터 + 미디엄 필터 + HEPA 필터)와 배기팬을 장착한 고정식 기체 방사능 정화장치를 일반적으로 사용하고 있다.
하지만 이와 같은 종래의 기체 방사능 정화장치는 공기중에 존재하는 기체상의 방사성 입자 제거 효율이 낮을 뿐만 아니라 삼중수소 및 탄소-14는 제거하지 못하고 있다.
또한, 기체 방사능 정화장치는 고정식으로 구비가 되다 보니 필요에 따라 방사선 작업장에 설치가 되어야 하기에 필요에 따라 설치비용이 많이 소요가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 필터로 공급되는 방사능에 오염된 공기중의 모든 방사성 입자는 물론 공기중의 삼중수소와 탄소-14를 거의 완전하게 정화하도록 하고 이동식으로 함으로서 필요 작업장에 이동하면서 사용 가능하게 하는 기체 방사능 정화장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
본 발명은, 외부로 부터 유입된 공기가 통과되는 필터부; 상기 필터부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 삼중수소를 제거하는 삼중수소 정화부; 상기 삼중수소 정화부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 탄소-14를 제거하는 탄소-14 정화부; 및 외부의 공기를 상기 필터부, 삼중수소 정화부 및 탄소-14 정화부로 유동시키는 배기팬부를 포함한다.
상기 필터부와 상기 배기팬부는, 상하로 각 한 쌍으로 구비되며, 상기 배기팬부는, 상기 필터부의 후단에 배치된다.
외부로 부터 방사능에 오염된 공기가 유입되는 제1배관과, 상기 제1배관과 연결되며, 상측의 필터부 및 배기팬부와 연결되고, 상기 제1배관으로부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부 측으로 공급하는 제2배관과, 상기 제2배관과 병렬 연결되며, 하측의 필터부 및 배기팬부와 연결되고, 상기 제1배관으로부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부 측으로 공급하는 제3배관과, 상기 제2,3배관과 연결되어 상기 필터부로부터 상기 삼중수소 정화부로 공기를 공급하며, 상기 탄소-14 정화부로 부터 토출된 공기를 외부로 방출하는 제4배관과, 상기 제4배관과 병렬로 연결되어 상기 필터부로 부터 토출된 공기를 곧 바로 외부로 방출하는 제5배관을 더 포함한다.
상기 필터부는, 외부로 부터 유입된 방사능 오염 공기가 통과되는 제1필터와, 상기 제1필터와 결합되는 ULPA(Ultra Low Particulate Air Filter) 필터 타입의 제4필터와, 상기 제1필터와 상기 제4필터 사이에 배치되며, 상기 제1필터에서 걸러지는 입자보다 더 작은 입자를 걸러내는 제2필터와, 상기 제2필터와 상기 제4필터 사이에 배치되는 HEPA(high efficiency particulate air filter) 필터 타입의 제3필터를 포함한다.
상기 삼중수소 정화부는, 내부에 삼중수소 정화물질이 수용되는 제1케이싱과, 상기 제1케이싱의 내부로 공기가 유입되는 제1유입라인과, 상기 제1케이싱의 내부에서 삼중수소 정화물질에 의해 정화된 공기가 토출되는 제1유출라인을 포함한다.
상기 탄소-14 정화부는, 내부에 탄소-14 정화물질이 수용되는 제2케이싱과, 상기 제2케이싱의 내부로 공기가 유입되는 제2유입라인과, 상기 제2케이싱의 내부에서 탄소-14 정화물질에 의해 정화된 공기가 토출되는 제2유출라인을 포함한다.
상측의 필터부의 입구에 설치되는 제1밸브와, 하측의 필터부의 입구에 설치되는 제2밸브와, 상측의 배기팬부의 출구에 설치되는 제3밸브와, 하측의 배기팬부의 출구에 설치되는 제4밸브를 더 포함한다.
