KR102562615B1

KR102562615B1 - 방사성폐기물을 위한 방사능 검사 장치

Info

Publication number: KR102562615B1
Application number: KR1020220117801A
Authority: KR
Inventors: 이태웅; 박선규; 조성민; 조용호; 황미경; 조민기
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2023-08-02

Abstract

본 발명은 방사성폐기물 드럼을 회전시키는 회전유닛; 방사성폐기물 드럼에서 방출되는 방사선이 투과되는 투과홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 제1 콜리메이터와 제2 콜리메이터를 포함하는 콜리메이터 유닛; 및 콜리메이터 유닛이 결합되며 상기 콜리메이터 유닛에서 투과되는 방사선을 측정하는 배열형 검출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방사성폐기물을 위한 방사능 검사 장치{Radioactive Inspection Device For Radioactive Waste}

본 발명은 방사성폐기물 처분 드럼의 방사능을 측정하는 방사능 검사 장치에 관한 것이다.

원자력발전소 해체 시 다량의 방사성폐기물이 발생된다. 방사성폐기물은 최종적으로 드럼에 적재하여 방사성폐기물 처분장에서 처분된다. 특히, 중준위, 저준위, 극저준위 방사성폐기물의 방사능 준위에 따라 처분 비용이 다르기 때문에 방사성폐기물의 방사능 준위는 정확하게 측정하고 평가되어야 한다.

기존의 방사성폐기물이 적재된 드럼의 방사능 준위를 측정하는 방법은 1대 또는 2대의 핵종 분석기를 동시에 사용하여 방사성 핵종을 판별하고 그것의 방사능을 평가함으로써 방사성폐기물이 적재된 드럼의 방사능 준위를 결정하였다.

드럼에서 방출되는 방사선만을 측정하고 배경 방사선을 최소화하기 위하여, 동, 서, 남, 북 4개의 방향에 위치한 방사선 차폐 물질로 구성된 콜리메이터를 사용하여 핵종 분석기의 조사야(Field-Of-View: FOV)를 설정하였다.

이러한 측정 시스템은 드럼의 방사선량에 따라 조사야를 설정하기 위하여 4개의 콜리메이터가 각각 이동함으로써 측정시간이 증가될 뿐만 아니라 직사각형 형태의 콜리메이터는 드럼의 곡선부분에 밀착하여 사용할 수 없기 때문에 배경방사선의 영향을 받아 측정의 정확도를 높이기 위해 측정시간이 증가되는 단점을 야기하고, 부족한 방사선 검출기로 인하여 기존의 방사성폐기물 드럼의 높이를 이동하여 측정함으로써 측정시간이 증가되었다.

본 발명의 과제는 기존의 시스템 보다 방사능 측정 시간을 줄이고 측정의 정확도를 향상시키는 방사능 검사 장치를 제공하는 것이다.

삭제

일 예에서, 방사능 검사 장치는 방사성폐기물 드럼을 회전시키는 회전유닛; 상기 방사성폐기물 드럼에서 방출되는 방사선이 투과되는 투과홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 제1 콜리메이터와 제2 콜리메이터를 포함하는 콜리메이터 유닛; 상기 콜리메이터 유닛이 결합되며 상기 콜리메이터 유닛에서 투과되는 방사선을 측정하는 배열형 검출유닛; 상기 콜리메이터 유닛에 설치된 롤러유닛; 및 상기 롤러유닛에 결합되고, 탄성력이 구비된 스프링 형상으로 형성되는 고정유닛을 포함하고, 상기 고정유닛은 상기 콜리메이터 유닛에 연결되면서 배열형 검출유닛에 고정될 수 있다.

다른 예에서, 회전유닛은, 방사성폐기물 드럼이 놓이는 회전대; 및 회전대가 회전되도록 동력을 제공하는 회전 모터;를 포함할 수 있다.

다른 예에서, 제1 콜리메이터에는 제1 투과홀이 형성되고 제2 콜리메이터에는 제1 투과홀 보다 큰 제2 투과홀이 형성될 수 있다.

