KR102660033B1 - 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용하여 시설물이나 관리구역 내에서 방사선을 방출하는 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이의 시스템은 관리구역 내에서 방사능 물질을 갖는 방사선원에 의해 방출되는 방사선을 감시하는 시스템으로서, 관리구역 내에 설치되고 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정하는 복수의 검출기와, 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 관리구역 내에 존재하는 물체 및 물체의 위치를 인식하기 위한 영상데이터를 취득하는 스테레오 카메라와, 스테레오 카메라로부터 영상데이터를 수신하여 상기 복수의 검출기에 대한 위치를 인식하고, 복수의 검출기로부터 선량률 측정값을 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말을 포함하며, 특히 모니터링 단말은 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 영상데이터로부터 취득한 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 방사선원의 위치 및 방사능을 검출한다.
Description
본 발명은 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용하여 시설물이나 관리구역 내에서 방사선을 방출하는 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
시설물 내부의 방사선을 감시하기 위해서는, 현장에 투입되는 작업자가 휴대형 선량률 측정기나 관리구역에 고정 설치되는 지역감시기 등과 같은 방사선 계측기를 활용하여 방사선 피폭관리를 수행한다.
보다 구체적으로, 작업 예상지역 주변에 지역감시기의 주기적 측정기록지를 이용하여 사전 작업계획을 세우고, 작업 중 휴대용 계측기 또는 개인선량계를 이용하여 개인 피폭선량을 계량하며, 예상치 못한 피폭에 대비하여 방사선 계측기의 알람 기능을 통해 방사선 피폭을 방지하는 방법을 이용하고 있다.
이러한 전통적인 방법은 작업자가 현 작업지역의 방사선 수준을 인근 지역감시기의 측정표시부를 주기적으로 확인하거나, 개인용 피폭 선량계의 변화를 알람 혹은 주기적 관찰을 통해 확인해야 한다.
그런데, 방사선 사고로 방사성 오염물질이 유입되거나, 방사성 선원항(방사선 핵종의 종류 및 양)의 급격한 변화로 관리구역 내 방사선장이 변하는 경우, 또는 방사성 폐기물의 배치 변화로 방사선원이 이동하는 경우, 지역감시기의 측정표시부를 확인하더라도 방사선원이 육안으로 보이지 않는 특성 때문에 작업자는 작업공간 어디서 방사선이 발원되는지 정확히 알 수 없는 문제점이 있다.
또, 개인용 피폭선량계를 통해 알림이 발생하더라도 작업자가 직접적으로 체감하지 못하기 때문에 개인용 피폭선량계의 오작동으로 인한 것인지 확인하기가 어렵다. 이로 인해 적극적인 자기 방호를 위한 대피 결정이 지연될 수도 있으며, 중앙 방사선 안전관리부의 조치가 시행될 때까지 작업이 유지될 수도 있다.
특히 현 시스템으로는 선원의 반대 방향으로 최대한 이격된 거리를 유지하면서 대피해야 하는 방향 인지조차 할 수 없는 한계가 존재한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 실시간 공간 선량률을 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용하여 측정 및 모니터링하여, 방사화(radioactivation) 진행, 방사능 오염물질의 유입, 폐기물 드럼의 배치 변화 등에 의해 방사선량률이 일정 수준 이상 변화하고 상기 일정 수준 이상 감지한 검출기와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하는 경우, 방사선원의 위치 및 방사능을 검출, 평가하는시스템 및 방법을 제공함에 그 기술적 과제가 있다. 최종적으로는 작업자가 작업공간 내 선량률 분포를 시각적 정보로 전환하여 인지할 수 있도록 하는데 필요한 기초 자료를 제공함에 그 기술적 과제가 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 두 개 이상 지점에서의 방사선량률 측정결과를 이용하여 방사선원의 위치 결정에 대한 유효성 알고리즘에 적용하여 그 검출위치가 정확한지 유효성 검증을 통해 결정하고, 그 검출위치가 정확하지 않을 경우 방사선원의 개수까지 확장하고 추가 지점에서의 방사선량률 측정결과를 활용함으로써, 방사선원의 위치 및 방사능에 대한 검출하는 시스템의 정확도를 높이고자 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템은, 관리구역 내에서 방사능 물질에 의해 방출되는 방사선을 감시하는 시스템으로서, 상기 관리구역 내에 설치되고 상기 방사능 물질을 갖는 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정하는 복수의 검출기; 상기 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 상기 관리구역 내에 존재하는 물체및 물체의 위치정보를 인식하기 위한 영상데이터를 취득하는 스테레오 카메라; 상기 스테레오 카메라로부터 영상데이터를 수신하여 상기 복수의 검출기에 대한 위치를 인식하고, 상기 복수의 검출기로부터 선량률 측정값을 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말을 포함하되, 상기 모니터링 단말은, 상기 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 상기 영상데이터로부터 취득한 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출할 수 있다.
이때, 상기 모니터링 단말은, 상기 복수의 검출기와 스테레오 카메라를 일체형으로 구성할 경우, 검출기의 위치 정보 취득은 생략할 수 있다.
이때, 상기 모니터링 단말은, 상기 복수의 검출기로부터 선량률 측정값이 수신되면, 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는지 변화 정도를 모니터링하고, 상기일정 수준 이상 감지한 검출기와 이와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하는 경우, 선원위치 결정모드로 전환하고 상기 전환 동작에 의해 상기 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행한다.
