KR102321893B1 - 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력 관계시설의 해체시 발생하는 대규모 방사성 효율적으로 처리 및 처분할 수 있도록 방사성 폐기물을 형상 및 크기, 종류에 따라 신속 정확하게 분류하고 방사성 폐기물의 분류체계를 확립할 수 있도록 한 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템에 관한 것으로,
검사를 위하여 방사성 폐기물을 이송하는 이송용 롤러 컨베이어(10); 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)를 포함하는 검출기 모듈(21)을 이용하여 방사성 폐기물의 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 각각 측정하는 대면적 방사능 측정챔버(20); 회전을 통해 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)를 통과한 방사성 폐기물을 방사능 농도에 따라 외부로 배출하거나 보관창고로 이송할 수 있도록 방향 전환이 가능하게 형성되며 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 출구측에 설치되는 분류용 롤러 컨베이어(30); 측정된 방사능의 양이 방사능 준위별 판정기준을 만족하지 않을 경우 분류용 롤러 컨베이어(20)에서 이송된 방사성 폐기물을 보관창고로 이송하는 배출용 롤러 컨베이어(40); 및 상기 구성들의 제어를 위한 측정 및 제어패널(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
검사를 위하여 방사성 폐기물을 이송하는 이송용 롤러 컨베이어(10); 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)를 포함하는 검출기 모듈(21)을 이용하여 방사성 폐기물의 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 각각 측정하는 대면적 방사능 측정챔버(20); 회전을 통해 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)를 통과한 방사성 폐기물을 방사능 농도에 따라 외부로 배출하거나 보관창고로 이송할 수 있도록 방향 전환이 가능하게 형성되며 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 출구측에 설치되는 분류용 롤러 컨베이어(30); 측정된 방사능의 양이 방사능 준위별 판정기준을 만족하지 않을 경우 분류용 롤러 컨베이어(20)에서 이송된 방사성 폐기물을 보관창고로 이송하는 배출용 롤러 컨베이어(40); 및 상기 구성들의 제어를 위한 측정 및 제어패널(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 관계시설의 해체시 발생하는 대규모 방사성 효율적으로 처리 및 처분할 수 있도록 방사성 폐기물을 형상 및 크기, 종류에 따라 신속 정확하게 분류하고 방사성 폐기물의 분류체계를 확립할 수 있도록 한 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소나 핵주기 시설, 원자력 연구소, 의료시설 등의 원자력 관계시설의 운영 중 발생하는 방사성 폐기물은 그 형상 및 크기, 종류가 매우 다양하며, 이러한 원자력 관계시설의 해체시에는 방사성 폐기물이 대규모로 발생하여 신속한 처리가 요구된다.
방사성 폐기물을 처리 및 처분하기 위해서는 방사성 폐기물을 방사성 준위별로 분류하는 작업이 필요하다. 그리고, 방사성 폐기물의 방사능 준위를 확인하는 방법으로는 표면방사선량률을 측정하는 방법과, 모집단 폐기물로부터 대표시료를 채취하여 대표시료의 방사능을 분석하는 방법, 방사성 폐기물을 일정한 크기로 절단한 후 규격화된 용기에 충전하여 방사능을 분석하는 방법 및 방사성 폐기물의 물리·기하하적 특성 정보를 입력한 후 원상태의 방사성 폐기물의 방사능을 측정하는 방법이 있다.
이 중에서 표면방사선량률을 측정하는 방법은 다른 측정 방법에 비해 단순한 작업이기는 하지만, 방사성 폐기물의 형상 및 크기, 종류에 따라 측정 결과가 달라지는 등 방사능 측정 결과가 부정확한 단점이 있다. 그리고, 대표시료 채취후 방사능 분석방법은 대표시료를 채취하는 작업이 필요하여, 추가적인 작업 시간과 비용이 수반될 뿐만 아니라 모집단 폐기물의 방사능 농도를 대표하는 시료를 채취하는 방법이 강구되어야 하는 단점이 있다. 이는 대표시료의 채취 방법에 따라 모집단 폐기물의 추정 방사능 농도가 달라질 수 있기 때문이다.
