KR20050029149A - 지진 예측 기능을 부가한 토양 매몰식 환경방사선감시시스템 - Google Patents

지진 예측 기능을 부가한 토양 매몰식 환경방사선감시시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경방사선 감시시스템의 기능을 원자력 이용에 따르는 환경오염을 감시하기 위한 당초 목적뿐만 아니라 지진의 예측에도 활용될 수 있도록 개량한 기술에 해당하며, 본 기술을 통하여 공간방사선량의 측정 뿐만 아니라 지진 예측 및 비오는 날을 포함하여 공간방사선량이 증가되는 경우 그 원인이 자연방사성핵종에 의한 영향 때문인지 인공방사성핵종에 의한 오염 때문인지를 실시간으로 판단할 수 있게 되었다.

Description

지진 예측 기능을 부가한 토양 매몰식 환경방사선 감시시스템 {A Buried Type Environmental Radiation Monitoring System with the Function of Forecast the Earthquake}
본 발명은 환경방사선 감시시스템의 기능을 원자력 이용에 따르는 환경오염을 감시하기 위한 당초 목적뿐만 아니라 지진의 예측에도 활용될 수 있도록 개량한 기술에 해당한다.
현재 국내에는 원자력의 이용에 따르는 환경오염을 감시하기 위한 목적으로 전 국토를 대상으로 총37개의 측정소로 구성된 '국가환경방사능자동감시망'이 운영되고 있으나, 감시망에서 사용하고 있는 공간방사선량 측정기는 비오는 날에 공간방사선량이 30%까지 높게 나타나는 이유를 실시간으로 밝혀낼 수 없을 뿐만 아니라, 공간방사선량의 측정이라는 고유의 기능만 부여되어 있을 뿐 지진에 의한 2차 피해를 예방하기 위한 지진 예측 기능이 없으며, 또한 방사선 검출부가 지상으로부터 약1m 높이에 설치되어 있으므로 오염원이 저 에너지의 감마선을 방출하는 핵종인 경우에는 오염의 정도를 감지하기가 쉽지 않으며 또한 계측기를 보호하기 위해 별도의 철제 구조물을 제작하여야 하는 번거로움이 따른다.
본 발명에서는, 전 국토를 측정 범위로 하여 현재 설치·운영되고 있는 환경방사선 감시시스템에 대하여 공간방사선량 측정이라는 고유의 기능 외에 ⅰ원자력시설을 포함한 건축 구조물에 치명적인 위해를 줄 수 있는 지진의 발생을 사전에 예측할 수 있는 기능, ⅱ비오는 날을 포함하여 공간방사선량이 증가되는 원인이 자연방사성핵종에 의한 것인지 인공방사성핵종에 의한 것인지를 실시간으로 분석할 수 있는 기능을 부가하는 것뿐만 아니라, ⅲ저 에너지의 감마선을 방출하는 인공방사성핵종이 토양에 흡수되더라도 오염의 정도를 예측할 수 있는 개량형의 환경방사선 감시시스템을 개발하는데 있으며, 이를 구현하기 위한 기술적 과제는 지진 예측을 위한 '단위계측기'가 지면에 묻힌 상태로 운전되어야 하며 또한 공간방사선량 측정값에서 감마선을 방출하는 라돈자핵종에 의한 기여 부분을 제거할 수 있어야 할뿐만 아니라, 수십개 내지 수백개의 '단위계측기'에서 측정한 정보를 인터넷 및 기타 통신망을 이용하여 실시간으로 사용자에게 전송 할 수 있어야 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, ⅰ지름 5cm 내지 