KR200375272Y1 - 방사선 다중 차폐체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원자력 시설, 방사선 작업장 등에서 방사선원 주위를 차폐하는 방사선 차폐체에 관한 것으로, 특히 제1 물차폐, 제2 물차폐, 납차폐에 의한 다중 차폐를 채택함으로써, 방사선량에 따라 선택적으로 차폐를 할 수 있을뿐만 아니라 차폐 효과도 증진시킬 수 있는 방사선 다중 차폐체에 관한 것이다.

본 고안의 방사선 다중 차폐체를 이루는 구성수단은, 중심면과 양측면이 일체로 형성되되, 중심면이 양측면보다 더 높도록 단차가 진 하부 블록이음틀과, 상기 양측면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제1 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지는 제1 물차폐체과, 상기 제1 수용공간 내측에 결합되어 상기 중심면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제2 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지는 제2 물차폐체과, 상기 제2 수용공간 내측에 결합되고 내부 공간을 형성하는 육면체 형상이되, 일면이 개방되어 있는 납차폐판 삽입틀과, 상기 개방된 일면을 통하여 삽입되는 납차폐판과, 상기 제1 및 제2 물차폐체 상면에 올려놓여지되, 상기 하부 블록이음틀과 동일 형상인 상부 블록이음틀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

방사선 다중 차폐체{radioactivity multi-shielding}

본 고안은 원자력 시설, 방사선 작업장 등에서 방사선원 주위를 차폐하는 방사선 차폐체에 관한 것으로, 특히 제1 물차폐, 제2 물차폐, 납차폐에 의한 다중 차폐를 채택함으로써, 방사선량에 따라 선택적으로 차폐를 할 수 있을뿐만 아니라 차폐 효과도 증진시킬 수 있는 방사선 다중 차폐체에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소의 방사선원에서 발생하는 방사선을 차폐하기 위해서는 납차폐체 또는 물차폐체를 사용한다.

납차폐체를 사용하여 방사선을 차폐하는 방법은 방사선원 주위에 납판을 납판 걸이대에 걸고 연결고리를 이용하여 납판을 고정하는 방식으로 방사선을 차폐하였다. 그런데, 상기 납차폐체를 방사선원 주위에 설치하기 위해서는 많은 시간을 소요하게된다. 따라서, 납차폐체를 설치하거나 해체하는 작업자는 많은 피폭선량에 노출되는 문제점이 발생한다.

또한, 방사선량이 많은 경우에는 몇 겹의 납판을 이용하여 방사선을 차폐하는데, 이 경우 상기 납판 걸이대나 연결고리가 겹쳐진 납판들의 무게를 이기지 못하여 서로 분리되는 경우가 많다. 따라서, 납차폐체는 재설치 되어야 하고, 이에 따라 불필요한 추가 피폭이 수반되는 문제점이 발생한다.

한편, 물차폐체를 사용하여 방사선을 차폐하는 방법은 물을 수용할 수 있는 물차폐체에 물을 충진하고, 물차폐체에 바퀴를 달아 방사선원 주위에 설치함으로써 방사선을 차폐하였다.

그러나, 상기와 같이 물차폐체를 이용하는 경우에는 방사선 차폐부위와 형태에 따라 적재가 용이하지 않고 차폐체와 차폐체 사이의 간격 등 구조적인 문제점으로 인해 만족스러운 차폐 효과를 거두기 힘들다. 또한 물차폐체를 이동시켜 사용하고자 하는 경우에, 고정틀 형태로 인해 크레인이나 기타 운반 기구를 사용하여 취급해야 하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 물을 수용하는 제1 및 제2 물차폐체과 납차폐판이 삽입될 수 있는 납차폐판 삽입틀을 다중으로 마련함으로써, 방사선량에 따라 선택적이고 효율적인 방사선 차폐가 가능하고, 단차가 진 상부 및 하부 블록이음틀을 이용하여 방사선 차폐체가 적층되는 것을 가능하게 하는 방사선 다중 차폐체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 고안인 방사선 다중 차폐체의 사시도이다.

도 2는 본 고안인 방사선 다중 차폐체의 분리 사시도이다.

도 3은 본 고안의 구성요소인 제1 및 제2 물차폐체와 납차폐판 삽입틀 및 납차폐판의 결합 이해도이다.