그리고, 규격화된 용기 충전 후 방사능 분석 방법은 다른 측정 방법에 비해 방사능 분석 결과의 정확성은 높지만, 방사성 폐기물의 형상 및 크기, 종류에 따라 일정한 크기로 절단하는 작업이 수반됨에 따라 추가적인 작업 시간과 비용이 증가하는 단점이 있다. 또, 방사성 폐기물의 특성 입력 후 원상태의 방사성 폐기물의 방사능을 측정하는 방법은 방사성 폐기물의 특성 정보를 사전에 알고 있어야 하거나 특성 정보를 확인하는 작업이 수반될 뿐만 아니라 특성 정보의 정확성에 따라 방사성 폐기물의 방사능 분석 정보가 달라질 수 있어 특성 정보의 정확도가 방사능 분석 결과에 영향을 미치게 되는 단점이 있다. 또한, 작업자가 방사성 폐기물의 특성정보를 입력하는 과정에서 인적 오류가 발생함으로써 방사능 분석 결과에도 오류가 발생할 수 있게 되는 단점이 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 동일 또는 유사한 특허문헌을 찾지 못하였으며, 관련분야의 선행기술로는 다음의 특허문헌이 검색되었다.
특허문헌 1은, 방사성 폐기물 핵종분석시스템에 있어서, 드럼내 감마 방사선 핵종을 분석하며 검출기와 회전테이블을 포함하는 핵종분석장치와, 중·저준위 드럼을 입반출시키는 대차 및 스택커 크래인과, 상기 핵종분석장치에 의한 분석결과를 드럼표면에 마킹하는 잉크젯 프린터와, 상기 중준위 및 저준위 드럼을 각각 저장하기 위한 중준위 드럼저장고, 저준위 드럼랙 및 통합제어시스템을 포함하며, 상기 통합제어시스템은 대차 운전 및 스택커 크레인 운전을 제어하는 크레인 제어부, 검출기 운전과 회전테이블 운전을 제어하는 핵종분석부, 잉크젯 프린터의 운전을 제어하는 잉크젯프린터 제어부 및 상기 각 제어부와 소정의 프로토콜로 구성된 통신시스템을 이용해 통합제어를 수행하는 중앙감시제어부를 포함하여 구성되며, 방사성폐기물 드럼을 비파과적인 분석 방법으로 드럼내 주요 핵종별 방사능 농도와 총 반사능 량을 정확히 측정하고 그 기록을 폐기물과 함께 관리할 수 있는, 방사성폐기물핵종분석시스템을 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 추출 크로마토그래피를 이용하여 방사성 폐기물에 포함된 알파핵종을 화학적으로 분리하는 단계; 상기 추출 크로마토그래피로부터 Am 또는 Cm 용출액에 물을 첨가한 후, Am 또는 Cm을 정량 분석하는 단계; 및 상기 추출 크로마토그래피로부터 Pu 용출액을 사용하여 Pu를 정량 분석하는 단계;를 포함하며, 정량 분석 시간의 단축 및 이로 인한 분석자의 방사선 노출 감소 효과를 가져올 수 있고, 증발건조 과정로 인한 분석시설의 부식을 막고 에너지를 절감할 수 있는, 방사성 폐기물에 포함된 알파핵종의 정량 분석 방법을 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방사성 폐기물을 신속 정확하게 분류하여 방사성 폐기물을 효율적으로 처리 및 처분할 수 있도록 함과 아울러 방사성 폐기물의 처리에 필요한 작업 시간과 비용 및 작업자의 인적 오류를 최소화하고 작업자의 피폭을 방지하여 안전성을 도모할 수 있도록 한, 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 방사성 폐기물 각각에 대한 전수 검사를 통해 각 방사성 폐기물을 잔류방사능의 양에 따라 분류하되, 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 측정함으로써 3가지 형태의 방사능 측정 결과를 종합적으로 고려한 방사성 폐기물의 분류체계를 확립할 수 있도록 한, 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 방사성 폐기물을 분류하는 작업을 간소화함과 아울러 작업 시간과 비용을 줄이고 방사성 폐기물에 대한 주민 및 국민의 수용성과 인식을 개선할 수 있도록 한, 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템을 제공하는데 또다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 검사를 위하여 방사성 폐기물을 이송하는 이송용 롤러 컨베이어; 대면적 플라스틱 섬광검출기를 포함하는 검출기 모듈을 이용하여 방사성 폐기물의 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 각각 측정하는 대면적 방사능 측정챔버; 방사능 농도에 따라 방사성 폐기물을 외부로 배출하거나 보관창고로 이송할 수 있도록 방향 전환이 가능하게 형성되며 상기 대면적 방사능 측정챔버의 출구측에 설치되는 분류용 롤러 컨베이어; 측정된 방사능의 양이 방사능 준위별 판정기준을 만족하지 않을 경우 분류용 롤러 컨베이어에서 이송된 방사성 폐기물을 보관창고로 이송하는 배출용 롤러 컨베이어; 및 상기 구성들의 제어를 위한 측정 및 제어패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대면적 방사능 측정챔버는 하부가 개구된 정육면체의 형상으로 형성되며 각면이 납판으로 형성됨과 아울러, 대면적 플라스틱 섬광검출기를 포함하고 저면을 제외한 각면에 2개씩 설치되는 검출기 모듈과, 상기 이송 롤러 컨베이어를 통해 