KR102382434B1 - 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법 - Google Patents

지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102382434B1
KR102382434B1 KR1020200057269A KR20200057269A KR102382434B1 KR 102382434 B1 KR102382434 B1 KR 102382434B1 KR 1020200057269 A KR1020200057269 A KR 1020200057269A KR 20200057269 A KR20200057269 A KR 20200057269A KR 102382434 B1 KR102382434 B1 KR 102382434B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
region
counting rate
increased
server
Prior art date
Application number
KR1020200057269A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210139036A (ko
Inventor
지영용
서경석
민병일
Original Assignee
한국원자력연구원
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 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020200057269A priority Critical patent/KR102382434B1/ko
Publication of KR20210139036A publication Critical patent/KR20210139036A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102382434B1 publication Critical patent/KR102382434B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/167—Measuring radioactive content of objects, e.g. contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/02—Collecting means for receiving or storing samples to be investigated and possibly directly transporting the samples to the measuring arrangement; particularly for investigating radioactive fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/12—Provision for actuation of an alarm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치는, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기와, 측정된 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 판단 결과 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 서버와, 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 2차 방사선 검출 모듈을 포함함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.

Description

지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법{INTELLIGENT APPARATUS AND METHOD OF MONITORING UNDERWATER RADIOACTIVITY IN REAL TIME}
본 출원은, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
후쿠시마 원전 사고에서 보듯이 대기 중으로 방출된 다량의 방사성 핵종들이 낙진에 의하여 원거리의 해상으로 떨어지는 것뿐만 아니라 육상의 지표면 및 하천 등으로 떨어져 주위에 침적됨으로써 방사성 오염을 일으킨다.
그리고 낙진 후 시간이 경과함에 따라 폭우, 태풍 등 기상조건에 따라 지표면 및 하전 바닥 등에 침적된 방사성 핵종들은 확산되어 2차 오염을 일으키게 된다. 따라서 일상적인 원자력 시설 주변의 환경 방사선의 감시뿐만 아니라 사고 대비 배경 방사선 준위확보 등을 위하여 다양한 방식의 환경 방사선 조사가 이루어지고 있다.
그러나, 이들 대부분은 일정한 시점에 행해지는 시료 채취로부터 방사능 분석 결과를 도출하고 있으며, 실시간 연속 감시 측면에서의 한계가 존재한다. 특히, 원자력 시설 주변으로 다양한 하천, 저수지 및 댐 등이 있으며, 대부분 매월 또는 분기별 지표수 및 하천토를 채취하여 실험실에서의 시료분석이 행해지고 있다.
하지만, 하천, 저수지 등은 인근 주민들의 식수 및 관계용수 등으로 활용되고 있기 때문에 실시간 감시가 필요하며, 실제 사고로 방사능 낙진에 의해 지표수와 하천토가 오염되었더라도 간헐적으로 행해지는 시료 채취를 통한 감시에는 한계가 있다.
한국등록특허 제10-1712005호(“현장형 수질 방사능 감시 방법 및 장치”, 등록일: 2017년02월24일)
본 발명은, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능한 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기; 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 서버; 및 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 2차 방사선 검출 모듈;를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되며, 상기 서버는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하고, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 서버는, 상기 제1 영역에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 더 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 인공 방사성 핵종은, I-131, Cs-134 및 CS-137 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 천연 방사성 핵종은, K-40, 우라늄 계열 및 토륨 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 1차 방사선 검출기는, 저 분해능 방사선 검출기인 NaI 검출기를 포함하며, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기 및 HPGe 검출기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버; 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 상기 정밀 분석용 시료 챔버로 유입시키거나 또는 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프; 상기 정밀 분석용 시료 챔버에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기; 및 상기 정밀 분석용 시료 챔버 및 상기 2차 방사선 검출기를 차폐시키는 차폐재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치는, 