KR20160062257A - 방사능 오염 유무 확인을 위한 총 감마방사능 측정장치 및 방법 - Google Patents
방사능 오염 유무 확인을 위한 총 감마방사능 측정장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 방사능 오염 유무 확인을 위하여 폐기물에서 발생된 총 감마방사능의 측정장치와 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 측정장치는, 방사능 차폐가 가능한 육면체의 함체 구조의 측정챔버(110)와; 상기 측정챔버(110) 내의 각 평면에 마련되는 최소한 하나 이상의 NaI섬광검출기(120)로 구성된 NaI섬광검출기 모듈과; 상기 측정챔버(110) 내의 각 평면에 마련되는 최소한 두 개 이상의 플라스틱섬광검출기(130)로 구성된 플라스틱섬광검출기 모듈과; 상기 NaI섬광검출기 모듈과 상기 플라스틱섬광검출기 모듈에서 검출된 신호를 수신하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하게 되는 분석부;를 포함한다.
Description
본 발명은 방사능 오염 유무 확인을 위하여 폐기물에서 발생된 총 감마방사능의 측정장치와 그 방법에 관한 것이다.
원자력발전소 방사선관리구역에서 발생되는 폐기물 중 표면오염도와 감마방사선량률이 제한치 이내인 경우에는 규제기관으로부터 승인을 받아 일반폐기물로 처리할 수 있다. 따라서 제한치 이내임을 입증하기 위해 발생된 모든 폐기물에 대해 알파베타 표면 오염도, 핵종별 방사능 양 및 선량률 등을 측정하고 있다.
그러나 알파베타 표면오염도 측정시 휴대용 검사장비(도 1 참고)를 이용하여 수동검사를 수행하고 있으나, 폐기물 내에 존재하는 매우 작은 고방사성입자(Hot spot) 탐색이 누락될 수 있다.
이러한 단점을 해결하기 고효율 플라스틱섬광검출기를 채용한 박스형태의 측정장치 등이 개발되어 있다. 이러한 측정장치는 감마방사능에 대한 측정효율이 뛰어난 대면적 플라스틱검출기를 이용하여 단시간에 방사능을 측정할 수 있으나, 감마핵종에 따라서 방출하는 에너지가 다르고 그에 따른 검출효율이 다르기 때문에 검출기 특성상 감마핵종 분석이 거의 불가능하여 정확한 효율적용을 할 수가 없다.
등록특허공보 제10-1285824호(공고일자: 2013.07.12)
공개특허공보 제10-2009-0032244호(공개일자: 2009.04.01)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 방사선관리구역에서 발생되는 폐기물 중 일반 폐기물로 처리가 가능한 정도로 낮은 방사성폐기물을 일반 환경으로 반출 전에 최종 방사능오염유무를 확인할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 총 감마방사능 측정장치(이하, "측정장치"로도 약칭함)는, 방사능 차폐가 가능한 육면체의 함체 구조의 측정챔버와; 상기 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 하나 이상의 NaI섬광검출기로 구성된 NaI섬광검출기 모듈과; 상기 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 두 개 이상의 플라스틱섬광검출기로 구성된 플라스틱섬광검출기 모듈과; 상기 NaI섬광검출기 모듈과 상기 플라스틱섬광검출기 모듈에서 검출된 신호를 수신하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하게 되는 분석부;를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 NaI섬광검출기 모듈의 각 NaI섬광검출기는 상기 측정챔버 내부의 각 평면의 중앙에 배치됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 플라스틱섬광검출기 모듈의 각 플라스틱섬광검출기는 상기 측정챔버 내부의 각 평면에 NaI섬광검출기를 중심으로 하여 각 코너에 배치됨을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 측정챔버 내부의 평면에 배치되는 상기 NaI섬광검출기와 상기 플라스틱섬광검출기의 숫자와 위치는 각 평면이 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 총 감마방사능 측정장치를 이용한 폐기물의 총 감마방사능의 측정방법에 있어서, 상기 분석부는 상기 NaI섬광검출기 모듈로부터 폐기물의 각 핵종분석결과를 산출하고 상기 플라스틱섬광검출기 모듈로부터 총 계수율을 산출하되, 특정 감마핵종에 대한 분율을 계산하여 플라스틱섬광검출기 모듈의 측정효율을 보정하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 총 감마방사능 측정장치 및 방법은, 휴대용 알파베타 표면오염도 측정기를 이용한 수동측정방법을 대체하고 감마핵종 분석을 동시에 수행하여 그 결과를 총 감마방사능 측정결과에 적용함으로써 폐기물 측정결과에 대한 신뢰성 확보할 수 있으며, 특히 방사선 관리구역내에서 발생된 폐기물을 일반폐기물로 처리하기 전에 최종 방사능 존재 여부의 신속하고 정확한 평가가 가능하여 방사능 물질의 일반환경으로 반출을 사전에 차단할 수 있다.
