KR20210004119A - 방사선 측정 장치 및 이를 이용한 방사성 오염도 측정 방법 - Google Patents

방사선 측정 장치 및 이를 이용한 방사성 오염도 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선 측정 장치 및 이를 이용한 배관 및 탱크의 깊이별로 오염 분포를 정량 측정 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 측정할 수 있는 측정 유닛; 상기 측정 유닛이 상기 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염분포를 측정할 수 있도록 상기 측정 유닛을 이동시키는 이송 장치를 포함하고, 상기 측정 유닛은, 상기 측정 대상 시설의 내부의 방사선을 검출하는 감지부를 포함하는 방사선 계측기; 및 상기 방사선 계측기가 상기 방사선에 노출되지 않도록 상기 방사선 계측기를 둘러싸되, 상기 방사선 계측기의 상기 감지부로 유입되는 상기 방사선은 상기 감지부에 노출시키도록 구성되는 차폐체를 포함하는 방사선 측정 장치가 제공될 수 있다.

Description

방사선 측정 장치 및 이를 이용한 방사성 오염도 측정 방법{DEVICE MEASURING RADIATION AND METHOD OF MEASURING RADIOACTIVE CONTAMINATION USING THE SAME}
본 발명은 방사선 측정 장치 및 이를 이용한 방사성 오염도 측정 방법 발명이다.
방사성물질로 오염된 대상물에 오염도를 측정하는 방사선 측정은, 원자력 시설이나 의료 시설 등과 같은 분야뿐 아니라, 공항, 항만 등을 출입하는 화물에서도 이루어지는 등 다양한 분야에서 널리 이루어지고 있다. 특히 원자력시설의 해체 과정에서 다양한 해체 대상물은 방사성 물질에 오염될 수 있으며, 특성평가를 통해 오염도를 측정하여야 한다.
이러한 해체 대상물 중 오염된 배관 및 탱크의 내부에 사람이 직접 접근하여 방사능을 측정하기 어렵고, 외부에서 측정하는 경우 오염된 배관 및 탱크의 두께가 두꺼워서 방사능 감쇠로 인해 측정 오차가 증가할 수 있다. 또한 종래의 기술은 배관 및 탱크 내부의 알파, 베타, 감마 표면오염도 측정을 목적으로 하거나, 검출기가 소형으로 제작되어 표면 선량률을 측정하였었다. 이러한 대형 배관 및 탱크 등의 깊이에 따른 오염분포를 측정하기 위해서는 측정시스템을 배관 내부로 이송해야 한다. 하지만 종래의 기술은 구동바퀴가 구비된 방사능 측정시스템을 배관 및 탱크의 내부로 이동시키기 때문에 구동바퀴가 직접 오염부위와 접촉하여 배관 및 탱크의 내부로부터 오염이 전이될 우려가 있다. 이러한 오염의 전이로 인하여 배관 및 탱크 내부 방사능 측정 결과에 간섭이 일어나고, 정확한 오염분포 측정에 기술적 한계가 있었다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 배관 및 탱크 등의 대형기기 내부의 방사성 오염을 깊이 별로 정확하게 측정할 수 있는 방사선 측정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 배관 및 탱크 등의 대형기기 내부로부터 측정시스템이 오염되는 것을 방지하면서 깊이 별 오염분포를 측정할 수 있는 방사선 측정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 방사성 오염도를 측정하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 측정할 수 있는 측정 유닛; 및 상기 측정 유닛이 상기 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염분포를 측정할 수 있도록 상기 측정 유닛을 이동시키는 이송 장치를 포함하고, 상기 측정 유닛은, 상기 측정 대상 시설의 내부의 방사선을 검출하는 감지부를 포함하는 방사선 계측기; 및 상기 방사선 계측기가 상기 방사선에 노출되지 않도록 상기 방사선 계측기를 둘러싸되, 상기 방사선 계측기의 상기 감지부로 유입되는 상기 방사선은 상기 감지부에 노출시키도록 구성되는 차폐체를 포함하는, 방사선 측정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배관 및 탱크 등의 대형기기 내부의 깊이별 오염분포와 핵종별 비방사능을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관 및 탱크 등의 대형기기 내부로부터 측정시스템이 오염되는 것을 방지하면서 깊이별 오염분포를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 측정 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 1의 측정 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 이송 장치의 사시도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 이송 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염도 측정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 FOV 산출 단계의 참고도면이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '유입', '공급', '유동', '결합'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 유입, 공급, 유동, 결합될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 상부, 하부 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 한편 본 명세서의, 종 방향은 도 1의 z축 방향일 수 있으며, 횡 방향은 도 1의 z축과 수직인 방향일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