선원위치 결정모드로 진입한 이후에는 상기 선원위치 결정모드 조건 중 일정 수준 이상으로 측정되는 조건만 충족되면, 선원위치 결정모드를 계속 유지한다. 이때, 사전에 설정한 주기적인 시간간격(예컨대,10초 단위)에 대하여 선원위치 결정모드의 알고리즘을 지속적으로 반복 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템에서, 상기 복수의 검출기는 상기 관리구역의 벽면을 따라 일렬로 배치되며, 상기 모니터링 단말은, 상기 방사선원이 하나일 경우 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기를 포함한 두 개의 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1 및 제n 검출기의 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템에서, 상기 복수의 검출기는 상기 관리구역의 벽면을 따라 일렬로 배치되며, 상기 모니터링 단말은, 상기 방사선원이 두 개일 경우, 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기 중 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 상기 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 제c 검출기를 포함한 세 개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1, 제c, 제n 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템에서, 상기 모니터링 단말은, 상기 방사선원이 둘 이상일 경우 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기에서 상기 제1 및 제n 검출기와 상기 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 검출기 중 하나 이상을 포함하여, 상기 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템에서, 상기 모니터링 단말은, 검출된 방사선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하고, 상기 유효성이 검증된 방사선원의 위치를 최종 선원위치로 결정하고 첫번째 주기의 검출 동작을 종료한다. 이후 다음 주기에서는 첫번째 주기의 선원위치를 초기값으로 하여 선원위치의 변화를 다시 계산한다.
이때, 상기 모니터링 단말은, 상기 검출된 방사선원의 위치로부터 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에 측정될 선량률을 예측하고, 예측 선량률과 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에서 측정된 실제 선량률을 비교하여 일치하거나 또는 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위내에 해당되면, 상기 검출된 방사선원의 위치에 대한 유효성을 인정하고 상기 실제 선량률과 방사선원의 위치를 이용하여 상기 검출된 방사선원의 방사능을 결정할 수 있다
상기 모니터링 단말은, 상기 예측 선량률과 상기 실제 선량률을 비교한 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위를 벗어나면, 상기 영상데이터의 관리구역을 이전 격자간격의 1/2배로 분할하고 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 재수행할 수 있다.
상기 모니터링 단말은, 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 반복 재수행한 후 상기 유효성 검증 과정을 거치며, 상기 유효성 검증 과정에서 상기 예측 선량률과 상기 실제 선량률을 비교한 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위를 벗어나고 이와 동시에 상기 유효성 검증 과정의 횟수가 일정 횟수를 초과하는 경우, 상기 방사선원의 개수가 하나가 아닌 둘 이상으로 간주하고 상기 복수의 검출기에서 측정 대상 검출기를 하나 증가하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법은, 관리구역 내에서 방사능 물질을 갖는 방사선원에 의해 방출되는 방사선을 감시하는 시스템에서 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 방법으로서, (a)상기 관리구역 내에 설치된 복수의 검출기가, 상기 관리구역 내 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정하는 단계; (b)상기 관리구역 내에 설치된 스테레오 카메라가, 상기 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 상기 관리구역 내에 존재하는 물체및 물체의위치를 인식하기 위한 영상데이터를 취득하는 단계; (c)상기 시스템의 모니터링 단말이, 상기 복수의 검출기 및 상기 스테레오 카메라와 통신 연결되어 상기 복수의 검출기에서 측정된 선량률 측정값과 상기 스테레오 카메라를 통해 촬영된 영상데이터를 수신하는 단계; (d)상기 시스템의 모니터링 단말이, 상기 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 상기 영상데이터로부터 취득한 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 단계;를 포함한다.
상기 (c)단계 이후, 상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는 변화 정도와 최소 1개 이상의 인접한 검출기의 선량률의 변화율이 같은 부호임을 모니터링하는 단계;를 더 포함하며, 모니터링 결과 일정 수준 이상으로 변하는 경우 선원위치 결정모드로 전환하고 상기 전환 동작에 의해 상기 (d)단계를 수행할 수 있다.
상기 (d)단계에서는, 상기 방사선원이 하나인 경우, 상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기를 포함한 두 개의 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1 및 제n 검출기의 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출한다.
상기 (d) 단계에서는, 상기 방사선원이 두 개인 경우, 상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 제c 검출기를 포함한 세 개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1, 제c, 제n 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출한다.
또한, 상기 (d) 단계 이후, 상기 모니터링 단말이, 상기 (d) 단계를 통해 검출된 방사선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하고, 상기 유효성이 검증된 방사선원의 위치를 최종 선원위치로 결정하고 검출 동작을 종료하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 유효성을 검증하는 단계는, 상기 검출된 방사선원의 위치로부터 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에 측정될 선량률을 예측하는 단계와, 예측 선량률과 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에서 측정된 실제 선량률을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과, 예측 선량률과 실제 선량률이 일치하거나 또는 이들간 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위내에 해당되면, 상기 검출된 방사선원의 위치에 대한 유효성을 인정하고 상기 실제 선량률을 상기 검출된 방사선원의 방사능으로 검출하는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 시설물이나 관리구역 내에서 방사선량률의 변화가 발생하면 방사선원의 위치 결정모드로 전환하여 실시간으로 방사선원의 위치 및 방사능을 검출할 수 있다. 이는, 시설물이나 관리구역 내에서 방사화(radioactivation) 진행, 방사능 오염물질의 유입, 폐기물 드럼의 배치 변화 등에 의해 선원항의 위치 또는 존재량이 변하더라도, 실시간으로 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하여 작업공간 전체의 공간선량률 분포를 확장 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 실시간으로 검출된 방사선원의 위치 및 방사능, 작업공간 전체의 공간선량률 분포를 작업자가 인지할 수 있도록 시각적 정보로 표시함으로써 육안으로 보이지 않았던 방사선의 존재를 확인할 수 있게 하여 궁국적인 방사선 안전관리에 도달할 수 있는 현저한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 검출된 방사선원의 위치를 유효성 알고리즘에 적용하여 그 검출 위치가 정확한지 유효성 검증을 통해 결정하고, 그 검출 위치가 정확하지 않을 경우 방사선원의 개수까지 확장하여 방사선량률을 다시 측정함으로써, 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 시스템의 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에 적용되는 모니터링 단말의 상세구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하기 위한 방법을 나타낸 순서도.