도 1은 휴대용 표면오염도 측정장치를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 측정챔버의 전개된 상태를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 측정챔버의 전개된 상태를 보여주는 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에"또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 방사선관리구역에서 발생되는 폐기물 중에서 일반 폐기물로 처리가 가능한 정도로 낮은 방사성폐기물의 최종 방사능오염 유무를 신속하고 정확하게 판정하기 위하여 신속한 측정과 미세한 고방사성입자 탐색을 위한 대면적의 플라스틱섬광검출기와, 정확한 핵종판별과 효율적용을 위하여 NaI섬광검출기를 활용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 측정장치는, 방사능 차폐가 가능한 육면체의 함체 구조의 측정챔버와; 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 하나 이상의 NaI섬광검출기로 구성된 NaI섬광검출기 모듈과; 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 두 개 이상의 플라스틱섬광검출기로 구성된 플라스틱섬광검출기 모듈과; NaI섬광검출기 모듈과 플라스틱섬광검출기 모듈에서 검출된 신호를 수신하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하게 되는 분석부;를 포함한다.
도 2를 참고하면, 측정챔버(110)는 전체적으로 육면체의 함체 구조를 갖고 납과 같은 방사능 차폐부재에 의해 외부와 차폐가 이루어져 백그라운드에 의한 영향을 최소화한다. 구체적으로, 측정챔버는 50㎜ 두께의 납으로 차폐가 이루어지며, 챔버의 크기는 폐기물 부피를 고려하여 1.2m×1.2m×1.2m로 제작된다.
측정챔버(110) 내부의 각 평면에는 NaI섬광검출기와 플라스틱섬광검출기로 구성된 검출모듈이 배치되어 측정챔버(110) 내부의 폐기물에서 발생된 감마선의 측정이 이루어진다.
바람직하게는, NaI섬광검출기(120)는 측정챔버(110) 내부의 각 평면 중앙에 최소한 1개씩 배치되어 총 6개의 NaI섬광검출기(120)가 측정챔버(110) 내에 구비되며, 각 검출기에서 수집된 감마선을 에너지별로 구분하여 각 주요 감마선에너지에 따른 핵종의 판별이 이루어질 수 있다.
플라스틱섬광검출기(130)는 폐기물에서 발생된 총 감마방사능을 측정하며, 불감지역을 최소화하기 위하여 측정챔버의 각 평면 크기의 70% 이상을 커버할 수 있는 크기를 갖는 것이 바람직하다.
플라스틱섬광검출기(130)는 감마선에 대한 측정효율은 높으나, 핵종을 구별할 수 있는 능력(에너지 분해능)이 나쁘기 때문에 단순하게 검출기에 입사되는 감마선의 갯수를 카운트하게 되며, 일정 폐기물 부피 내에서 방사능 분포를 세분화하기 위하여 측정챔버의 각 평면에 4개씩 위치하여 총 24개의 플라스틱섬광검출기(130)가 구비된다.
분석부는 NaI섬광검출기 모듈과 플라스틱섬광검출기 모듈에서 검출된 신호를 수신하여 측정챔버(110) 내부의 폐기물의 총 감마방사능 산출이 이루어진다.