삭제

다른 예에서, 배열형 검출유닛은, 방사성폐기물 드럼에서 배출되는 방사능을 측정하는 방사능 측정기; 고정유닛이 결합되며, 승강 가능한 승강부재; 및 승강부재에 연결되어 승강부재를 승강시키는 동력을 제공하는 승강부재 구동기;를 포함할 수 있다.

삭제

다른 예에서, 상기 롤러 유닛은 상기 방사성폐기물 드럼에 밀착되면서 회전될 수 있다.

다른 실시 예에서, 롤러유닛은, 방사성폐기물 드럼에 밀착되는 롤러; 및 콜리메이터 유닛에 설치되며 롤러가 회전가능하게 결합되는 롤러 거치대;를 포함할 수 있다.

다른 예에서, 배열형 검출유닛은 상기 회전유닛의 둘레에 복수 개가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사성폐기물이 적재된 드럼의 방사선량에 따라 콜리메이터가 선택되어 배열형 검출기에 배치 및 사용될 수 있으므로 검사 시간의 단축 및 비용의 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 방사능 검사 장치의 평면도이다.
도 3은 콜리메이터 유닛이 롤러유닛에 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 콜리메이터(a)와 제2 콜리메이터(b)를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성폐기물을 위한 방사능 검사 장치의 사시도이고, 도 2는 방사능 검사 장치의 평면도이며, 도 3은 콜리메이터 유닛이 롤러유닛에 결합된 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 제1 콜리메이터(a)와 제2 콜리메이터(b)를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 검사 장치(10)는 회전유닛(100), 콜리메이터 유닛(200) 및 배열형 검출유닛(300)를 포함할 수 있다.

회전유닛(100)은 방사성폐기물 드럼(20)을 회전시킬 수 있다.

회전유닛(100)은 회전대(110) 및 회전 모터(120)를 포함할 수 있다. 회전대(110)는 방사성폐기물 드럼(20)이 놓일 수 있다. 회전 모터(120)는 회전대(110)가 회전되도록 동력을 제공할 수 있다.

콜리메이터 유닛(200)은 방사성폐기물 드럼(20)에서 방출되는 방사선이 투과되는 투과홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 제1 콜리메이터(210)와 제2 콜리메이터(220)를 포함할 수 있다.

제1 콜리메이터(210)에는 제1 투과홀(212)이 형성되고 제2 콜리메이터(220)에는 제1 투과홀(212) 보다 큰 제2 투과홀(222)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 방사성폐기물 드럼(20)에서 방출되는 방사선량에 따라 방사선이 투과되는 구멍의 크기가 서로 다른 2대의 콜리메이터가 선택되어 사용될 수 있다. 또한, 배열형 검출유닛(300)을 사용함으로써 방사성폐기물 드럼(20)을 측정 높이에 따라 이동할 필요가 없으며 동시에 다양한 측정지점의 방사능을 측정할 수 있다.

본 발명의 검사 장치(10)의 일 실시예에 따르면, 방사성폐기물 드럼(20)에서 방출되는 방사선량이 고 방사선량일 경우 구멍의 크기가 기설정된 크기인 제1 투과홀(212)이 형성된 제1 콜리메이터(210)가 선택되며, 저 방사선량일 경우 제1 투과홀(212) 보다 구멍의 크기가 큰 제2 투과홀(222)이 형성된 제2 콜리메이터(220)가 선택될 수 있다.

또한, 제1, 2콜리메이터(210, 220)의 형태는 확산형 또는 평행다공형 형태일 수 있다. 제1, 2콜리메이터(210, 220)는 방사성폐기물 드럼(20)과 밀착하여 사용할 수 있기 때문에 기존의 방식보다 배경방사선의 영향을 최소화하고 방사성폐기물 드럼(20)에서만 방출되는 방사선만을 측정하여 정확도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 검사 장치(10)는 하나의 콜리메이터 유닛(200)으로 구성되어 방사성폐기물 드럼(20)에 밀착되는 콜리메이터 유닛(200)를 사용함으로써 측정시간을 줄이고 정확성을 높일 수 있다. 방사성폐기물 드럼(20)의 밀도에 의한 자가흡수를 보정하기 위하여 회전유닛(100)에 의한 회전형 방사선 발생장치인 방사성폐기물 드럼(20)과 방사능 측정기(310)를 사용함으로써 방사능을 측정하는 방사능 측정기(310)의 위치에 대한 제한을 받지 않고 모든 방향에서 사용할 수 있다.