이송된 방사성 폐기물을 측정구역에 위치시키도록 챔버의 내측 하부에 위치한 내부 컨베이어를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검출기 모듈은 대면적 방사능 측정챔버의 상부면에 추가로 2개가 설치되어 동시회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검출기 모듈은 방사성 폐기물의 방사능을 검출할 수 있도록 방사선에 의한 여기반응을 통해 광자를 발생하는 대면적 플라스틱 섬광검출기와, 광자를 전자로 변환시켜 증폭시킬 수 있도록 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 광전자증폭관과, 전자를 아날로그 펄스 형태로 변환 및 증폭시키고 광전자 증폭관에 고전압을 공급할 수 있도록 광전자 증폭관에 각각 연결되는 계측회로모듈과, 자연배경방사선의 차폐를 위하여 검출기 모듈의 검출면을 제외한 모든 주변을 감싸도록 설치되는 납차폐체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분류용 롤러 컨베이어는 프레임과, 방사성 폐기물을 이송할 수 있도록 프레임의 상측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 롤러와, 상기 롤러를 구동하기 위한 롤러구동모터와, 상기 롤러와 롤러구동모터가 설치되며 90도 각도로 회전되는 턴테이블과, 상기 프레임의 하부측에 설치되며 방사성 폐기물의 방사능 농도에 따라 상기 턴테이블을 정방향 또는 역방향으로 회동시키는 회전구동모터와, 상기 프레임에 설치되어 상기 회전구동모터의 회전력을 턴테이블로 전달하는 전동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템은, 다양한 형태의 방사성 폐기물의 형상과 크기에 따라 형상별 효율 라이브러리를 불러와 방사능을 측정하고 납차폐체로 이루어진 대면적 방사능 측정챔버를 이용하여 방사능을 측정함에 따라 극저준위 방사성 폐기물의 방사능을 측정할 수 있음은 물론 납차폐체의 추가 장입을 통해 자연방사선의 준위가 높은 지역에서도 방사능 측정이 가능한 효과가 있다.
또한, 방사성 폐기물로부터 시료를 채취하지 않고 원상태에서 방사능을 측정할 수 있게 되어, 절단 작업을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 대면적 방사능 측정챔버에서의 방사능 측정 결과에 따라 방사성 폐기물을 오염물과 비오염물로 자동 분류하여 배출할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 대면적 방사능 측정챔버를 이용하여 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 측정함으로써 3가지 형태의 방사능 측정 결과를 종합적으로 고려한 방사성 폐기물의 분류체계를 확립할 수 있게 된다.
또한, 대면적 방사능 측정챔버에 대한 납차폐체의 추가 장입과 납차폐체를 이용한 검출기 모듈의 차폐 및 동시회로 구축을 통해 자연배경방사선의 영향을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템의 평면 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템의 정면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 이송용 롤러 컨베이어의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 평면도 및 정면도.
도 5는 도 4의 "A"부 및 "B"부의 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 분류용 롤러 컨베이어 및 배출용 롤러 컨베이어의 평면도 및 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템의 정면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 이송용 롤러 컨베이어의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 평면도 및 정면도.
도 5는 도 4의 "A"부 및 "B"부의 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 분류용 롤러 컨베이어 및 배출용 롤러 컨베이어의 평면도 및 정면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한, 도 1은 본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템의 평면 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템의 정면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이송용 롤러 컨베이어의 구성도이다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 평면도 및 정면도이고, 도 5는 도 4의 "A"부 및 "B"부의 확대도이며, 도 6은 본 발명에 따른 분류용 롤러 컨베이어 및 배출용 롤러 컨베이어의 평면도 및 정면도이다.