측정된 상기 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 제어 신호를 수신하여 상기 2차 방사선 검출 모듈의 펌프를 구동하며, 상기 2차 방사선 검출기에 의해 수행된 정밀 분석 결과를 상기 서버로 전송하는 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 영역은, 상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 200KeV 내지 750KeV인 우라늄 및 토륨 공존 영역이며, 상기 제2 영역은, 상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 1300KeV 내지 1600 KeV인 K-40 영역과, 1650KeV 내지 1900 KeV인 우라늄 계열 영역과, 2300KeV 내지 2700KeV인 토륨 계열 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어 모듈은, 물 시료가 채취된 위치 정보를 상기 서버로 더 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 제1 단계; 서버에서, 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하는 제2 단계; 상기 서버에서, 상기 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 제3 단계; 및 2차 방사선 검출 모듈에서, 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 제4 단계;를 포함하며, 상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되고, 상기 제2 단계는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하는 단계와, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치의 전체 구성도이다.
도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치(100)의 전체 구성도이다. 도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이며, 도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치(100)는 1차 방사선 검출기(110), 2차 방사선 검출 모듈(120), 제어 모듈(130) 및 서버(140)를 포함할 수 있으며, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 정밀 분석용 시료 챔버(121), 2차 방사선 검출기(122), 정밀 분석용 시료 챔버(121)와 2차 방사선 검출기(122)를 차페시키는 차폐재(123), 펌프(124)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 1차 방사선 검출기(110)는 수중 바닥에 고정 설치되어 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 주기적으로 측정할 수 있다. 측정된 방사선 에너지 스페트럼은 제어 모듈(130)로 전달될 수 있다.
이러한 1차 방사선 검출기(110)는 저분해능의 방사선 검출기로, 예를 들면 NaI 검출기를 포함할 수 있다.
도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
하천의 수중 바닥은 하천토로 구성되며, 일반적인 지표면의 토양과 마찬가지로 다량의 천연 방사성 핵종(K-40, Bi-214와 같은 우라늄 계열, TI-208과 같은 토륨 계열)이 존재하며, 대략 10미터의 수중 바닥에서는, 도 2a에 도시된 바와 같은 방사선 에너지 스펙트럼을 나타낸다.
구체적으로, 제1 영역(에너지 대역은 대략 200KeV 내지 750KeV 사이)(210)에서는 우라늄 계열 및 토륨 계열의 천연 방사선 핵종(Bi-214, TI-208 등)이 검출되며, 이외에도 인공 방사성 핵종(I-131, Cs-134 및 CS-137)이 검출될 수 있다.
그리고, 제2 영역(220)은 천연 방사성 핵종이 존재하는 영역으로, K-40과 같은 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 1300KeV 내지 1600KeV 사이)(221), Bi-214와 같은 우라늄 계열의 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 1650KeV 내지 1900KeV 사이)(222), 그리고 TI-208과 같은 토륨 계열의 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 2300KeV 내지 2700KeV 사이)(223)으로 구분될 수 있다.
즉, I-131, Cs-134 및 CS-137과 같은 인공 방사성 핵종은 주로 제1 영역(210)에서 검출되므로, 도 2a에 도시된 바와 같은 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 제1 영역(210)에서 계수율은 증가하게 된다. 하지만, 제1 영역(210)에서의 계수율 증가는 인공 방사성 핵종의 증가 외에도 천연 방사성 핵종이 증가에 의해서도 나타날 수 있으므로, 제1 영역(210)에서의 계수율의 증가가 인공 방사성 핵종에 의한 증가인지를 판단하기 위해서는 제2 영역(220)에서 계수율이 함께 증가되었는지 확인할 필요가 있다.
반면, 도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 2b의 경우, 제2 영역(220)에서는 천연 방사성 핵종이 검출되지 않음을 알 수 있으며, 이로부터 수중에서는 천연 방사성 핵종의 영향이 없음을 알 수 있다.
즉, 본 발명에서는 방사능, 특히 인공 방사성 핵종에 의한 방사선을 실시간으로 감시하기 위한 목적을 가지며, 이를 위해 수중 바닥에 1차 방사선 검출기(110)를 고정 설치한 후, 1차 방사선 검출기(110)에서 측정된 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 인공 방사선 핵종에 의한 방사선을 검출할 수 있다.
한편, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하거나 또는 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행할 수 있다. 이러한 2차 방사선 검출 모듈(120)은 지상에 설치될 수 있다.
구체적으로, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버(121)와, 제어 신호에 따라 물 시료를 정밀 분석용 시료 챔버(121)로 유입시키거나 또는 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프(124)와, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기(122)와, 정밀 분석용 시료 챔버(121) 및 2차 방사선 검출기(122)를 차폐시키는 차폐재(123)를 포함할 수 있다. 상술한 차폐재(123)는 납 차폐재로, 백그라운드 방사선 준위를 줄이기 위한 것이다.
한편, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에는 수중 바닥의 물 시료를 유입하기 위한 유입 파이프(P1)와 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 방류하기 위한 방류 파이프(P2)가 더 연결될 수 있으며, 유입 파이프(P1)와 방류 파이프(P2)에는 제어 밸브(V1, V2)가 각각 연결될 수 있다. 한편, 도 1에서는 도시하고 있지 않으나, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 별도의 시료 채취 용기에 담기 위해 추가 파이프와 제어 밸브를 더 구비할 수도 있음은 물론이다. 별도의 시료 채취 용기에 담긴 물 시료는 알파 및 베타 핵종 등의 추가적인 정밀 분석을 위해 사용될 수 있다.