50cm, 길이 10cm 내지 200cm 규격의 챔버 내부에 공간방사선량 측정이라는 본래의 기능 외에 라돈의 농도를 측정할 수 있는 기능이 부가된 '단위계측기'를 장착하는 단계, ⅱ계측기가 내장된 "ⅰ"의 챔버의 상단이 지면으로부터 1mm 내지 100cm 깊이가 되도록 하거나 또는 1mm 내지 200cm 높이가 되도록 챔버를 땅에 묻는 단계, ⅲ1개 내지 10,000개의 '단위계측기'를 TCP/IP 통신망을 이용하여 1개 내지 100대의 서버에 연결하는 단계, ⅳ'단위계측기'가 측정하고 연산한 값에 해당하는 '공간방사선량율', '라돈농도' 및 '유도방사선량율'을 현장에 출력하거나 RSC-232, RS-485 또는 TCP/IP 통신망을 이용하여 1분 내지 24시간의 범위 내에서 미리 설정된 시간 구간별로 누적 처리하여 현장에 설치된 디스플레이, 휴대형 프린터, 노트북 또는 서버에 전송하는 단계, 및 ⅴ사용자 요청시 인터넷 망에 연결된 사용자 PC를 통하여 실시간으로 측정결과를 받아볼 수 있는 단계로 구성된 시스템을 구축하였으며, '단위계측기'를 구성하는 알파선 검출용 반도체 쎈서로부터 측정된 라돈의 농도 측정값이 정상적인 측정값에 비해 5배 내지 100배 이상의 급격한 증가가 감지된 경우 해당지역에 지진이 발생할 가능성이 있다는 것을 예고할 수 있도록 프로그램에 설정할 수 있도록 하였으며, 또한 감마선 검출용 반도체 쎈서로부터 측정된 공간방사선량 측정값이 정상적인 측정값에 비해 10% 이상의 증가가 감지된 반면 알파선 검출용 반도체 쎈서를 통해 얻은 라돈의 농도 측정결과로부터 유도된 라돈 및 토론의 자핵종에서 방출한 감마선의 기여부분을 제거하여 계산된 유도방사선량은 정상적인 측정값에 비해 증가하지 않았다면 공간방사선량의 증가가 라돈 및 토론의 자핵종에 해당하는 자연방사성핵종에 의한 것이 아니라 인공방사성핵종에 의한 오염 때문이라는 것을 실시간으로 판단할 수 있도록 프로그램에 설정할 수 있도록 하였다.
본 발명을 기술적으로 구현하기 위한 실시 예는 다음과 같으며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 공간방사선량 측정에 필요한 감마선을 측정하기 위한 반도체검출기(11)와 라돈의 농도 측정에 필요한 알파선을 측정하기 위한 반도체검출기(12)를 1대의 측정기 회로에 함께 설계하여 '공간방사선량율'(μSv/h or mR/h)과 '라돈의 농도'(pCi/l or Bq/㎥)를 동시에 실시간으로 측정 및 연산할 수 있도록 하되, 감마선 측정용 반도체 검출기에서 측정된 전 에너지 영역(0.0~3.0MeV)의 감마선량 측정값에서 라돈 및 토론의 자핵종에 의해 유도된 감마선량을 제거한 값을 '유도방사선량율'(μSv/h or mR/h)로 하되, 연산에 필요한 환산인자(A,B) 및 가중인자는 표준조사, 실험 또는 계산을 통해 구할 수 있다. 감마선 측정값에서 라돈자핵종의 기여부분을 계산하기 위한 가중인자는 O.35MeV의 감마선을 측정하기 위해 미리 설정한 에너지 구간에서의 측정값에 O.35MeV의 감마선 방출율에 대한 라돈자핵종 전체의 감마선 방출율의 비(158/36.7)에 해당하는 값으로써 계산결과는 4.30에 해당한다.