본 발명에 따른 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템은 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 이송용 롤러 컨베이어(10)와, 대면적 방사능 측정챔버(20), 분류용 롤러 컨베이어(30), 배출용 롤러 컨베이어(40) 및 측정 및 제어패널(50)을 포함하여 이루어진다.
상기 이송용 롤러 컨베이어(10)는 형상측정장비로부터 이송되는 방사성 폐기물의 검사를 위하여 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)로 방사성 폐기물을 이송하는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(13)의 상부에 일정 간격으로 설치되는 롤러(11)와, 상기 프레임(13)의 일측에 설치되어 상기 롤러(11)를 회전 구동하는 롤러구동모터(12) 및 제1위치센서(미도시)을 포함한다. 이때, 상기 제1위치센서는 컨베이어의 후단에 배치되어 방사성 폐기물의 위치를 감지하며, 방사성 폐기물이 감지되면 방사성 폐기물을 정지시켜 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 입구도어를 열기 위한 신호를 발생하게 된다. 그리고, 상기 이송용 롤러 컨베이어(10)에 의한 방사성 폐기물의 이동속도는 가변적이다.
상기 대면적 방사능 측정챔버(20)는 방사성 폐기물의 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 각각 측정하기 위한 것으로, 슬라이딩 방식에 의해 개폐되는 입구도어와 출구도어를 구비한다. 그리고, 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)는 하부가 개구된 정육면체의 형태로 형성되는 것으로, 개구된 바닥을 제외한 나머지 면이 10㎜ 두께의 납판으로 구성되며, 자연배경방사선을 저감할 수 있도록 납차폐체를 5㎝ 두께까지 추가 장입할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 입구도어와 출구도어는 전동모터에 의해 슬라이딩 방식으로 개폐되도록 구성된다.
그리고, 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)에는 방사능 측정을 위하여 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)를 포함하고 저면을 제외한 각면에 2개씩 설치되는 총 10개의 검출기 모듈(21)이 구비됨과 아울러, 상기 이송 롤러 컨베이어(10)를 통해 이송된 방사성 폐기물을 측정구역에 위치시키도록 내측 하부에 내부 컨베이어(22)가 설치된다. 이때, 동시회로의 구성을 위하여 2개의 검출기 모듈(21)이 대면적 방사능 측정챔버(20)의 상부면에 추가로 설치되는 것이 바람직하며, 각 검출기 모듈(21)에서 발생한 아날로그 신호가 상기 측정 및 제어패널(50)로 전송될 수 있도록 각각의 검출기 모듈(21)은 동축 케이블로 상기 측정 및 제어패널(50)에 연결된다.
여기서, 상기 검출기 모듈(21)은 도 4와 5에 도시된 바와 같이, 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)과, 2개의 광전자증폭관(21b, PMT; Photo Nultiplier Tube), 2개의 계측회로모듈(21c) 및 납차폐체(21d)로 구성된다.
상기 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)는 방사성 폐기물의 방사능을 검출하기 위한 센서로서, 방사선에 의한 여기반응을 통해 광자(photon)를 발생하게 된다. 상기한 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)는 다른 섬광검출기에 비해 제작단가가 저렴하고 주변 온도나 습도의 영향이 적으며 대면적으로 제작 가능하여 기하학적 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 광전자증폭관(21b)은 광자를 전자로 변환시켜 증폭시켜 주는 것으로, 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)의 양단에 각각 결합된다. 이에 따라 2개의 광전자증폭관(21b)에서 출력되는 전자신호를 합산하는 방식으로 계측 효율을 향상시킴과 아울러 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)와 방사선의 반응 위치에 따른 검출신호의 변화인 공간 변동성(Spatial variations)을 최소화할 수 있게 된다.
상기 계측회로모듈(21c)은 광전자증폭관(21b)에서 발생한 전자를 아날로그 전압 펄스 형태로 변환 및 증폭시켜주고 상기 광전자증폭관(21b)에 고전압을 공급할 수 있도록 상기 광전자증폭관(21b)에 각각 연결된다. 상기 납차폐체(21d)는 자연배경방사선의 차폐를 위하여 설치되는 것으로, 상기 검출기 모듈(21)의 검출면을 제외한 모든 주변을 감싸도록 설치되며, 그 외부에는 루버커버(21e)가 더 배치될 수 있다.