도 4는 본 고안인 방사선 다중 차폐체의 적층된 구조도이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 고안인 방사선 다중 차폐체를 이루는 구성수단은, 중심면과 양측면이 일체로 형성되되, 중심면이 양측면보다 더 높도록 경사 단차가 진 하부 블록이음틀과, 상기 양측면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제1 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지며 상면 소정부분에 충수구가 마련되는 제1 물차폐체과, 상기 제1 수용공간 내측에 결합되어 상기 중심면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제2 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지며 상면 소정부분에 충수구가 마련되는 제2 물차폐체과, 상기 제2 수용공간 내측에 결합되고 내부 공간을 형성하는 육면체 형상이되, 일면이 개방되어 있는 납차폐판 삽입틀과, 상기 개방된 일면을 통하여 삽입되는 납차폐판과, 상기 제1 및 제2 물차폐체 상면에 올려놓여지되, 상기 하부 블록이음틀과 동일 형상인 상부 블록이음틀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 물차폐체와 제2 물차폐체와 납차폐판 삽입틀은 분리 또는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제1 물차폐체와 제2 물차폐체 및 납차폐판 삽입틀을 제작할 때, 일체형으로 제작하거나 분리가능하게 제작할 수 있다.

또한, 상기 납차폐판 삽입틀의 개방된 일면에는 반원의 오목부가 더 형성되고, 상기 납차폐판 삽입틀에 삽입된 납차폐판에는 상기 반원의 오목부와 대응되는 부분에 반원의 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 반원의 오목부와 반원의 관통홀을 마련함으로써, 납차폐판의 삽입 또는 취출을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 납차폐판 삽입틀에 삽입되는 납차폐판은 하나 또는 두개인 것을 특징으로 한다. 즉, 보통 하나의 납차폐판을 사용하나 방사선 차폐의 효율을 증대시키기 위해 두개의 납차폐판을 사용할 수 있다.

또한, 상기 상부 블록이음틀 상에 상기 하부 블록이음틀, 제1 및 제2 물차폐체, 납차폐판 삽입틀, 납차폐판, 상부 블록이음틀로 구성되는 방사선 다중 차폐체가 적어도 하나 적층되는 것을 특징으로 한다. 즉, 방사선원의 구조와 방사선 방출 범위에 따라 방사선 다중 차폐체를 적층하여 사용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 고안인 방사선 다중 차폐체에 관한 작용 및 바람직할 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안인 방사선 다중 차폐체(100)의 사시도이고, 도 2는 본 고안인 방사선 다중 차폐체(100)의 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안인 방사선 다중 차폐체(100)는 최하측에 위치하는 하부 블록이음틀(10)과, 상기 하부 블록이음틀(10) 중심면(13) 상에 위치하는 제2 물차폐체(30)와, 상기 제2 물차폐체(30)를 애워싸면서 상기 하부 블록이음틀(10) 양측면(15) 상에 위치하는 제1 물차폐체(20)와, 상기 제2 물차폐체(30) 내측에 결합되는 납차폐판(50) 삽입틀(40)과, 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)에 삽입되는 납차폐판(50)과, 상기 제1 및 제2 물차폐 상면에 올려놓여지는 상부 블록이음틀(60)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 하부 블록이음틀(10)과 상부 블록이음틀(60)은 설치되는 위치만 상이할 뿐 동일한 형상으로 이루어져 있다. 즉, 하부 블록이음틀(10)은 상기 제1 및 제2 물차폐체(30)의 하면에 접촉하여 위치하고 상부 블록이음틀(60)은 상기 제1 및 제2 물차폐체(30)의 상면에 접촉하여 위치하며, 그 모양과 재질은 동일하다.

도 2를 참조하여 상기 하부 및 상부 블록이음틀(60)의 구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 및 상부 블록이음틀(60)은 중심면(13)과 두개의 측면으로 구분된다. 상기 중심면(13)과 양 측면(15)은 일체로 형성되어 있고, 단차를 주어 높이차가 발생하도록 한다.