감마선량에 기여하는 라돈자핵종들의 감마선에너지 및 방출율
구 분 에너지(MeV) 방출율(%)
우라늄계열 Pb-214 0.0530.2420.2950.352 2.27.618.936.7
Bi-214 0.6090.7681.1201.2381.7652.204 46.14.9155.915.84.9
토륨계열 Pb-212 0.2390.300 433.3
Tl-208 0.2770.5110.5830.8602.614 6.8228612100
'단위계측기'의 검출부는 감마선 및 알파선을 측정하기 위한 P·N 접합형 반도체검출기(111,121)가 내장된 챔버(114,124)로 구성하되, 감마선을 측정하기 위한 챔버(그림A)는 밀폐된 구조로 설계하였으며(113), 알파선을 측정하기 위한 챔버(그림B)는 지름 30mm 내지 50mm, 길이 10mm 내지 50mm의 원통형 구조(124)이면서, 한쪽 면에는 1mm 내지 20mm 지름의 기공을 1개 내지 100개 뚫은 후(123) 유리섬유, 셀룰로오스, 테프론 등 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 재질의 필터를 부착하여 공기중의 라돈은 확산을 통하여 챔버 내부로 들어갈 수 있으나 라돈자핵종 및 강한 빛은 통과할 수 없는 구조로 설계하였다.
한 개의 측정회로에 두개의 검출회로를 도입하는 경우 두개의 검출회로에서 동시에 발생한 전기신호를 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 제거하는 방식으로 전기잡음에 의한 백그라운드를 감소시킬 수 있으므로, 본 발명에서는 공간방사선량 및 라돈의 농도를 측정하기 위한 두 개의 P·N 접합형 반도체검출기에서 동시에 감지된 신호를 선별할 수 있도록 전자회로를 구성한 후 동시에 감지된 신호를 전기잡음에 의한 백그라운드로 처리하여 측정 정밀도를 높일 수 있도록 하였다. 본 발명에서는 위에서 설명한 검출부 외에 검출부에서 발생한 미세전류를 신호처리가 가능한 전압(200~500mV)으로 증폭시키기 위한 증폭기(21,22), 증폭기를 거쳐 나온 펄스상태의 신호 중에서 두개의 챔버에서 동시에 발생한 전기잡음 외에 미리 설정된 값(50~300mV) 이하에 해당하는 전기잡음을 제거시키기 위한 필터(31,32), 신호처리 및 연산을 수행하기 위한 마이크로프로세서(50), 및 측정결과를 내·외장 디스플레이(61,200), 외장프린터 및 PC로 출력하거나(300), 또는 인터넷 망을 이용하여 서버(510)로 전송하기 위한 출력 단자(71,72,73)로 구성되어 있다.
원자력의 이용에 따라 발생할 가능성이 있는 환경오염의 감시를 위해 현재 운영되고 있는 환경방사선 감시시스템을 개량하여 기존의 시스템으로는 감지가 어려웠던 비오는 날 공간방사선량의 증가 원인이 인공방사성핵종에 의한 오염인지 아니면 자연방사성핵종에 의한 영향 때문인지를 실시간으로 밝혀낼 수 있게 되었을 뿐만 아니라, 환경방사선 감시시스템을 지진의 예측에도 활용할 수 있도록 하여 지진의 발생이 2차 대형사고로 진행되는 것을 막을 수 있게 되었으며 또한 저 에너지의 감마선을 방출하는 인공방사성핵종에 의한 환경오염을 비교적 정확하게 감시할 수 있게 되었다.
도1은 현재 국내에서 운영 중에 있는 전 국토를 대상으로 하는 '국가환경방사능자동감시망'의 지방측정소 위치를 나타낸 그림
도2는 지방측정소에 설치된 공간방사선량을 측정하기 위한 구조물의 사진
도3은 기존에 설치된 공간방사선 측정시설(그림A)과 본 발명에서 제시한 공간방사선 측정시설(그림B)을 비교하여 설명하기 위한 그림
도4는 "도3"의 "그림B"에 해당하는 '단위계측기'가 내장된 챔버를 확대하여 나타낸 그림으로써, 챔버의 상부는 플랜지 형태로 하였으며 하부는 그믈망 형태로 설계하여 기체를 제외한 고체상의 물질이 챔버 내부로 들어오지 못하도록 하였다.