도 7 및 도 8은 도 6의 상세순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에 적용되는 모니터링 단말의 상세구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하기 위한 방법을 나타낸 순서도.
도 7 및 도 8은 도 6의 상세순서도.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 언급하는 방사능(Radioactivity)은 불안정한 원자핵이 붕괴하는 것을 말하며, 방사선(Radiation)은 불안정한 원자핵이 붕괴하면서 방출하는 입자나 전자파(예컨대, α선, β선, γ선, χ선 등)를 말하며, 방사선량(Radiation dose)은 단위질량의 물질에 방사선을 쬐었을 때 물질에 흡수되는 에너지의 양, 방사선량률(Radiation dose rate)은 단위시간 당 피복되는 방사선량을 말한다. 선원은 방사선원 또는 선원항이라고도 하며, 방사선원은 방사선을 방출하는 장치 및 물질로 방사능의 발원을 의미한다.
방사선은 육안으로 보이지 않기 때문에 어디서 발원하는지 사람의 감각기관을 통해 확인이 불가능하지만, 본 발명은 이러한 방사선이 어디서 발원하는지 위치를 검출하여 궁극적으로 방사선 안전관리를 극대화하는 목적으로 작업자가 그 위치를 인지할 수 있도록 제공하는 시스템의 구성을 제시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에 적용되는 모니터링 단말의 상세구성도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템(이하, '시스템')은 복수의 검출기(140-1, 140-2, 140-(n-1), 140-n; 140), 스테레오 카메라(130), 모니터링 단말(200)을 포함한다.
복수의 검출기(140)는 관리구역(100) 내에 설치되고 방사능 물질을 갖는 방사선원(110)으로부터 방출되는 방사선량률(또는 선량률)을 측정한다.
여기서, 관리구역(100)은 방사능 물질을 취급하는 구역으로, 방사능 물질에 의해 사람 또는 작업자 등이 피폭을 받을 수 있기 때문에 주변과 경계를 이루는 차폐된 구역이다. 도 1에 도시된 도면부호 120은 일측의 방사선원(110)을 작업자로부터 차단하기 위해 설치된 차폐체(shield)이다. 이러한 차폐체(120)에 의해 방사선원(110)에서 방출되는 방사선은 감쇄된다.
복수의 검출기(140)는 차폐체(120)를 통과하여 방출되고 있는 선량률을 측정하는데, 일정 주기마다 방사선원(100)에 의해 방출되는 선량률을 측정하고, 측정된 선량률 측정값을 모니터링 단말(200)로 전송할 수 있다. 또는, 복수의 검출기(140)는 일정 주기마다 방사선원(110)에 의해 방출되는 선량률을 측정하고, 측정된 선량률의 변화가 발생하면 측정된 선량률 측정값을 모니터링 단말(200)로 전송할 수 있다.
복수의 검출기(140)는 적어도 둘 이상의 검출기(140-1, 140-2, 140-(n-1), 140-n)가 마련되며, 관리구역(100)의 벽면을 따라 일렬로 배치된다. 이렇게 배치된 복수의 검출기(140)는 서로 상이한 위치를 갖는다.
도 1에서는 여러 개의 검출기(140)를 일렬로 배열하여 설치된 구조를 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 여러 개의 검출기가 배열된 하나의 배열형 검출기를 적용할 수 있고, 또는 검출기의 기능이 포함된 복수의 지역감시기를 적용할 수도 있다. 지역감시기는 검출기 및 검출기에 출력되는 선량률 측정값을 표시하는 표시기 등을 포함한 측정장치이다.
스테레오 카메라(130) 또한 관리구역(100) 내에 설치된다.
스테레오 카메라(130)는 복수의 검출기(140)를 포함한 관리구역(100)을 촬영하여, 관리구역(100) 내에 존재하는 물체와 물체의 위치를 인식하기 위한 영상데이터를 취득한다. 여기서, 물체는 복수의 검출기뿐만 아니라, 작업자, 차폐체, 방사선원(110) 등을 포함할 수 있다.
모니터링 단말(200)은 복수의 검출기(140) 및 스테레오 카메라(130)와 유무선 통신을 통해 연결되어 데이터를 송수신한다.
구체적으로, 모니터링 단말(200)은 스테레오 카메라(130)로부터 영상데이터를 수신하여 복수의 검출기(140)에 대한 위치를 인식하고, 복수의 검출기(140)로부터 선량률 측정값을 수신하여 모니터링한다. 모니터링 결과, 방사능 물질이 관리구역(100) 내로 이동하거나, 사고로 방사능 오염물질이 관리구역(100) 내로 유입되거나, 또는 폐기물 드럼의 배치가 변동되었거나 등에 의해 방사선이 흔들리면서 선량률 변화가 발생하는 경우, 모니터링 단말(200)은 복수의 검출기(140)에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 영상데이터로부터 취득한 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 방사선원의 위치 및 방사능을 검출한다.
이를 위해, 모니터링 단말(200)은 도 2에 도시한 것처럼, 선량률 측정값 수신부(210), 모니터링부(220), 선원 위치 검출부(230), 유효성 검증부(240)를 포함하여 구현될 수 있다.