상기 삼중수소 정화부의 입구에 설치되는 제5밸브를 더 포함하며, 상기 제5배관은, 상기 제4배관에서 유동하는 공기의 유동방향을 기준으로 상기 제5밸브 보다 전단에서 상기 제4배관으로부터 분기된다.
상기 제5배관에 설치되는 제6밸브를 더 포함한다.
본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 필터부를 통과하여 배기부를 통해 공급받은 공기중의 삼중수소가 정화되도록 하는 삼중수소 정화부와 탄소-14를 정화하도록 하는 탄소-14 정화부가 결합되어 이동식으로 구비됨으로써, 공기중의 모든 방사성 입자와 삼중수소 정화 및 탄소-14를 정화하여 공기중의 모든 방사성 물질에 대해 정화가 가능하게 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하게 한다.
따라서 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 공기중의 모든 방사성 입자 정화는 물론 공기중의 삼중수소 정화와 탄소-14를 정화가 되도록 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하여 시설 사용자에게 괘적한 환경을 제공하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 삼중수소정화부의 확대도이다.
도 3은 도 1의 탄소-14 정화부의 확대도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)는 필터부(110), 삼중수소 정화부(120), 탄소-14 정화부(130), 배기팬부(140)를 포함한다.
상기 필터부(110)는 외부로 부터 유입된 방사능에 오염된 공기가 통과되며, 상하 각 한쌍으로 구비된다.
그리고 상기 필터부(110)는 제1필터(111), 제4필터(114), 제2필터(112), 제3필터(113)를 포함한다.
상기 제1필터(111)는 외부로 부터 유입된 공기가 통과되어 10um 크기의 입자를 85% 이상으로 공기 중의 방사성 입자를 정화하도록 한다.
상기 제4필터(114)는 상기 제1필터(111)와 결합되며, ULPA(Ultra Low Particulate Air Filter)필터 타입으로 0.1um 크기의 입자를 99.9995% 이상으로 공기중 방사성 입자를 정화하도록 한다.
여기서, 상기 제4필터(114)는 ULPA (Ultra Low Particulate Air Filter) 필터타입으로 세퍼레이터(separator), 미니프리트(Mini-pleat) 형상 중 어느 하나로 구비될 수 있으며, 반드시 이에 특정하지는 않는다.
상기 제2필터(112)는 상기 제1필터(111)와 상기 제4필터(114) 사이에 배치되며, 상기 제1필터(111)에서 걸러지는 입자보다 더 작은 입자를 걸러내도록 한다.
여기서, 상기 제2필터(112)는 미디움(Medium)필터 타입으로 5um 크기의 입자를 99.97%이상으로 공기 중의 방사성 입자를 정화한다.
상기 제3필터(113)는 상기 제2필터(112)와 상기 제4필터(114) 사이에 배치된다.
여기서, 상기 제3필터(113)는 HEPA(high efficiency particulate air filter) 필터 타입으로 0.3um 크기의 입자를 99.97%이상으로 공기중 방사성 입자를 정화한다.
즉, 이와 같이 상기 필터부(110)는 상기 제1필터(111) 내지 상기 제4필터(114)를 포함하도록 구비되기에 유입된 공기중의 방사성 입자를 걸러내게 된다.
상기 삼중수소 정화부(120)는 상기 필터부(110)를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 삼중수소를 제거한다.
여기서, 상기 삼중수소 정화부(120)는 상기 필터부(110)로 부터 공기가 통과되어 정화되기 위한 삼중수소 정화물질(121)이 내부에 수용된 형상으로 구비되는데 이에 대한 설명은 후에 하기로 한다.
상기 탄소-14 정화부(130)는 상기 삼중수소 정화부(120)를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 탄소-14를 제거한다.
여기서, 상기 탄소-14 정화부(130)는 상기 삼중수소 정화부(120)와 연결되고 내부에 상기 삼중수소 정화부(120)로 부터 삼중수소가 제거된 공기가 유동 시 공기 중의 탄소-14가 제거되도록 하기 위한 탄소-14 정화물질(131)이 수용된 형상으로 구비되는데 이에 대한 설명은 후에 하기로 한다.