그리고, 상기 내부 컨베이어(22)는 방사성 폐기물이 대면적 방사능 측정챔버(20)에 이송된 이후에 정확한 방사능 측정을 위하여 방사성 폐기물을 측정 구역의 정해진 위치로 이동시켜 주는 것으로, 중간 부분에 위치한 측정 구역에 배치되는 제2위치센서(미도시)를 구비한다. 상기 제2위치센서는 방사성 폐기물을 감지하여 폐기물의 형상 및 크기에 따라 컨베이어를 정지시키는 지연시간을 제공하는 역할을 한다. 그리고, 내부 컨베이어(22)에 의한 방사성 폐기물의 이동속도는 가변적이다.
상기 분류용 롤러 컨베이어(30)는 방사능 농도에 따라 방사성 폐기물을 외부로 배출하거나 보관창고로 이송할 수 있도록 방향 전환이 가능하게 형성되는 것으로, 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 출구측에 설치된다. 구체적으로, 상기 분류용 롤러 컨베이어(30)는 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(35)과, 방사성 폐기물을 이송할 수 있도록 프레임(35)의 상측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 롤러(31)와, 상기 롤러(31)를 구동하기 위한 롤러구동모터(32)와, 상기 롤러(31)와 롤러구동모터(32)가 설치되며 90도 각도로 회전되는 턴테이블(36)과, 상기 프레임(35)의 하부측에 설치되며 방사성 폐기물의 방사능 농도에 따라 상기 턴테이블(36)을 정방향 또는 역방향으로 회동시키는 회전구동모터(33)와, 상기 프레임(35)에 설치되어 상기 회전구동모터(33)의 회전력을 턴테이블(36)로 전달하는 전동부재(34) 및 제3위치센서(미도시)를 포함한다.
상기 제3위치센서는 컨베이어의 후단에 배치되는 것으로, 방사성 폐기물을 감지하여 컨베이어를 정지시키는 신호를 발생하거나 현 위치를 파악하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 분류용 롤러 컨베이어(30)의 회전속도나 이동속도는 가변적인 것이 바람직하다.
따라서, 방사능 폐기물의 방사능 준위가 배출 판정기준을 만족하는 경우에는 상기 롤러구동모터(32)에 의해 롤러(31)가 회전하여 방사성 폐기물을 이송방향에 이어지는 출구 방향으로 배출하고, 배출 판정 기준을 만족하지 않는 경우에는 상기 회전구동모터(33)에 의해 턴테이블(36)이 90도 각도로 먼저 회전됨으로써 상기 롤러구동모터(32)에 의해 회전되는 롤러(31)에 의해 방사성 폐기물이 이송방향에 직교하는 방향에 위치한 상기 배출용 롤러 컨베이어(40)로 배출될 수 있게 된다.
상기 배출용 롤러 컨베이어(40)는 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 설치되는 것으로, 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)에서 측정된 방사능의 양이 방사능 준위별 판정기준, 구체적으로 배출 판정 기준을 만족하지 않을 경우 분류용 롤러 컨베이어(20)에서 이송된 방사성 폐기물을 보관창고로 이송하게 된다. 이때, 상기 배출용 롤러 컨베이어(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(43)과 롤러(41), 롤러구동모터(42) 및 제4위치센서(미도시)를 포함한다. 이때, 상기 롤러(41)의 회전 속도 및 이동 속도는 가변될 수 있다. 따라서, 상기 배출용 롤러 컨베이어(40)의 후단에 배치된 제4위치센서가 방사성 폐기물을 감지하여 컨베이어를 정지시키는 신호를 발생하거나 현 위치를 파악할 수 있게 된다.
상기 측정 및 제어패널(50)은 상기한 각 구성들을 각각 제어하기 위한 것으로, MCA(Multi-Channel Analyser, 다중파고채널분석기) 모듈과, 측정 소프트웨어 및 PLC 제어반을 포함한다.
상기 MCA 모듈은 상기 검출기 모듈(21)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 것으로, 상기 검출기 모듈(21)의 계측회로 모듈(21c)에서 각각 출력되는 신호를 독립적으로 처리할 수 있도록 각 신호마다 한 개씩, 총 24개가 설치된다.