상기 단차에 의하여 상기 중심면(13)이 상기 양 측면(15)보다 더 높게 형성된다. 상기 단차는 상기 중심면(13)의 일단과 양 측면(15)의 일단을 수직으로 연결하는 수직 단차일 수도 있지만, 상기 중심면(13)의 일단과 양 측면(15)의 일단을 비스듬하게 연결하는 경사 단차인 것이 바람직하다. 즉, 경사 단차를 채택함으로써, 구조적인 안정감을 유지하도록 하고 본 고안인 방사선 다중 차폐체(100)를 적층함에도 용이하도록 한다.

상기 방사선 다중 차폐체(100)를 적층하기 위해서는 상기 상부 블록이음틀(60) 상에 새로운 하부 블록이음틀(10)을 올려놓고, 이 새로운 하부 블록이음틀(10) 상에 새로운 제1 및 제2 물차폐체(30) 등을 올려놓게 된다. 이 때 상기 상부 블록이음틀(60)에 경사 단차를 형성함에 따라, 손쉽게 상기 새로운 하부 블록이음틀(10)을 상기 상부 블록이음틀(60) 상에 올려놓을 수 있고, 적층된 방사선 다중 차폐체(100)의 전체적인 구조가 안정감을 유지할 수 있다.

상기 하부 블록이음틀(10)의 양 측면(15) 상에는 상기 제1 물차폐체(20)가 올려놓여지고, 상기 하부 블록이음틀(10)의 중심면(13) 상에는 상기 제2 물차폐체(30)가 올려놓여진다.

상기 하부 블록이음틀(10)에 올려놓여지는 상기 제1 물차폐체(20)와 상기 제2 물차폐체(30)는 분리가능하게 결합될 수도 있고, 일체형으로 완전히 고정결합될 수 있다. 즉, 도 1의 (a)와 같이 제1 물차폐체(20)와 제2 물차폐체(30)가 분리될 수 있도록 제작될 수 있고, 도 1의 (b)와 같이 제1 물차폐체(20)와 제2 물차폐체(30)가 일체형으로 제작될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 상기 제1 및 제2 물차폐체(30)와 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40) 및 납차폐판(50)에 관하여 계속해서 설명한다.

도 3은 상기 제1 및 제2 물차폐체(30)와 납차폐판(50) 삽입틀(40) 및 납차폐판(50)의 결합 관계를 보여주는 이해도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 물차폐체(20)는 평면상에서 볼 때 디귿자 형상을 가지면서 밀폐된 내부 공간을 가진다. 상기와 같이 밀폐된 내부 공간을 가지면서 디귿자 형상을 하고 있기 때문에 디귿자 형태의 제1 수용공간(25)이 형성된다.

상기 제1 물차폐체(20)의 밀폐된 내부 공간에는 방사선을 차단하기 위한 물이 충진된다. 상기 제1 물차폐체(20)는 처음부터 물이 충진된 상태로 존재할 수도 있지만, 물차폐체의 이동, 보관, 적층 등을 위해서 물을 넣거나 뺄 수 있도록 마련되는 것이 더 바람직하다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 물차폐체(20)의 상면 소정부분에는 물을 넣거나 뺄 수 있도록 충수구(23)가 마련된다. 그리고, 상기 충수구(23)는 소정 형상의 마개를 통해 개방되거나 폐쇄된다. 즉, 상기 제1 물차폐체(20)의 충수구(23)를 통해 물을 충진한 경우에는 마개를 통해 상기 충수구(23)를 막고, 이동을 위해 물을 빼고자 하는 경우에는 마개를 열어 상기 제1 물차폐체(20) 내의 물을 빼낸다.

상기에서 설명한 제1 물차폐체(20)는 상기 하부 블록이음틀(10)의 양 측면(15)양 측면(15)려놓여지고, 상기 제1 물차폐체(20)에 의해 형성된 제1 수용공간(25)에는 상기 제2 물차폐체가 결합된다. 상기 제1 물차폐에 의해 형성된 제1 수용공간(25)에 결합되는 제2 물차폐체(30)는 상기 하부 블록이음틀(10)의 중심면(13) 상에 올려놓여진 상태로 상기 제1 물차폐체(20)에 의해 형성된 제1 수용공간(25)에 결합된다.

상기 제1 수용공간(25) 내부로 결합되는 상기 제2 물차폐체는 상기 제1 물차폐체(20)와 분리가능하게 결합되거나 또는 일체형으로 고정결합될 수 있다.