모니터링 단말(200)의 선량률 측정값 수신부(210)는, 스테레오 카메라(130)로부터 영상데이터를 수신하여 복수의 검출기(140)에 대한 위치를 인식한다. 이때, 모니터링 단말(200)은 영상데이터에 포함된 관리구역 이미지를 일정 간격(예컨대, 10cm 간격)의 격자로 분할하여 격자(grid) 상에 복수의 검출기(140)의 위치를 매칭하여 인식할 수 있다.
또한, 모니터링 단말(200)의 선량률 측정값 수신부(210)는, 복수의 검출기(140)로부터 선량률 측정값을 수신한다.
모니터링 단말(200)의 모니터링부(220)는, 선량률 측정값 수신부(210)에 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는지 선량률 변화 정도를 모니터링하고, 모니터링 결과 일정 수준 이상으로 변하고 상기 일정 수준 이상 감지한 검출기와 이와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하는 경우, 선원의 위치 및 강도(방사능)을 결정하기 위한 선원위치 결정모드로 전환한다.
모니터링 단말(200)의 선원 위치검출부(230)는, 모니터링부(220)의 선원위치 결정모드로의 전환 동작에 의해 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행하는데, 이때 선원 위치검출부(230)는 복수의 검출기(140)를 분리하여 측정한다. 즉, 복수의 검출기(140)에서 서로 다른 둘 이상의 검출기를 이용하여 취득한선량률 측정값과, 영상데이터로부터 취득한 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여, 방사선원의 위치 및 방사능을 검출한다.
또한, 모니터링 단말(200)의 선원 위치 검출부(230)는, 선원위치 결정모드로 진입한 이후에는 상기 선원위치 결정모드 조건 중 일정 수준 이상으로 측정되는 조건만 충족되면, 선원위치 결정모드를 계속 유지한다. 이때, 사전에 설정한 주기적인 시간간격(예컨대, 10초 단위)에 대하여 선원위치 결정모드의 알고리즘을 지속적으로 반복 수행한다.
선원 위치검출부(230)는 방사선원(110)에 대하여 특별한 설정이 지정되어 있지 않으면 초기에는 관리구역(100) 내 방사선원(110)이 하나인 경우를 가정하여 방사선원의 위치를 검출한다.
이를 테면, 방사선원(110)이 하나일 경우, 일렬로 배치된 복수의 검출기(140)에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기(140-1)와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기(140-n)를 통해 측정된 선량률 측정값과, 제1 및 제n 검출기(140-1, 140-n)의 위치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
이를 테면, 방사선원(110)이 두 개일 경우, 선원 위치 검출부(230)는 일렬로 배치된 복수의 검출기(140) 중 일측 끝단에 배치된 제1 검출기(140-1)와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기(140-n), 중앙에 배치된 제c 검출기(140-2 또는 140-(n-1)에서 각각 측정된 선량률 측정값과, 제1, 제c, 제n 검출기에 대한 위치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
이처럼, 선원 위치 검출부(230)는 방사선원(110)이 둘 이상일 경우, 일렬로 배치된 복수의 검출기(140)에서 제1 및 제n 검출기(140-1, 140-n)와 제1 및 제n 검출기(140-1, 140-n) 사이에 배치된 검출기(140-2 또는 140-(n-1)) 중 하나 이상을 포함하여, 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 관리구역을 촬영한 이미지를 일정 간격의 격자로 분할하고, 분할된 격자 상에 검출기 및 차폐체가 위치에 따라 매칭되어 표시된 화면의 예를 보여주고 있다.
선원 위치 검출부(230)에서는 방사선 수준이 자연 수준으로 저선량일 경우, 검출기 집합체 즉, 배열된 복수의 검출기 전체의 계수합을 이용하여 선량률을 측정한다. 이후, 방사능 물질이 관리구역 내로 이동하거나 오염이 전이되어 선량률 변화가 발생하면, 검출기 전체의 계수합이 증가하게 되는데, 일정 수준 이상 또는 입력한 임계치 이상의 변화가 발생하고, 상기 임계치 이상의 변화를 감지한 검출기와 이와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하면 선원위치 결정모드로 전환한다.
각각의 개별 검출기(140-1, 140-2, 140-(n-1), 140-n)는 검출기의 체적이 작아 고선량에서 방사선과 반응 확률이 낮으므로, 불감시간(1개의 방사선 계수 처리 후 다음 계수를 처리하기 위한 최소 시간)을 최소화할 수 있다. 따라서 각각의 개별 검출기의 계수치를 이용하여 선량률을 처리하는 방식으로 구비함으로써, 저선량 및 고선량에 대하여 각각 불감시간을 적절히 대응하여 계수할 수 있다.
선원위치 결정모드의 선원위치 및 방사능 계산 알고리즘은 이미 상용화된 EPRI 선원항 결정 알고리즘을 사용하되, 계산결과의 검증은 아래와 같은 방법을 이용한다.
도 3에서 보여주는 것과 같이, 일렬로 배열된 복수의 검출기에서 일측 끝단의 제1 검출기(140-1)와 타측 끝단의 제n 검출기(140-n)에서 측정된 결과를 이용하여 방사선원(s)의 위치를 계산한다. 제1 검출기(140-1)와 제n 검출기(140-n)는 배치된 위치가 상이하기 때문에, 검출기로부터 방사선원까지 이격거리도 상이하고 이로 인해 방사선원에 의해 방출되는 선량률도 다르게 측정될 수 있는데, 이를 이용하여 선원의 위치를 계산한다.
선원의 위치를 계산하는데 필요한 관리구역 내 이동형 사물이나 차폐체에 대한 위치, 차폐체의 물질정보, 복수의 검출기에 대한 위치는 스테레오 카메라를 이용하여 취득할 수 있다.