상기 배기팬부(140)는 외부의 공기를 상기 필터부(110), 삼중수소 정화부(120) 및 탄소-14 정화부(130)로 유동시키며, 상기 필터부(110)와 같이 상하로 각 한 쌍으로 구비되며 상기 필터부(110)의 후단에 배치된다.
이하부터는 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)에서 외부로 부터 통과된 공기의 삼중수소 정화와 탄소-14정화를 위한 상기 필터부(110)와 상기 배기팬부(140)에 연결되는 삼중수소 정화부(120)와 탄소-14정화부(130)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
첫 번째로 상기 삼중수소 정화부(120)에 대해 설명하도록 한다.
상기 삼중수소 정화부(120)는, 상기 필터부(110)로 부터 연결되어 내부에 상기 삼중수소 정화물질(121)이 수용되는 제1케이싱(122)과, 상기 제1케이싱(122)의 내부로 공기가 유입되는 제1유입라인(123)과, 상기 제1케이싱(122)의 내부에서 상기 삼중수소 정화물질(121)에 의해 정화된 공기가 토출되는 제1유출라인(124)을 포함한다.
여기서, 상기 삼중수소 정화물질(121)은 물, 예를 들면, 증류수, 초순수 중 어느 하나로 구비될 수 있으며 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
그리고 상기 삼중수소 정화물질(121)은 버블(Bubble) 형상으로 구비될 수 있다.
즉, 상기 필터부(110)를 통해 정화되어 유동되는 공기가 상기 제1유입라인(123)을 통해 상기 제1케이싱(122)으로 유입되어 상기 삼중수소 정화물질(121)에 의해 정화된 후에 상기 제1유출라인(124)으로 토출이 되어 공기중의 삼중수소 정화가 가능하게 한다.
두 번째로 상기 탄소-14 정화부(130)에 대해 설명하도록 한다.
상기 탄소-14 정화부(130)는, 내부에 상기 탄소-14 정화물질(131)이 수용되는 제2케이싱(132)과, 상기 제2케이싱(132)의 내부로 공기가 유입되는 제2유입라인(133)과, 상기 제2케이싱(132)의 내부에서 상기 탄소-14 정화물질(131)에 의해 정화된 공기가 토출되는 제2유출라인(134)을 포함한다.
여기서, 상기 탄소-14 정화물질(131)은 PH 약 11.0 정도의 알칼리 용액으로, 암모니아수(Ammonium Hydroxide), 수산화나트륨(Sodium hydroxide) 중 어느 하나로 구비될 수 있으며, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
그리고 상기 탄소-14 정화물질(131)은 버블(Bubble) 형상으로 구비될 수 있다.
즉, 상기 삼중수소 정화부(120)를 통해 삼중수소 정화 후에 유동되는 공기가 상기 제2유입라인(133)을 통해 상기 제2케이싱(132)으로 유입되어 상기 탄소-14 정화물질(131)에 의해 정화된 후에 상기 제2유출라인(134)으로 토출이 되어 공기의 탄소-14정화를 가능하게 한다.
따라서 본 발명의 기체 방사능 정화장치(100)에서 외부로 부터 유입된 공기중의 삼중수소와 탄소-14가 거의 완벽하게 정화되기 때문에 공기중의 방사능 정화를 완전하게 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)는 공기 정화가 되도록 하기 위한 상기 필터부(110)와 상기 삼중수소 정화부(120)와 상기 탄소-14 정화부(130)가 적절하게 연결되기 위한 상기 제1배관(150), 제2배관(150a), 제3배관(150b), 제4배관(150c), 제5배관(150d)이 더 구비가 된다.
상기 제1배관(150)은 외부로부터 공기가 유입이 된다.
상기 제2배관(150a)은 상기 제1배관(150)으로 부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부(120) 측으로 공급하게 한다.