배열형 검출유닛(300)은 콜리메이터 유닛(200)이 결합되며 콜리메이터 유닛(200)에서 투과되는 방사선을 측정할 수 있다. 구체적으로, 배열형 검출유닛(300)이 사용됨에 의해 기존의 방사성폐기물 드럼(20)을 높이별로 이동하여 측정하는 방식을 탈피할 수 있다.

배열형 검출유닛(300)은 방사능 측정기(310), 승강부재(320) 및 승강부재 구동기(330)를 포함할 수 있다.

방사능 측정기(310)는 방사성폐기물 드럼(20)에서 배출되는 방사능을 측정할 수 있다. 도면 1을 참고하면, 본 발명의 검사 장치(10)는 상하로 검출부가 적층된 형태의 배열형 검출유닛(300)이 사용되며, 방사능 측정기(310)로는 상온에서 사용가능한 CZT 반도체 검출기 등일 수 있다.

승강부재(320)는 고정유닛(500)이 결합되며 승강 가능하다.

구체적으로, 승강부재(330)는 일측에 고정유닛(500)이 분리 가능하게 결합되며 승강부재 구동기(330)에 의해 상하로 승강되는 승강대(322)와 승강대(322)가 상하이동 가능하게 결합되는 승강대 고정대(324)를 포함할 수 있다.

승강부재 구동기(330)는 승강부재(320)에 연결되어 승강부재(320)를 승강시키는 동력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 승강부재 구동기(330)는 승강대 고정대(324)의 하부 측에 설치되며 승강대(322)에 연결되어 승강대(322)를 유압 등을 이용하여 승강시키는 동력을 제공할 수 있다. 즉, 승강부재 구동기(330)의 일 실시예로는 승강대(322)의 승강을 위해, 유압잭에 유압을 제공하여 유압잭의 길이를 늘이거나 유압을 배출하여 유압잭의 길이를 줄이는 방식이 사용될 수 있다.

구체적으로, 유압잭의 예로는 공기압실린더(pneumatic cylinder), 유압실린더(hydraulic cylinder)방식이 주로 사용되는데, 구체적으로 공기압실린더란 압축공기실린더라고도 불리우며, 압축공기가 갖는 에너지를 기계적인 왕복 직선 운동으로 변환하는 장치이다.

유압실린더란 유압을 이용하여 큰 출력, 추력의 직선운동을 실현하는 기계이며, 공작기계나 토목, 건설기계에 흔히 쓰인다. 공기압실린더나 유압실린더는 펌프나 컨트롤벌브 등과 조합되어 사용한다. 상기와 같은 이유로 유압실린더는 각종 산업분야에 쓰이는 크레인 등에 많이 사용되고 있다.

승강부재(320)의 다른 실시예로는 LM 가이드 방식이 있을 수 있다. LM 가이드는 가이드 홈이 형성되어 있는 레일과 레일에 결합되어 레일에 가이드 되어 이동하는 블록과 블록에 설치되며, 가이드 홈의 표면과 접촉하여 블록이 가이드 홈을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 하는 복수 개의 볼들 및 블록의 내면과 가이드 홈 사이에 공기를 분사하여, 분사된 공기의 압력에 의하여 볼들과 가이드 홈 사이의 접촉력을 감소시키는 공기 분사 장치로 구성될 수 있다. 그리고, 블록 내에는 공기 분사 장치로부터 공급된 공기가 유동하여 볼들과 가이드 홈 사이로 분사 되게 하는 공기 유동 유로가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(10)는 고정유닛(400)과 롤러유닛(500)을 더 포함할 수 있다.

고정유닛(400)은 배열형 검출유닛(300)과 콜리메이터 유닛(200) 사이를 설정된 거리로 유지하도록 콜리메이터 유닛(200)에 연결되면서 배열형 검출유닛(300)에 고정될 수 있다.