구체적으로, 분석부는 NaI섬광검출기 모듈로부터 폐기물의 각 핵종분석결과를 산출하고 플라스틱섬광검출기 모듈로부터 총 계수율을 산출하게 되며, 특히 특정 감마핵종에 대한 분율을 계산하여 플라스틱섬광검출기 모듈의 측정효율을 보정하여 폐기물의 총 감마방사능의 산출이 이루어진다.
이와 같이 구성된 감마방사능 측정장치는 대상 폐기물을 측정챔버(110) 내에 위치시키면 폐기물에서 발생된 감마선이 동시에 플라스틱섬광검출기(130)와 NaI검출기(120)에 입사되어 계측이 시작된다. 측정채널을 2채널로 구성하여 각 핵종분석결과와 총 계수율 결과가 저장된다. 이때 NaI섬광검출기 채널에서 판별된 특정 감마핵종에 대한 플라스틱섬광검출기의 측정효율이 플라스틱섬광검출기 채널결과에 적용되어 총 감마 방사능을 평가하게 된다.
또한 NaI섬광검출기 채널결과 2개 이상의 감마핵종이 판별되는 경우에는 총 계수율에서 각 핵종의 분율을 계산하여 플라스틱섬광검출기 채널의 총 감마방사능 평가결과에 적용되어 핵종별 방사능 양을 평가하게 된다. 따라서 평가된 방사능결과와 제한치를 비교하여 최종 오염 유/무를 용이하게 확인할 수가 있다.
한편 본 발명의 측정장치의 교정 시에서는 대상 폐기물의 주요 감마핵종을 선별하여 선별된 감마선원을 측정챔버 내에 위치시킨 후에 측정을 수행하여 각 핵종에 대한 효율을 저장한다. 이와 같이 저장된 측정효율은 NaI섬광검출기에서 분석된 감마핵종과 1대1일 매칭하여 플라스틱섬광검출기에서 측정된 계수율에 적용하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 측정챔버
120 : NaI섬광검출기
130 : 플라스틱섬광검출기
130 : 플라스틱섬광검출기
Claims (5)
- 방사능 차폐가 가능한 육면체의 함체 구조의 측정챔버와;
상기 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 하나 이상의 NaI섬광검출기로 구성된 NaI섬광검출기 모듈과;
상기 측정챔버 내의 각 평면에 마련되는 최소한 두 개 이상의 플라스틱섬광검출기로 구성된 플라스틱섬광검출기 모듈과;
상기 NaI섬광검출기 모듈과 상기 플라스틱섬광검출기 모듈에서 검출된 신호를 수신하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하게 되는 분석부;를 포함하는 방사능 오염 유무 확인을 위한 총 감마방사능 측정장치. - 제1항에 있어서, 상기 NaI섬광검출기 모듈의 각 NaI섬광검출기는 상기 측정챔버 내부의 각 평면의 중앙에 배치됨을 특징으로 하는 총 감마방사능 측정장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라스틱섬광검출기 모듈의 각 플라스틱섬광검출기는 상기 측정챔버 내부의 각 평면에 NaI섬광검출기를 중심으로 하여 각 코너에 배치됨을 특징으로 하는 총 감마방사능 측정장치.
- 제3항에 있어서, 상기 측정챔버 내부의 평면에 배치되는 상기 NaI섬광검출기와 상기 플라스틱섬광검출기의 숫자와 위치는 각 평면이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 총 감마방사능 측정장치.
- 제1항의 총 감마방사능 측정장치를 이용한 폐기물의 총 감마방사능의 측정방법에 있어서,
상기 분석부는 상기 NaI섬광검출기 모듈로부터 폐기물의 각 핵종분석결과를 산출하고 상기 플라스틱섬광검출기 모듈로부터 총 계수율을 산출하되, 특정 감마핵종에 대한 분율을 계산하여 플라스틱섬광검출기 모듈의 측정효율을 보정하여 폐기물의 총 감마방사능을 산출하는 것을 특징으로 하는 총 감마방사능 측정방법.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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