상기 측정 소프트웨어는 MCA 모듈에서 출력되는 신호를 에너지 스펙트럼의 형태로 표출하게 된다. 그리고, 에너지 스펙트럼을 토대로 방사성 폐기물의 형상 및 크기, 종류에 따른 측정효율 라이브러리, 변환수식, 역필터링(Deconvolution) 알고리즘을 이용하여 방사성 폐기물의 표면방사선량률, 주요 핵종의 방사능 농도, 국부오염의 측정결과를 도출하고, 이 측정 결과들을 종합적으로 고려한 방사성 폐기물의 방사능 준위별 판정 기준의 만족여부를 판단하여 방사성 폐기물을 보관용과 배출용으로 분류하고, 이를 상기 분류용 롤러 컨베이어(35)에 전달하게 된다.
상기 PLC 제어반은 방사성 폐기물의 이송을 위한 이송용 롤러 컨베이어(10)와 분류용 롤러 컨베이어(30) 및 배출용 롤러 컨베이어(40)와 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 운전을 수동 또는 자동으로 제어하는 것으로, 상기 측정 소프트웨어와 연동되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템은 대면적 방사능 측정챔버를 이용하여 형상측정장비를 통과한 방사성 폐기물의 방사능을 측정하고, 이를 토대로 방사성 폐기물의 표면방사선량률, 주요 핵종의 방사능 농도, 국부오염의 측정결과를 도출한 후, 이 측정 결과들을 종합적으로 고려한 방사성 폐기물의 방사능 준위별 판정 기준의 만족여부에 따라 배출 가능 여부를 판단하여, 분류용 롤러 컨베이어가 배출 가능한 방사성 폐기물은 외부로 배출하고 배출이 불가능한 방사성 폐기물은 배출용 롤러 컨베이어를 이용하여 보관창고로 이송하도록 한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10...이송용 롤러 컨베이어
11...롤러
12...롤러구동모터
13...프레임
20...대면적 방사능 측정챔버
21...검출기 모듈
21a...대면적 플라스틱 섬광검출기
21b...광전자증폭관(Photo Multiplier Tube)
21c...계측회로모듈
21d...납차폐체
21e...루버커버
22...내부 컨베이어
30...분류용 롤러 컨베이어
31...롤러
32...롤러구동모터
33...회전구동모터
34...전동부재
35...프레임
36...턴테이블
40...배출용 롤러 컨베이어
41...롤러
42...롤러구동모터
43...프레임
50...측정 및 제어패널
11...롤러
12...롤러구동모터
13...프레임
20...대면적 방사능 측정챔버
21...검출기 모듈
21a...대면적 플라스틱 섬광검출기
21b...광전자증폭관(Photo Multiplier Tube)
21c...계측회로모듈
21d...납차폐체
21e...루버커버
22...내부 컨베이어
30...분류용 롤러 컨베이어
31...롤러
32...롤러구동모터
33...회전구동모터
34...전동부재
35...프레임
36...턴테이블
40...배출용 롤러 컨베이어
41...롤러
42...롤러구동모터
43...프레임
50...측정 및 제어패널
Claims (5)
- 검사를 위하여 방사성 폐기물을 이송하며 방사성 폐기물의 위치를 감지하는 제1위치센서를 구비한 이송용 롤러 컨베이어(10);
대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)를 포함하는 검출기 모듈(21)을 이용하여 방사성 폐기물의 표면방사선량률과 주요 핵종의 방사능 농도 및 국부 오염의 방사능을 각각 측정하는 대면적 방사능 측정챔버(20);
방사능 농도에 따라 방사성 폐기물을 외부로 배출하거나 보관창고로 이송할 수 있도록 방향 전환이 가능하게 형성되며 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 출구측에 설치되는 분류용 롤러 컨베이어(30);
측정된 방사능의 양이 방사능 준위별 판정기준을 만족하지 않을 경우 분류용 롤러 컨베이어(20)에서 이송된 방사성 폐기물을 보관창고로 이송하는 배출용 롤러 컨베이어(40); 및
상기 검출기 모듈(21)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 MCA 모듈과, 방사성 폐기물에 대한 측정결과를 도출할 수 있도록 MCA 모듈에서 출력되는 신호를 에너지 스펙트럼의 형태로 표출하여 방사성 폐기물의 방사능 준위별 판정 기준의 만족여부를 판단하고 이에 따라 방사성 폐기물을 보관용과 배출용으로 분류하는 측정소프트웨어와, 이송용 롤러 컨베이어(10)와 분류용 롤러 컨베이어(30) 및 배출용 롤러 컨베이어(40)와 상기 대면적 방사능 측정챔버(20)의 운전을 수동 또는 자동으로 제어하며 측정 소프트웨어와 연동되는 PLC 제어반을 구비하여, 상기 이송용 롤러 컨베이어(10)와 대면적 방사능 측정챔버(20)와 분류용 롤러 컨베이어(30) 및 배출용 롤러 컨베이어(40)를 제어하는 측정 및 제어패널(50);을 포함하고,
상기 대면적 방사능 측정챔버(20)는 하부가 개구된 정육면체의 형상으로 형성되며 각면이 납판으로 형성됨과 아울러, 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)를 포함하고 저면을 제외한 각면에 2개씩 설치되는 검출기 모듈(21)과, 상기 이송 롤러 컨베이어(10)를 통해 이송된 방사성 폐기물을 측정구역에 위치시키도록 챔버의 내측 하부에 위치하며 방사성 폐기물의 형상 및 크기에 따라 지연시간을 제공하는 제2위치센서를 구비한 내부 컨베이어(22)를 구비하며,