2차 방사선 검출 모듈(120)의 2차 방사선 검출기(122)는 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 위한 것으로, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기, HPGe 검출기 등을 포함하는 것일 수 있다. 정밀 분석 결과는 제어 모듈(130)로 전달될 수 있다.
한편, 서버(140)는 측정된 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되었는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
구체적으로, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가된 경우 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않은 경우 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 서버(140)는 제1 영역(210)에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있다.
마지막으로, 제어 모듈(130)은 1차 방사선 검출기(110)에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼 및 2차 방사선 검출기(122)에서 분석한 정밀 분석 결과를 서버(140)로 전송하거나, 또는 서버(140)로부터 제어 신호가 수신되면 2차 방사선 검출 모듈(120)의 펌프(124)를 구동하여 물 시료를 채취하거나 또는 채취된 물 시료를 방류할 수 있다.
또한, 제어 모듈(130)은 물 시료가 채취된 위치 정보를 서버(140)로 더 전송할 수 있는데, 이와 같은 위치 정보의 전송을 통해 어느 지점의 감시 장치로부터 전송된 데이터인지를 파악할 수 있는 장점이 있다.
상술한 제어 모듈(130)과 서버(140)는 근거리 또는 원거리 통신 네트워크 기술에 의해 연결될 수 있으며, 근거리 통신 네트워크 기술로, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 있으며, 원거리 통신 네트워크 기술로, Wibro(Wireless Broadband)망, WCDMA를 포함하는 이동 통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망, LTE 망을 포함하는 이동통신망, LTE advanced를 포함하는 이동통신망, 위성 통신망, 와이파이(Wi-Fi) 등이 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 2b에서 설명한 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 1 및 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법은, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기(110)에서, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 단계에 의해 개시될 수 있다(S301). 측정된 방사선 에너지 스페트럼은 제어 모듈(130)을 통해 서버(140)로 전송될 수 있다.
이러한 1차 방사선 검출기(110)는 저분해능의 방사선 검출기로, 예를 들면 NaI 검출기를 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다.
다음, 서버(140)는 측정된 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되었는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다(S302 내지 S303).
구체적으로, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되는지 판단할 수 있다(S302).
구체적으로, 서버(140)는 제1 영역(210)에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있음은 상술한 바와 같다.
판단 결과, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가된 경우 단계 S303으로 진행하며, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되지 않았다면 다시 단계 S301로 복귀한다.
단계 S303에서, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되는지 더 판단할 수 있다.
판단 결과, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우라면 단계 S301으로 진행하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않았다면 단계 S304로 진행한다.
실시 형태에 따라서는, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우에 폭우나 태풍 등으로 인해 수중 바닥에 토사가 쌓인 경우일 수 있으므로, 현장을 점검하거나 기타 천연 방사선 핵종의 계수율 증가 원인을 따로 파악하는 등의 조치를 취할 수 있다.
단계 S304에서, 서버(140)는 물 시료 채취를 위한 제어 신호를 제어 모듈(130)로 전송할 수 있으며, 이에 따라 제어 모듈(130)은 펌프(124), 밸브(V1, V2)를 제어하여 물 시료를 채취할 수 있다.
즉, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되었으나, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않은 경우 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있기 때문에, 2차 방사선 검출기(122)에서 정밀 분석을 수행하기 위해 물 시료를 채취할 수 있다.
다음, 단계 S305에서, 2차 방사선 검출 모듈(120) 중 2차 방사선 검출기(122)는 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행할 수 있다(S305). 정밀 분석 결과는 제어 모듈(130)을 통해 서버(140)로 전송될 수 있으며, 2차 방사선 검출기(122)는 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기, HPGe 검출기 등을 포함하는 것일 수 있음은 상술한 바와 같다.
마지막으로, 채취한 물 시료는 방류되거나 또는 추가적인 정밀 분석을 위해 별도의 시료 채취 용기에 보관될 수 있다(S306).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.
상술한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, '~ 모듈'은 다양한 방식, 예를 들면 프로세서, 프로세서에 의해 수행되는 프로그램 명령들, 소프트웨어 모듈, 마이크로 코드, 컴퓨터 프로그램 생성물, 로직 회로, 애플리케이션 전용 집적 회로, 펌웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 수중 방사능 감시 장치
110: 1차 방사선 검출기
120: 2차 방사선 검출 모듈
121: 정밀 분석용 시료 챔버
122: 2차 방사선 검출기
123: 차폐재
124: 펌프
130: 제어 모듈
140: 서버
V1, V2: 밸브
P1, P2: 파이프