상기 제3배관(150b)은 상기 제2배관(150a)과 병렬 연결되며, 상기 하측 필터부 (110) 및 상기 하측 배기팬부(140)와 연결되고, 상기 제1배관(150)으로부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부(120) 측으로 공급하게 한다.
상기 제4배관(150c)은 상기 제2,3배관(150a,150b)과 연결되어 상기 필터부(110)로부터 상기 삼중수소 정화부(120)로 공기를 공급하며, 상기 탄소-14 정화부(130)로부터 토출된 공기를 외부로 방출하게 한다.
상기 제5배관(150d)은 상기 제4배관(150c)과 병렬로 연결되어 상기 필터부(110)로 부터 토출된 공기를 곧바로 외부로 방출하게 한다.
또, 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)는 상기 상측 필터부(110)의 입구에 설치되는 제1밸브(160)와, 상기 하측 필터부(110)의 입구에 설치되는 제2밸브(160a)와, 상기 상측 배기팬부(140)의 출구에 설치되는 제3밸브(160b)와, 상기 하측 배기팬부(140)의 출구에 설치되는 제4밸브(160c)와, 상기 삼중수소 정화부(120)의 입구에 설치되는 제5밸브(160d)와, 상기 제5배관(150d)에 설치되는 제6밸브(160e)를 더 포함한다. 상기 제1 내지 제6밸브(160,160a,160b,160c,160d,160e)는, 각각이 설치된 배관을 선택적으로 개폐시킨다.
이로 인하여 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)에서 상기 필터부(110)와 상기 삼중수소 정화부(120) 및 상기 탄소-14 정화부(130)가 적절하게 연결되고 외부로 부터 유입된 공기가 적절하게 유동되어 공기정화가 되도록 하는 것이 가능하게 한다.
부가적으로 상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치(100)는 도면에는 도시되지는 않았지만 상기 필터부(110)와 상기 삼중수소 정화부(120)와 상기 탄소-14 정화부(130)가 이동형으로 제작이 되기에 시설 사용자에게 편리한 사용을 가능하게 하며 괘적한 환경을 제공하도록 한다.
종래의 기체 방사능 정화장치는 공기중에 존재하는 기체상의 방사성 입자 제거 효율이 낮을 뿐만 아니라 삼중수소 및 탄소-14는 제거하지 못하고 있고, 고정식으로 구비가 되다 보니 필요에 따라 방사선 작업장에 설치가 되어야 하기에 필요에 따라 설치비용이 많이 소요가 되었다.
하지만 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 필터부를 통과하여 배기부를 통해 공급받은 공기중의 삼중수소가 정화되도록 하는 삼중수소 정화부와 탄소-14를 정화하도록 하는 탄소-14 정화부가 결합되어 이동식으로 구비됨으로써, 공기중의 모든 방사성 입자와 삼중수소 정화 및 탄소-14를 정화하여 공기중의 모든 방사성 물질에 대해 정화가 가능하게 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하게 한다.
따라서 본 발명에 따른 기체 방사능 정화장치에 의하면, 공기중의 모든 방사성 입자 정화는 물론 공기중의 삼중수소 정화와 탄소-14를 정화가 되도록 하고 방사성물질을 취급하는 공간에 필요에 따라 이동형으로 사용이 가능하여 시설 사용자에게 괘적한 환경을 제공하도록 한다.