구체적으로, 고정유닛(400)은 콜리메이터 유닛(200)에 설치된 롤러유닛(500)의 롤러 거치대(520)에 결합되면서 배열형 검출유닛(300)에 고정될 수 있다.

고정유닛(400)은 탄성력이 구비된 스프링 형상일 수 있다. 구체적으로, 탄성력이 구비된 고정유닛(400)을 통해 콜리메이터 유닛(200)이 방사성폐기물 드럼(20)에 밀착할 수 있게 지지되면서 배열형 검출유닛(300)과의 거리를 일정하게 유지시켜 주기 때문에 항상 동일한 위치에서 배경 방사선의 영향을 최소화하여 방사능을 측정함으로써 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 3과 4를 참고하면, 롤러유닛(500)은 콜리메이터 유닛(200)에 설치되며 방사성폐기물 드럼(20)에 밀착되면서 회전될 수 있다.

롤러유닛(500)은 롤러(510) 및 롤러 거치대(520)를 포함할 수 있다. 롤러(510)는 방사성폐기물 드럼(20)에 밀착될 수 있다. 롤러 거치대(520)는 콜리메이터 유닛(200)에 설치될 수 있다. 롤러 거치대(520)에는 롤러(510)가 회전가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(10)의 배열형 검출유닛(300)은 회전유닛(100)의 둘레에 복수 개가 설치될 수 있다.

또한, 배열형 검출유닛(300)의 방사능 측정기(310)는 방사선량에 따라 콜리메이터만 추가하거나 콜리메이터를 높이별로 이동하여 사용할 수 있기 때문에 기존의 방사성폐기물 드럼(20)을 이동하며 높이를 구분하여 측정하는 방식보다 측정시간이 감소될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 검사 장치
20 : 방사성폐기물 드럼
100 : 회전유닛
110 : 회전대
120 : 회전 모터
200 : 콜리메이터 유닛
210 : 제1 콜리메이터
212 : 제1 투과홀
220 : 제2 콜리메이터
222 : 제2 투과홀
300 : 배열형 검출유닛
310 : 방사능 측정기
320 : 승강부재
322 : 승강대
324 : 승강대 고정대
330 : 승강부재 구동기
400 : 고정유닛
500 : 롤러유닛
510 : 롤러
520 : 롤러 거치대

Claims

방사성폐기물 드럼을 회전시키는 회전유닛;
상기 방사성폐기물 드럼에서 방출되는 방사선이 투과되는 투과홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 제1 콜리메이터와 제2 콜리메이터를 포함하는 콜리메이터 유닛;
상기 콜리메이터 유닛이 결합되며 상기 콜리메이터 유닛에서 투과되는 방사선을 측정하는 배열형 검출유닛;
상기 콜리메이터 유닛에 설치된 롤러유닛; 및
상기 롤러유닛에 결합되고, 탄성력이 구비된 스프링 형상으로 형성되는 고정유닛을 포함하고,
상기 고정유닛은 상기 콜리메이터 유닛에 연결되면서 배열형 검출유닛에 고정되는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전유닛은,
상기 방사성폐기물 드럼이 놓이는 회전대; 및
상기 회전대가 회전되도록 동력을 제공하는 회전 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 콜리메이터에는 제1 투과홀이 형성되고 상기 제2 콜리메이터에는 상기 제1 투과홀 보다 큰 제2 투과홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 배열형 검출유닛은,
상기 방사성폐기물 드럼에서 배출되는 방사능을 측정하는 방사능 측정기;
상기 고정유닛이 결합되며, 승강 가능한 승강부재; 및
상기 승강부재에 연결되어 상기 승강부재를 승강시키는 동력을 제공하는 승강부재 구동기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 롤러유닛은 상기 방사성폐기물 드럼에 밀착되면서 회전되는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 롤러유닛은,
상기 방사성폐기물 드럼에 밀착되는 롤러; 및
상기 콜리메이터 유닛에 설치되며 상기 롤러가 회전가능하게 결합되는 롤러 거치대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배열형 검출유닛은 상기 회전유닛의 둘레에 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 방사능 검사 장치.