선원위치 결정모드에서, 선원항 계산은 아래의 수학식을 적용할 수 있다.
여기서, E는 선량률, Г는 선원의 감마상수, s는 선원의 방사능, (μ/ρ)m은 선원과 검출기 사이에 존재하는 물질m의 질량감쇠계수, dm은 선원과 검출기 사이 직선거리에 존재하는 물질m의 관통두께, ρm은 물질m의 밀도, to는 작업시간, r은 t작업시간 때 선원과 검출기간 이격거리이다.
선원 위치 검출부(230)는 위 수학식을 적용하여, 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값(E)으로부터 s 미지수를 산출하는 것으로, 선원의 위치 및 방사능을 계산하는 것이다.
예를 들어, 도 3에 표시된 바와 같이 선원(S)이 하나이고, 일측 끝단의 제1 검출기(140-1)와 타측 끝단의 제n 검출기(140-n)를 이용한다면, 위 수학식으로부터 제1 검출기에 대한 방정식과 제n 검출기에 대한 방정식 즉, 2개의 방정식이 형성된다.
따라서, 각 격자에 선원이 있다고 가정하면, 격자의 1번 위치서부터 임의 i번 위치에 대하여 미지수(s; 선원의 방사능) 1개에 대한 2개의 1차 연립방정식이 유도된다. 유도되는 각 방정식은 위치별로 나머지 미지수들이 모두 결정되고, s미지수에 대하여 양의 값인 s를 변화하면서 반복 계산하여 제1 검출기와 제n 검출기의 2개의 측정선량률이 가장 잘 일치하는 선원의 위치와 방사능을 임시 선원의 방사능 및 위치로 결정한다. 이때, 수렴 범위는 사전에 입력할 수 있고, 스테레오 카메라를 통해 선원의 위치 및 개수를 감지한 경우에는 초기조건을 스테레오 카메라를 통해 감지한 데이터로 적용하여 계산을 수행할 수 있다.
또한, 선원 위치 검출부(230)는 다시 관리구역을 이전 격자 간격의 1/2배로 더 작은 단위로 분할하고, 위에서 설명한 선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 재수행할 수 있다. 이러한 동작은 이전 격자 간격으로 검출한 선원의 위치 및 방사능에 대하여 유효성을 검증한 후 유효성 검증에 실패한 경우에 격자 간격을 더 작은 단위로 조밀하게 분할하여 재수행한다.
만약 이번 재수행 과정에서도 선원의 위치 및 강도 계산이 유효성 오차 범위를 초과하여 유효성 검증에 실패한 경우, 다시 관리구역의 격자간격을 1/2배로 더 조밀하게 분할하고 계산하는 과정을 반복 수행한다. 이때 반복 횟수가 일정 횟수를 초과하면 선원의 개수를 순차적으로 증가하여 계산한다.
선원의 최대 개수는 (n-1)개까지 가능하다. 여기서, n은 검출기의 개수이다. 예컨대, 선원의 개수가 3개이면 이를 검출하기 위한 검출기는 최소 4개가 필요하다.
선원의 개수를 2개로 가정하면, 선원의 위치를 검출하기 위한 검출기는 적어도 3개가 필요한데, 도 3의 예시에서 양끝단에 있는 제1 검출기(140-1)과 제n 검출기(140-n), 중앙에 있는 c번 검출기에서 측정된 선량률 정보를 이용하여, 최초 격자분할 단계부터 다시 선원의 위치 및 방사능 계산을 수행한다.
이처럼, 선원항 계산 과정을 통해 선원의 위치 및 방사능을 결정할 때, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말(200)은 선원항 계산 과정을 통해 검출된 선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하고 유효성 검증 과정에 성공한 경우 해당 선원의 위치를 최종 선원위치로 결정하고 검출 동작을 종료한다. 이는 도 2의 유효성 검증부(240)에서 수행된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하는 원리를 설명하기 위한 도면으로, 모니터링 단말(200)의 유효성 검증부(240)는, 선원 위치 검출부(230)에서 선원의 위치 및 방사능을 결정하는데 선원이 1개이고 선원의 위치를 검출하는 데 적용한 검출기가 제1 및 제n 검출기(140-1, 140-n)라면, 2개의 검출기를 제외한 나머지 검출기(140-2 또는 140-(n-1))에서 측정될 예측 선량률과 실제 선량률을 비교함으로써 유효성을 검증한다.
이때, 위 수학식을 역으로 이용할 수 있다.
즉, 선원 위치 검출부(230)에서 검출된 선원의 위치와 방사능을 입력하고, 위 수학식에서 적용된 상수(핵종별 감마상수(Г), 선원과의 거리(r), 차폐체 질량감쇠계수((μ/ρ)m) 및 관통두께(dm), 차폐체 밀도(ρm))는 그대로 적용하여, 나머지 검출기(140-2 또는 140-(n-1))에서 측정될 예측 선량률(E)을 계산한다.
이와 동시에, 모니터링 단말(도 2의 200)의 선량률 측정값 수신부(210)에서는 나머지 검출기(140-2 또는 140-(n-1))에서 측정된 실제 선량률을 수신하게 되므로, 유효성 검증부(240)는 나머지 검출기에 대한 예측 선량률과 실제 선량률을 각각 비교하여 유효한 차이내에서 일치하면, 선원 위치 검출부(230)에서 검출된 선원의 위치와 방사능 결과에 대하여 유효성을 인증한다. 따라서, 유효성 검증부(240)는 최종 선원 위치 및 방사능을 결정하고, 첫번째 주기의 검출 동작을 종료한다. 이후, 다음 주기에서는 첫번째 주기의 선원위치를 초기값으로 하여 선원위치의 변화를 다시 계산한다.