Claims (12)

  1. 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기;
    측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 서버; 및
    상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 2차 방사선 검출 모듈;을 포함하며,
    상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되며,
    상기 서버는,
    상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하고,
    상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며,
    상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 제1 영역에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차 방사선 검출 모듈은
    채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 더 수행하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인공 방사성 핵종은, I-131, Cs-134 및 CS-137 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 천연 방사성 핵종은, K-40, 우라늄 계열 및 토륨 계열 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 1차 방사선 검출기는, 저 분해능 방사선 검출기인 NaI 검출기를 포함하며,
    상기 2차 방사선 검출 모듈은, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기 및 HPGe 검출기 중 어느 하나를 포함하는,
    지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 2차 방사선 검출 모듈은,
    채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버;
    상기 제어 신호에 따라 물 시료를 상기 정밀 분석용 시료 챔버로 유입시키거나 또는 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프;
    상기 정밀 분석용 시료 챔버에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기; 및
    상기 정밀 분석용 시료 챔버 및 상기 2차 방사선 검출기를 차폐시키는 차폐재;
    를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치는,
    측정된 상기 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 제어 신호를 수신하여 상기 2차 방사선 검출 모듈의 펌프를 구동하며, 상기 2차 방사선 검출기에 의해 수행된 정밀 분석 결과를 상기 서버로 전송하는 제어 모듈;
    을 더 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역은,
    상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 200KeV 내지 750KeV인 우라늄 및 토륨 공존 영역이며,
    상기 제2 영역은,
    상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 1300KeV 내지 1600 KeV인 K-40 영역과, 1650KeV 내지 1900 KeV인 우라늄 계열 영역과, 2300KeV 내지 2700KeV인 토륨 계열 영역을 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 물 시료가 채취된 위치 정보를 상기 서버로 더 전송하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
  12. 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 제1 단계;
    서버에서, 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하는 제2 단계;
    상기 서버에서, 상기 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 제3 단계; 및
    2차 방사선 검출 모듈에서, 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 제4 단계;를 포함하며,
    상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되고,
    상기 제2 단계는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하는 단계와, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법.
KR1020200057269A 2020-05-13 2020-05-13 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법 KR102382434B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057269A KR102382434B1 (ko) 2020-05-13 2020-05-13 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057269A KR102382434B1 (ko) 2020-05-13 2020-05-13 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210139036A KR20210139036A (ko) 2021-11-22
KR102382434B1 true KR102382434B1 (ko) 2022-04-05