도5는 본 발명에 해당하는 시스템의 전체 구성도로써, '단위계측기'가 측정하고 연산한 결과를 현장에서 출력하거나 인터넷 망을 이용하여 실시간으로 감시하는 원리를 설명하기 위한 그림
도6은 '단위계측기'에서 '공간방사선량율' 및 '라돈농도'를 각각 측정하기 위한 쎈서 부분을 나타낸 그림

Claims (3)

  1. 지진 예측 기능을 포함하는 개량형의 환경방사선 감시시스템에 있어서,
    ⅰ지름 5cm 내지 50cm, 길이 10cm 내지 200cm 규격의 챔버 내부에 공간방사선량 측정이라는 본래의 기능 외에 라돈의 농도를 측정할 수 있는 기능이 부가된 '단위계측기'를 장착하는 단계, ⅱ계측기가 내장된 "ⅰ"의 챔버의 상단이 지면으로부터 1mm 내지 100cm 깊이가 되도록 하거나 또는 1mm 내지 200cm 높이가 되도록 챔버를 땅에 묻는 단계, ⅲ1개 내지 10,000개의 '단위계측기'를 TCP/IP 통신망을 이용하여 1개 내지 100대의 서버에 연결하는 단계, ⅳ'단위계측기'가 측정하고 연산한 값을 현장에 출력하거나 RSC-232, RS-485 또는 TCP/IP 통신망을 이용하여 1분 내지 24시간의 범위 내에서 미리 설정된 시간 구간별로 누적 처리하여 현장에 설치된 디스플레이, 휴대형 프린터, 노트북 또는 서버에 전송하는 단계, 및 ⅴ사용자 요청시 인터넷 망에 연결된 사용자 PC를 통하여 실시간으로 측정결과를 받아볼 수 있는 단계를 특징으로 하는, 개량된 환경방사선 감시시스템
  2. 제1항에서, '단위계측기'를 구성하는 알파선 검출용 반도체 쎈서로부터 측정된 라돈의 농도 측정값이 정상적인 측정값에 비해 5배 내지 100배 이상의 급격한 증가가 감지된 경우 해당지역에 지진이 발생할 가능성이 있다는 것을 예고하는 것을 특징으로 하는, 개량된 환경방사선 감시시스템
  3. 제1항에서, '단위계측기'의 감마선 검출용 반도체 쎈서로부터 측정된 공간방사선량 측정값이 정상적인 측정값에 비해 10% 이상의 선량 증가가 감지된 경우 알파선 검출용 반도체 쎈서를 통해 얻은 라돈의 농도 측정결과로부터 유도된 라돈 및 토론의 자핵종에서 방출한 감마선의 기여부분을 제거하여 계산된 유도방사선량이 정상적인 측정값에 비해 증가하지 않았다면 공간방사선량의 증가가 자연방사성핵종에 의한 영향 때문이 아니라 인공방사성핵종에 의한 오염 때문이라는 것을 실시간으로 판단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 개량된 환경방사선 감시시스템
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015141043A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 国立研究開発法人海上技術安全研究所 放射性物質分布測定装置及び放射性物質分布測定方法
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100978839B1 (ko) * 2009-09-09 2010-08-30 한국지질자원연구원 토양 라돈가스 채취방법 및 이에 사용되는 장치
KR101054361B1 (ko) 2011-04-20 2011-08-05 한국지질자원연구원 지하수 시추공을 이용한 라돈 직접 전달 방식의 라돈 실시간 모니터링 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59111081A (ja) 1982-12-17 1984-06-27 Shintaro Kamisaka 地震予知装置
JP2000180559A (ja) 1998-12-17 2000-06-30 Masatada Hata 地殻活動監視装置
KR20040024208A (ko) * 2002-09-13 2004-03-20 한일원자력(주) 개량된 환경방사선 모니터링시스템
KR20040097081A (ko) * 2004-10-25 2004-11-17 박영웅 다목적 환경방사선 측정방법 및 이를 이용한 휴대형환경방사선 측정기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015141043A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 国立研究開発法人海上技術安全研究所 放射性物質分布測定装置及び放射性物質分布測定方法
US10921465B2 (en) 2014-07-11 2021-02-16 Airthings As Radon monitor

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