만약, 유효한 차이보다 더 큰 차이가 발생하면, 유효성 검증부(240)는 다시 작업공간의 격자 간격을 직전(이전) 단계의 격자간격을 1/2배로 분할하여 선원의 위치 및 방사능 계산 과정을 재수행하도록 요청한다.
이때, 최종 선원위치 및 개수, 방사능 결정값은 현 시간의 결과로 처리되고, 다음 시간 단위의 즉, 사전에 입력된 일정시간(1 ~ 30초)이 경과되고 선원위치 결정모드 조건이 유지되면, 계산된 선원위치 및 개수, 방사능을 초기값으로 하여 새로이 선원위치 결정모드를 진행할 수 있다.
그럼 이상의 구성에 기초하여 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법을 동작 흐름에 따라 자세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방사선원의 위치 및 방사능 검출의 유효성을 검증하기 위한 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7 및 도 8은 도 6의 상세순서도이다.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 관리구역 내에 방사능 물질을 갖는 방사선원을 검출하는 방법으로서, 시스템의 복수의 검출기가 관리구역 내 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정한다.
이와 동시에, 관리구역 내에 설치되어 있는 스테레오 카메라는, 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 관리구역에 대응되는 영상데이터를 취득한다.
다음, 시스템의 모니터링 단말이, 복수의 검출기 및 스테레오 카메라와 통신 연결되고, 복수의 검출기에서 측정된 선량률 측정값과 스테레오 카메라를 통해 촬영된 영상데이터를 각각 수신한다(S100).
이때, 복수의 검출기는 일정 주기마다 방사선원에 의해 방출되는 선량률을 측정하고 측정된 선량률 측정값을 모두 모니터링 단말로 전송할 수 있지만, 측정된 선량률의 변화가 발생한 경우 해당 선량률 측정값을 모니터링 단말(200)로 전송할 수도 있다.
전자의 경우, 모니터링 단말은, 복수의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는 변화 정도를 모니터링하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이 모니터링 과정은 방사능 물질이 관리구역 내로 유입되거나 방사선량이 높아져 작업자의 안정성에 문제가 되는지를 감지하기 위한 것이다.
모니터링 결과, 일정 수준 이상으로 변하고 상기일정 수준 이상 감지한 검출기와 이와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하는 경우, 선원위치 결정모드로 전환한다. 선원위치 결정모드로 전환되면 관리구역 내에서 변경된 선원에 대하여 위치 및 방사능을 계산하여 새로이 방사선원을 정확하게 검출하는 동작을 수행한다.
이를 위해, 모니터링 단말은, 스테레오 단말기로부터 수신한 영상데이터로부터 복수의 검출기에 대한 위치를 획득한다(S110).
다음, 모니터링 단말이, 선원위치 결정모드로의 전환 동작에 의해, 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 영상데이터로부터 취득한 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 방사선원의 위치 및 방사능을 검출한다(S120).
이때, 관리구역 내에 존재하는 방사선원의 개수가 지정되어 있지 않으면 하나인 경우를 초기 설정으로 하고, 모니터링 단말은 복수의 검출기 중 서로 다른 위치에 배열된 두 개의 검출기를 이용하여 선원위치 결정모드를 수행한다.
즉, 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값과, 제1 및 제n 검출기의 위치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
혹, 방사선원의 개수가 두 개인 경우, 모니터링 단말은 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 중앙의 제c 검출기를 포함한 3개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과 위치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
혹, 방사선원의 개수가 세 개인 경우, 모니터링 단말은 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 두 개의 검출기를 포함한 4개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과 그 위치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출할 수 있다.
이처럼, 방사선원의 개수가 하나씩 증가할 때마다, 모니터링 단말은 선원위치 결정모드에 적용할 검출기의 개수를 하나씩 증가하여 (방사선원의 개수+1)을 적용한다.
다음, 모니터링 단말이, 전 단계를 통해 검출된 선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하는 단계를 거친다.
유효성 검증 단계는 도 6에 나타나 있으며, S200 단계에서, 모니터링 단말이 검출된 방사선원의 위치로부터 역으로 임의 검출기에 측정될 선량률을 예측한다.
이전 단계에서 양측 끝단의 검출기를 이용하여 선원의 위치를 계산하였다면, 유효성 검증 단계에서는 이 양측 끝단의 검출기를 제외한 나머지 검출기에 대하여 방사선원의 방사능이 나머지 검출기로 도달하여 측정될 예측 선량률을 계산하는 것이 가능하다. 이때 방사선원의 위치를 알고 있고, 방사선원과 검출기 사이의 차폐체에 대한 위치, 물질정보 또한 알고 있으므로, 위 수학식에 기초하여 검출기에 측정될 선량률을 예측하는 것이 가능하다.
다음 S210 단계에서, 모니터링 단말이 이전 S200 단계에서 산출된 예측 선량률과 실제 나머지 검출기에서 측정된 실제 선량률을 비교한다.
다음 S220 단계에서, 모니터링 단말이 예측 선량률과 실제 선량률간 비교차가 기설정된 유효성 오차범위내에 해당하는지를 판단한다.
다음 S230 단계에서, 판단 결과 유효성 오차 범위내에 해당되면, 검출된 방사선원의 위치에 대한 유효성을 검증하고 실제 선량률을 이용하여 검출된 방사선원의 방사능을 결정한다.
판단 결과 유효성 오차 범위를 벗어나면 도 7의 동작을 수행한다.