100 : 기체 방사능 정화장치 110 : 필터부
111 : 제1필터 112 : 제2필터
113 : 제3필터 114 : 제4필터
120 : 삼중수소 정화부 121 : 삼중수소정화물질
122 : 제1케이싱 123 : 제1유입라인
124 : 제1유출라인 130 : 탄소-14정화부
131 : 탄소-14정화물질 132 : 제2케이싱
133 : 제2유입라인 134 : 제2유출라인
140 : 배기팬부 150 : 제1배관
150a: 제2배관 150b: 제3배관
150c: 제4배관 150d: 제5배관
160 : 제1밸브 160a: 제2밸브
160b: 제3밸브 160c: 제4밸브
160d: 제5밸브 160e: 제6밸브

Claims (9)

  1. 외부로부터 유입된 공기가 통과되는 필터부;
    상기 필터부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 삼중수소를 제거하는 삼중수소 정화부;
    상기 삼중수소 정화부를 통과한 공기를 공급받으며, 공급받은 공기 중에 존재하는 탄소-14를 제거하는 탄소-14 정화부; 및
    외부의 공기를 상기 필터부, 삼중수소 정화부 및 탄소-14 정화부로 유동시키는 배기팬부를 포함하되,
    상기 필터부와 상기 배기팬부는, 상하로 각 한쌍으로 구비되며,
    상기 배기팬부는, 상기 필터부의 후단측에 배치되고
    외부로 부터 공기가 유입되는 제1배관과,
    상기 제1배관과 연결되며, 상측의 필터부 및 배기팬부와 연결되고, 상기 제1배관으로 부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부 측으로 공급하는 제2배관과,
    상기 제2배관과 병렬 연결되며, 하측의 필터부 및 배기팬부와 연결되고, 상기 제1배관으로 부터 유입된 공기를 상기 삼중수소 정화부 측으로 공급하는 제3배관과,
    상기 제2,3배관과 연결되어 상기 필터부 로부터 상기 삼중수소 정화부로 공기를 공급하며, 상기 탄소-14 정화부로 부터 토출된 공기를 외부로 방출하는 제4배관과,
    상기 제4배관과 병렬로 연결되어 상기 필터부로 부터 토출된 공기를 곧바로 외부로 방출하는 제5배관을 더 포함하며,
    상기 필터부는,
    외부로 부터 유입된 공기가 통과되는 제1필터와,
    상기 제1필터와 결합되는 ULPA(Ultra Low Particulate Air Filter) 필터 타입의 제4필터와,
    상기 제1필터와 상기 제4필터 사이에 배치되며, 상기 제1필터에서 걸러지는 입자보다 더 작은 입자를 걸러내는 제2필터와,
    상기 제2필터와 상기 제4필터 사이에 배치되는 HEPA(high efficiency particulate air filter) 필터 타입의 제3필터를 포함하는 기체 방사능 정화장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 삼중수소 정화부는,
    내부에 삼중수소 정화물질이 수용되는 제1케이싱과,
    상기 제1케이싱의 내부로 공기가 유입되는 제1유입라인과,
    상기 제1케이싱의 내부에서 삼중수소 정화물질에 의해 정화된 공기가 토출되는 제1유출라인을 포함하는 기체 방사능 정화장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소-14 정화부는,
    내부에 탄소-14 정화물질이 수용되는 제2케이싱과,
    상기 제2케이싱의 내부로 공기가 유입되는 제2유입라인과,
    상기 제2케이싱의 내부에서 탄소-14 정화물질에 의해 정화된 공기가 토출되는 제2유출라인을 포함하는 기체 방사능 정화장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상측의 필터부의 입구에 설치되는 제1밸브와,
    하측의 필터부의 입구에 설치되는 제2밸브와,
    상측의 배기팬부의 출구에 설치되는 제3밸브와,
    하측의 배기팬부의 출구에 설치되는 제4밸브를 더 포함하는 기체 방사능 정화장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 삼중수소 정화부의 입구에 설치되는 제5밸브를 더 포함하며,
    상기 제5배관은, 상기 제4배관에서 유동하는 공기의 유동방향을 기준으로 상기 제5밸브보다 전단 측에서 상기 제4배관으로 부터 분기되는 기체 방사능 정화장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5배관에 설치되는 제6밸브를 더 포함하는 기체 방사능 정화장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0961316A (ja) * 1995-08-23 1997-03-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd オフガスサンプリング装置
KR20160032122A (ko) * 2013-07-19 2016-03-23 아레바 게엠베하 원자력 플랜트의 중대 사고시 사용되는 배기 시스템과 그 작동 방법

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