상기 검출기 모듈(21)은 방사성 폐기물의 방사능을 검출할 수 있도록 방사선에 의한 여기반응을 통해 광자를 발생하는 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)와, 광자를 전자로 변환시켜 증폭시킬 수 있도록 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기(21a)의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 광전자증폭관(21b)과, 전자를 아날로그 펄스 형태로 변환 및 증폭시키고 광전자 증폭관(21b)에 고전압을 공급할 수 있도록 광전자 증폭관(21b)에 각각 연결되는 계측회로모듈(21c)과, 자연배경방사선의 차폐를 위하여 검출기 모듈(21)의 검출면을 제외한 모든 주변을 감싸도록 설치되며 외부에 루버커버(21e)가 배치되는 납차폐체(21d)를 포함하고,
상기 분류용 롤러 컨베이어(30)는 프레임(35)과, 방사성 폐기물을 이송할 수 있도록 프레임(35)의 상측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 롤러(31)와, 상기 롤러(31)를 구동하기 위한 롤러구동모터(32)와, 상기 롤러(31)와 구동모터(32)가 설치되며 90도 각도로 회전되는 턴테이블(36)과, 상기 프레임(35)의 하부측에 설치되며 방사성 폐기물의 방사능 농도에 따라 상기 턴테이블(36)을 정방향 또는 역방향으로 회동시키는 회전구동모터(33)와, 상기 프레임(35)에 설치되어 상기 회전구동모터(33)의 회전력을 턴테이블(36)로 전달하는 전동부재(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 검출기 모듈(21)은 대면적 방사능 측정챔버(20)의 상부면에 추가로 2개가 설치되어 동시회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템. - 삭제
- 삭제
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| KR1020190139367A KR102321893B1 (ko) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템 |
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| KR1020190139367A KR102321893B1 (ko) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템 |
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| KR1020190139367A KR102321893B1 (ko) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 대규모 방사성 폐기물의 전수검사를 위한 방사능 측정 시스템 |
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| KR102592753B1 (ko) | 2021-11-04 | 2023-10-20 | 한국수력원자력 주식회사 | 원전해체 고선량 방사성폐기물의 포장용기 및 그 조립방법 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003004886A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 物品放射能検出装置および物品放射能検出システム |
| KR101212063B1 (ko) * | 2012-05-03 | 2012-12-13 | 한전원자력연료 주식회사 | ＮａＩ 측정기를 이용한 주괴 내의 방사능물질 측정방법 |
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| KR101871744B1 (ko) * | 2016-11-04 | 2018-06-27 | 주식회사 오리온이엔씨 | 알파, 베타, 감마선을 방출하는 원전 해체폐기물 방사선 검사 시스템 및 방법 |
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2019
- 2019-11-04 KR KR1020190139367A patent/KR102321893B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101212063B1 (ko) * | 2012-05-03 | 2012-12-13 | 한전원자력연료 주식회사 | ＮａＩ 측정기를 이용한 주괴 내의 방사능물질 측정방법 |
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| KR20210053590A (ko) | 2021-05-12 |
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