모니터링 단말이, 관리구역의 격자간격을 이전 간격보다 1/2 배의 더 작은 단위로 분할하고, 더 세분화된 위치정보를 가지고 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 과정(도 5의 S100 내지 S120 단계)을 재수행한다(S300).
다음, 모니터링 단말이, 도 6에 설명한 유효성 검증 과정과 마찬가지로, 위 S300 단계를 통해 검출된 선원의 위치 및 방사능으로부터 나머지 검출기에 대한 예측 선량률을 검출하고 유효성을 검증하는 과정을 수행한다(S310, S320).
다음, 모니터링 단말이, 상기의 유효성 검증 과정을 거친 횟수를 체크하여, 유효성 검증 횟수가 기설정된 횟수 이내이면 격자 간격 조정으로 선원의 위치를 검출하고 유효성을 검증하는 과정을 반복 수행할 수 있다.
유효성 검증 횟수가 기설정된 횟수를 초과하면, 도 8에 도시한 것처럼, 모니터링 단말이 선원의 개수가 일치하지 않는 것으로 판단하고, 선원의 개수를 증가하고 이에 따라 측정 대상인 검출기의 개수를 증가하여 다시 셋팅한다(S400).
앞서 설명에서 선원이 하나인 경우를 가정하였으므로, 모니터링 단말은 선원의 개수가 1개가 아닌 2개로 재설정하고, 검출기의 개수를 증가하여 세 개의 검출기로 설정한다.
다음, 모니터링 단말이, 세 개의 검출기를 이용하여 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 과정을 수행한다(S410).
따라서, 모니터링 단말이 다시 도 5의 S100단계를 수행하고, 이후부터는 앞서 설명한 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 과정(도 5의 S100 내지 S120 단계) 및 유효성을 검증하는 과정(도 6의 S200 내지 S230)을 동일하게 거치게 된다.
다음, 유효성이 확인된 최종 선원의 개수, 위치 및 방사능 결과와,위 수학식을 이용하여 각 격자 위치별 상수(핵종별 감마상수, 선원과의 거리, 차폐체 질량감쇠계수 및 관통두께, 차폐체 밀도)를 도출하고, 각 격자의 위치별로 예상 선량률을 계산한다.
다음, 각 격자별 예상 선량률을 이용하여 관리구역에 대한 공간 평면의 예상 선량률 등고선 및 입체적 선량률을 매핑한다.
다음, 관리구역 내 스테레오 카메라를 통해 작업자가 인식되면, 인식된 작업자의 위치에서 체류시간 및 예상공간 선량률을 이용하여 현 작업자의 피폭선량을 계산할 수 있다. 피폭선량 계산은 스테레오 카메라를 통해 인식된 작업자가 관리구역을 이탈할 때까지 지속적으로 연산 처리하여, 작업자의 피폭 안전성을 보장한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 관리구역
110: 방사선원
120: 차폐체
140, 140-1, 140-2, 140-(n-1), 140-n: 복수의 검출기
150: 스테레오 카메라
200: 모니터링 단말
210: 선량률 측정값 수신부
220: 모니터링부
230: 선원 위치 검출부
240: 유효성 검증부
110: 방사선원
120: 차폐체
140, 140-1, 140-2, 140-(n-1), 140-n: 복수의 검출기
150: 스테레오 카메라
200: 모니터링 단말
210: 선량률 측정값 수신부
220: 모니터링부
230: 선원 위치 검출부
240: 유효성 검증부
Claims (16)
- 관리구역 내에서 방사능 물질에 의해 방출되는 방사선을 감시하는 시스템으로서,
상기 관리구역 내에 설치되고 상기 방사능 물질을 갖는 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정하는 복수의 검출기;
상기 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 상기 관리구역 내에 존재하는 물체 및 물체의 위치를 인식하기 위한 영상데이터를 취득하는 스테레오 카메라;
상기 스테레오 카메라로부터 영상데이터를 수신하여 상기 복수의 검출기에 대한 위치를 인식하고, 상기 복수의 검출기로부터 선량률 측정값을 수신하여 모니터링하는 모니터링 단말을 포함하되,
상기 모니터링 단말은,
상기 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 상기 영상데이터로부터 취득한 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하며,
상기 모니터링 단말은,
상기 복수의 검출기로부터 선량률 측정값이 수신되면, 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는지 변화 정도를 모니터링하고,
모니터링 결과, 상기 일정 수준 이상 변하고 동시에 상기 일정 수준 이상 감지한 검출기와 이와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률(또는 계수율)의 변화율이 같은 부호로 변화하는 경우, 선원위치 결정모드로 전환하고 상기 전환 동작에 의해 상기 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는,
배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 선원위치 결정모드로 진입한 이후에는 상기 선원위치 결정모드 조건 중 일정 수준 이상으로 측정되는 조건이 충족되는 동안, 사전에 설정한 주기적인 시간 간격에 대하여 반복 수행하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 검출기는,
상기 관리구역의 벽면을 따라 일렬로 배치되며,
상기 모니터링 단말은,
상기 방사선원이 하나일 경우 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기를 포함한 두 개의 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1 및 제n 검출기의 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 검출기는,
상기 관리구역의 벽면을 따라 일렬로 배치되며,
상기 모니터링 단말은,
상기 방사선원이 두 개일 경우, 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기 중 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 상기 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 제c 검출기를 포함한 세 개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1, 제c, 제n 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 방사선원이 둘 이상일 경우 상기 일렬로 배치된 복수의 검출기에서 상기 제1 및 제n 검출기와 상기 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 검출기 중 하나 이상을 포함하여, 상기 방사선원의 위치를 검출하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
검출된 방사선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하고, 상기 유효성이 검증된 방사선원의 위치를 최종 선원위치로 결정하고 첫번째 주기의검출 동작을 종료하는것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 검출된 방사선원의 위치로부터 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에 측정될 선량률을 예측하고,
예측 선량률과 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에서 측정된 실제 선량률을 비교하여 일치하거나 또는 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위내에 해당되면,
상기 검출된 방사선원의 위치에 대한 유효성을 인정하고 상기 실제 선량률과 방사선원의 위치를 이용하여 상기 검출된 방사선원의 방사능을 결정하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 예측 선량률과 상기 실제 선량률을 비교한 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위를 벗어나면, 상기 영상데이터의 관리구역을 이전 격자간격의 1/2배로 분할하고 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 재수행하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 반복 재수행한 후 상기 유효성 검증 과정을 거치며,
상기 유효성 검증 과정에서 상기 예측 선량률과 상기 실제 선량률을 비교한 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위를 벗어나고 이와 동시에 상기 유효성 검증 과정의 횟수가 일정 횟수를 초과하는 경우, 상기 방사선원의 개수가 하나가 아닌 둘 이상으로 간주하고 상기 복수의 검출기에서 측정 대상 검출기를 하나 증가하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템.