Family

ID=78717825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200057269A KR102382434B1 (ko) 2020-05-13 2020-05-13 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102382434B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016161491A (ja) * 2015-03-04 2016-09-05 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 放射性物質採取装置及び放射性物質分析方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101712005B1 (ko) 2014-04-24 2017-03-03 주식회사 오리온이엔씨 현장형 수질 방사능 감시 방법 및 장치
KR101975787B1 (ko) * 2016-12-02 2019-05-09 한국원자력연구원 방사성 핵종을 검출하는 방법, 이를 이용한 방사성 핵종 검출공정, 및 이를 위한 방사선 검출장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016161491A (ja) * 2015-03-04 2016-09-05 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 放射性物質採取装置及び放射性物質分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210139036A (ko) 2021-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Iwagami et al. Temporal changes in dissolved 137Cs concentrations in groundwater and stream water in Fukushima after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident
CN103472474A (zh) 分体式水体放射性γ核素测量系统
Brdar et al. Antineutrino monitoring of spent nuclear fuel
Fallah et al. Distribution and risk assessment of radionuclides in river sediments along the Arvand River, Iran
KR102382434B1 (ko) 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법
Baeza et al. Design and implementation of a mobile radiological emergency unit integrated in a radiation monitoring network
Hakonson et al. The availability of environmental radioactivity to honey bee colonies at Los Alamos
Florou et al. The dispersion of 137Cs in the Aegean Sea
Saito et al. Radiological conditions in the environment around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site
Funaki et al. The behavior of radiocaesium deposited in an upland reservoir after the Fukushima Nuclear Power Plant accident
Lutter et al. Measurement of anthropogenic radionuclides in post-Fukushima Pacific seawater samples
CN105208581A (zh) Lte网络中基于干扰概率进行干扰分析的方法及系统
Hinca et al. Independent ad-hoc radiation monitoring of obsolete waste water discharge channel near Jaslovske Bohunice nuclear facility
Roy et al. Measurements with a planar germanium detector of low energy γ and X-ray emitters in waters sampled by the floc method
Wershofen et al. Measurement of plutonium isotopes in ground-level air in Northern-Germany-history and recent results
Shatalov et al. Radiation monitoring of the industrial site of the all-Russia scientific-research institute of chemical technology
Setiawan et al. Preparation of siting criteria for site selection of low activity radioactive waste disposal facility in Indonesia
Whiteside et al. In-situ method development to identify radiological contamination in soils
Kuukankorpi et al. Mobile spectrometry for source finding and prompt reporting
Wilhelmsen et al. Annual report--1992: Environmental surveillance for EG & G Idaho Waste Management Facilities at the Idaho National Engineering Laboratory
Karfopoulos et al. Radioactive Contamination due to 241Am Lightning Rod Failure
Wilson et al. Environmental status of the Hanford reservation for January--June 1969
SITE Id DISCLAIMER
Ragaini Methods in environmental sampling for radionuclides
Östlund Plutonium isotope ratios in Baltic Sea sediments.

Legal Events

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