상기 제2 물차폐체(30)는 상기 제1 물차폐체(20)와 형상에 있어서 동일하나 크기에 있어서는 더 작은 형태로 이루어진다.

즉, 상기 제2 물차폐체(30)는 평면상에서 볼 때 디귿자 형상을 가지면서 밀폐된 내부 공간을 가진다. 상기와 같이 밀폐된 내부 공간을 가지면서 디귿자 형상을 하고 있기 때문에 디귿자 형태의 제2 수용공간(35)이 형성된다.

상기 제2 물차폐체(30)의 밀폐된 내부 공간에는 방사선을 차단하기 위한 물이 충진된다. 상기 제2 물차폐체(30)는 처음부터 물이 충진된 상태로 존재할 수도 있지만, 물차폐체의 이동, 보관, 적층 등을 위해서 물을 넣거나 뺄 수 있도록 마련되는 것이 더 바람직하다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 물차폐체(30)의 상면 소정부분에는 물을 넣거나 뺄 수 있도록 충수구(33)가 마련된다. 그리고, 상기 충수구(33)는 소정 형상의 마개를 통해 개방되거나 폐쇄된다. 즉, 상기 제2 물차폐체(30)의 충수구(33)를 통해 물을 충진한 경우에는 마개를 통해 상기 충수구(33)를 막고, 이동을 위해 물을 빼고자 하는 경우에는 마개를 열어 상기 제2 물차폐체(30) 내의 물을 빼낸다.

상기에서 설명한 제2 물차폐체(30)는 상기 하부 블록이음틀(10)의 중심면(13) 상에 올려진 상태로 상기 제1 물차폐체(20)에 의하여 형성된 제1 수용공간(25) 내측과 결합되고, 상기 제2 물차폐체(30)에 의해 형성된 제2 수용공간(35) 내측에는 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)이 결합된다.

상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공간을 형성하는 육면체 형상을 하고 있고, 일면이 개방되어 있는 형상이다. 상기와 같이 일면을 개방하여 납차폐판(50)을 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40) 안으로 삽입한다.

상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)은 방사선을 차단하기 위해 납차폐판(50)을 수용하는 공간이다. 한편, 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40) 안으로 납차폐판(50)을 삽입하거나, 삽입된 납차폐판(50)을 쉽게 빼내기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)의 개방된 일면(43)에 반원의 오목부(45)를 형성시키는 것이 바람직하다.

즉, 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40) 안에 삽입된 납차폐판(50)은 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)의 개방된 일면(43)에 형성된 반원의 오목부(45)를 통해 소정 부분만큼이 외부에 노출되어 있기 때문에, 삽입된 납차폐판(50)을 쉽게 빼낼 수 있다.

한편, 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)에 납차폐판(50)을 쉽게 삽입하거나, 삽입된 납차폐판(50)을 쉽게 빼내기 위하여, 상기 납차폐판(50)의 소정부분에 손잡이로 사용할 수 있는 반원의 관통홀(53)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 납차폐판(50)을 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40) 안에 삽입한 상태에서 볼 때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)에 형성된 반원의 오목부(45)에 대응한 위치에 반원의 관통홀(53)을 형성한다.

상기 납차폐판(50) 삽입틀(40)에 삽입되는 납차폐판(50)은 방사선원에서 발생되는 방사선량에 따라 적어도 하나이면 무관하나, 물차폐체를 사용하여 일정한 양의 방사선을 사전에 차단할 수 있고 적당한 비용을 고려하여 볼 때 하나 또는 두개인 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 방사선 다중 차폐체(100)는 적층된 상태로 방사선원 주위에 설치할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 방사선 다중 차폐체(100)의 상부 블록이음틀(60) 상에 하부 블록이음틀(10), 제1 및 제2 물차폐체(30), 납차폐판(50) 삽입틀(40), 납차폐판(50), 상부 블록이음틀(60)로 구성되는 다른 방사선 다중 차폐체(100)를 적어도 하나 적층시켜 적층구조의 방사선 다중 차폐체(100)를 설치할 수 있다.