- 관리구역 내에서 방사능 물질을 갖는 방사선원에 의해 방출되는 방사선을 감시하는 시스템에서 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 방법으로서,
(a)상기 관리구역 내에 설치된 복수의 검출기가, 상기 관리구역 내 방사선원으로부터 방출되는 선량률을 측정하는 단계;
(b)상기 관리구역 내에 설치된 스테레오 카메라가, 상기 복수의 검출기를 포함한 관리구역을 촬영하여 상기 관리구역 내에 존재하는 물체 및 물체의 위치를 인식하기 위한 영상데이터를 취득하는 단계;
(c)상기 시스템의 모니터링 단말이, 상기 복수의 검출기 및 상기 스테레오 카메라와 통신 연결되어 상기 복수의 검출기에서 측정된 선량률 측정값과 상기 스테레오 카메라를 통해 촬영된 영상데이터를 수신하는 단계;
(d)상기 시스템의 모니터링 단말이, 상기 복수의 검출기에서 서로 다른 둘 이상의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값과, 상기 영상데이터로부터 취득한 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치 및 방사능을 검출하는 단계;를 포함하되,
상기 (c)단계 이후,
상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기로부터 수신된 선량률 측정값이 일정 수준 이상으로 변하는 변화 정도와, 최소 1개 이상의 인접한 검출기의 선량률의 변화율이 같은 부호로 변하는지 모니터링하는 단계;를 더 포함하며,
모니터링 결과, 일정 수준 이상으로 변하고 동시에 상기 일정 수준 이상 감지한 검출기와 인접한 최소 1개 이상의 검출기의 선량률 변화율이 같은 부호로 변하는 경우 선원위치 결정모드로 전환하고 상기 전환 동작에 의해 상기 (d)단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법.
- 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 (d)단계에서는,
상기 방사선원이 하나인 경우, 상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기를 포함한 두 개의 검출기를 통해 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1 및 제n 검출기의 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 (d)단계에서는,
상기 방사선원이 두 개인 경우, 상기 모니터링 단말이 상기 복수의 검출기에서 일측 끝단에 배치된 제1 검출기와 타측 끝단에 배치된 제n 검출기, 제1 및 제n 검출기 사이에 배치된 제c 검출기를 포함한 세 개의 검출기에서 각각 측정된 선량률 측정값과, 상기 제1, 제c, 제n 검출기에 대한 위치를 이용하여 상기 방사선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 (d)단계 이후,
상기 모니터링 단말이, 상기 (d)단계를 통해 검출된 방사선원의 위치에 대하여 유효성을 검증하고, 상기 유효성이 검증된 방사선원의 위치를 최종 선원위치로 결정하고 검출 동작을 종료하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 유효성을 검증하는 단계는,
상기 검출된 방사선원의 위치로부터 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에 측정될 선량률을 예측하는 단계와,
예측 선량률과 상기 서로 다른 둘 이상의 검출기를 제외한 나머지 검출기에서 측정된 실제 선량률을 비교하는 단계와,
상기 비교 결과, 예측 선량률과 실제 선량률이 일치하거나 또는 이들간 비교차가 기설정된 유효성 오차 범위내에 해당되면, 상기 검출된 방사선원의 위치에 대한 유효성을 인정하고 상기 실제 선량률을 상기 검출된 방사선원의 방사능으로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230179479A KR102660033B1 (ko) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230179479A KR102660033B1 (ko) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템 및 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102660033B1 true KR102660033B1 (ko) | 2024-04-23 |
Family
ID=90880788
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230179479A KR102660033B1 (ko) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 배열형 검출기 또는 복수의 지역감시기를 이용한 방사선원의 위치 및 방사능 검출 시스템 및 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102660033B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5661299B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2015-01-28 | 中国電力株式会社 | 空間内放射線量測定システム |
| KR20210045042A (ko) * | 2019-10-16 | 2021-04-26 | 주식회사 에스에프테크놀로지 | 방사선 감시 시스템 |
| KR20210049272A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 강원대학교산학협력단 | 스펙트로스코프에 기반한 방사선원 위치추적 방법 및 방사선원 위치추적 시스템 |
| JP2021189002A (ja) * | 2020-05-28 | 2021-12-13 | 株式会社日立製作所 | 距離計測システム、及び距離計測方法 |
| KR102346124B1 (ko) | 2021-07-28 | 2022-01-03 | (주) 엔텍코아 | 방사선량 모니터링 시스템 |
-
2023
- 2023-12-12 KR KR1020230179479A patent/KR102660033B1/ko active IP Right Grant
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