상기와 같은 방사선 다중 차폐체(100)를 적층시킨 구조를 방사선 발생 범위가 넓은 방사선원 주위에 설치함으로써 효과적으로 방사선을 차단할 수 있다.

일반적으로, 방사선 에너지가 1MeV인 감마선의 초기 방사능을 1/2로 줄이기 위해서는 물 9.8㎝, 납 0.86㎝인 반가층(HVL:Half Value Layer)이 필요하다. 그러나 본 고안에서는 물 20㎝, 납 0.86㎝인 3HVL을 사용하므로, 초기 방사능의 세기를 1/8로 줄일 수 있어 차폐 효과가 극대화된다.

즉, 초기 방사능을 I₀, 차폐체를 투과한 감마선의 강도를 I라고 하면, 아래 식에 따라 방사선 차폐 효과가 커진다.

I/I_O= (1/2)ⁿ= 1/8, n = 3(3HVL인 경우)

만약, 납차폐판(50)을 두겹으로 사용한다면 본 고안의 방사선 다중 차폐체(100)는 4 HVL을 사용하는 것이 되므로 초기 방사능의 세기를 1/16로 줄일 수 있는 효과를 가진다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 고안에 의하면, 계단이 많고 층별 구조를 가지는 원자력 발전소의 구조적 형태에 대응할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 고안의 방사선 다중 차폐체는 분리 및 적층이 가능하기 때문에 이동 및 적재가 편리하고 물을 충진하지 않은 상태에서 납차폐체와 제1 및 제2 물차폐체(30)를 분리하여 이동 및 보관할 수 장점이 있다.

또한, 본 고안의 방사선 다중 차폐체는 적층 설치가 가능하기 때문에 방사선원, 차폐 대상물 및 차폐 지역의 구조적 특성에 따라 차폐체를 다양하게 적층함으로써 방사선을 차폐할 수 있는 효과가 있다.

또한, 방사선원의 방사선량에 따라 제1 물차폐체(20)만 사용하거나 제1 및 제2 물차폐체(30)를 사용하거나 또는 제1 및 제2 물차폐체(30)와 납차폐체를 모두 사용할 수 있다. 이와 같이 선택적으로 방사선을 차폐할 수 있으므로 차폐 효율을 높일 수 있고, 다중 차폐를 통해 높은 방사선량을 차폐할 수 있어 안전관리 측면에서도 효율적인 장점이 있다.

Claims (6)

1. 중심면과 양측면이 일체로 형성되되, 중심면이 양측면보다 더 높도록 경사 단차가 진 하부 블록이음틀과;

   상기 양측면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제1 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지며 상면 소정부분에 충수구가 마련되는 제1 물차폐체와;

   상기 제1 수용공간 내측에 결합되어 상기 중심면 상에 올려놓여지되, 밀폐된 내부 공간을 형성하고 디귿자형의 제2 수용공간을 형성하도록 평면에서 볼 때 디귿자 형상을 가지며 상면 소정부분에 충수구가 마련되는 제2 물차폐체와;

   상기 제2 수용공간 내측에 결합되고 내부 공간을 형성하는 육면체 형상이되, 일면이 개방되어 있는 납차폐판 삽입틀과;

   상기 개방된 일면을 통하여 삽입되는 납차폐판과;

   상기 제1 및 제2 물차폐체 상면에 올려놓여지되, 상기 하부 블록이음틀과 동일 형상인 상부 블록이음틀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선 다중 차폐체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 물차폐체와 제2 물차폐체와 납차폐판 삽입틀은 분리 또는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선 다중차폐체.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 납차폐판 삽입틀의 개방된 일면에는 반원의 오목부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 다중 차폐체.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 납차폐판 삽입틀에 삽입된 납차폐판에는 상기 반원의 오목부와 대응되는 부분에 반원의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 다중 차폐체.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 납차폐판 삽입틀에 삽입되는 납차폐판은 하나 또는 두개인 것을 특징으로 하는 방사선 다중 차폐체.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 상부 블록이음틀 상에 상기 하부 블록이음틀, 제1 및 제2 물차폐체, 납차폐판 삽입틀, 납차폐판, 상부 블록이음틀로 구성되는 방사선 다중 차폐체가 적어도 하나 적층되는 것을 특징으로 하는 방사선 다중 차폐체.