이하, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치(1)는 방사성 물질에 오염되어 방사성 오염도 측정이 필요한 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 측정할 수 있다. 이러한 측정 대상 시설은 원자력시설일 수 있으며, 예를 들어, 내부의 방사성 오염도 측정이 어려운 배관 및 탱크일 수 있다. 이러한 방사선 측정 장치(1)는 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 위치에 따라 측정할 수 있다. 또한, 방사선 측정 장치(1)는 측정 유닛(100) 및 이송 장치(200)를 포함한다.
도 2 및 3을 참조하면, 측정 유닛(100)은 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)은 방사선을 감지하거나 그 양을 측정할 수 있다. 이러한 측정 유닛(100)은 후술할 이송 장치(200)에 의하여 측정 대상 시설 내부에서 일 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 배관 및 탱크의 내부에서 이송 장치(200)에 의하여 깊이 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)은 측정 유닛(100)으로부터 측정 대상 시설까지 거리 및 측정 대상 시설 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 이러한 측정 유닛(100)은 방사선 계측기(110), 차폐체(120), 거리측정기(130), 영상촬영부(140), 레버(150), 제어부(160), 및 측정 유닛 바디(170)를 포함할 수 있다.
방사선 계측기(110)는 측정 대상 시설 내부의 방사선을 검출할 수 있다. 예를 들어, 이러한 방사선 계측기(110)는 감마선의 에너지를 구분하는 성능의 척도인 에너지 분해능이 우수한 CZT(Cadmium Zinc Telluride) 검출기가 사용될 수 있다.
또한, 방사선 계측기(110)는 측정 대상 시설의 내부로 진입하기 위하여 소정의 크기로 제작될 수 있다. 예를 들어, 방사선 계측기(110)는 작은 크기로 높은 측정효율을 얻기 위하여 부피가 2.5cm x 2.5cm x 6.5cm 크기인 CZT 검출기일 수 있다. 이러한 방사선 계측기(110)는 차폐체(120) 내부에 배치될 수 있으며, 차폐체(120)의 내부에서 차폐체(120)와 연결될 수 있다. 또한, 방사선 계측기(110)는 신호처리부(112)에서 생성된 계측 신호를 전송하기 위하여, 케이블(미도시)과 연결될 수 있다. 이러한 방사선 계측기(110)는 제어부(160)에 의하여 회전하도록 제어되는 차폐체(120)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 예를 들어, 차폐체(120)가 측정 대상 시설의 내부의 바닥면을 향하도록 회전될 때, 방사선 계측기(110)는 차폐체(120)의 회전에 대응되도록 회전하여 측정 대상 시설의 내부의 바닥면을 향할 수 있다. 이러한 방사선 계측기(110)는 감지부(111) 및 신호처리부(112)를 포함할 수 있다.
이러한 방사선 계측기(110)는 감마선과 같은 방사선을 감지하기 위한 감지부(111)를 포함할 수 있다. 또한, 방사선 계측기(110)는 감지부(111)가 노출되도록 차폐체(120)에 둘러싸일 수 있다. 이러한 방사선 계측기(110)는 감지부(111)를 소정 방향으로 노출시킬 수 있고, 감지부(111)가 노출되는 방향으로 입사하는 방사선을 검출할 수 있다. 감지부(111)가 노출되는 방향은 차폐체(120)가 회전됨으로써 달라질 수 있다. 예를 들어, 감지부(111)는 방사선 계측기(110)가 측정 대상 시설의 내부의 측면을 향할 때, 측정 대상 시설의 내부의 측면의 방사선을 검출할 수 있다. 또한, 방사선 계측기(110)가 측정 대상 시설의 내부의 바닥면을 향할 때, 측정 대상 시설의 내부의 바닥면의 방사선을 검출할 수 있다.
신호처리부(미도시)는 감지부(111)에서 방사능에 의해 생성된 계측 신호를 증폭 및 성형하여 외부 통신장비(미도시)에서 처리하도록 할 수 있다. 이러한 신호처리부에서 처리된 계측 신호는 케이블을 통하여 외부 통신장비로 전송되어 원격으로 측정될 수 있다.
차폐체(120)는 측정 대상 시설의 내부에서 방출되어 방사선 계측기(110)로 유입되는 방사선의 일부를 차폐할 수 있다. 다시 말해, 차폐체(120)는 감지부(111)가 방사선을 감지할 수 있도록 측정 대상 시설의 내부의 방사선을 감지부(111)에 노출시키고, 감지부(111)를 제외한 방사선 계측기(110)로 유입되는 방사선은 차폐할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 차폐체(120)의 일면에는 방사선이 감지부(111)로 유입될 수 있도록 개방 홀(121)이 형성될 수 있다. 또한, 개방 홀(121)의 크기는 감지부(111)의 크기에 대응되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 개방 홀(121)의 크기는 2cm x 2cm일 수 있다. 이러한 차폐체(120)의 개방 홀(121)이 형성된 일면을 제외한 나머지 일면에는 케이블이 연결될 수 있으며, 케이블은 차폐체(120)를 관통하여 방사선 계측기(110)와 연결될 수 있다. 또한, 차폐체(120)는 제어부(160)에 의하여 회전 가능하도록 제어되어, 방사선 계측기(110)가 측정 대상 시설의 내부에서 다양한 각도로 방사선을 검출하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 차폐체(120)가 종 방향으로 회전할 때, 차폐체(120)에 지지된 방사선 계측기(110)도 차폐체(120)의 회전에 대응하여 종 방향으로 회전할 수 있다. 다시 말해, 차폐체(120)와 이에 지지되는 방사선 계측기(110)는 횡 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 차폐체(120)의 두께는 Cs-137 및 Co-60의 투과율을 고려하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 차폐체(120)의 두께가 1 cm 이상 2.5cm 이하일 때, Cs-137의 투과율은 30% 이상 5% 이하이고, Co-60의 투과율은 62%이상 28% 미만일 수 있다. 이러한 차폐체(120)는 두께가 증가할수록 차폐 성능은 향상되지만 하중이 커질 수 있으므로, 차폐 성능을 고려한 차폐체(120)의 무게는 5kg 이상 10kg 이하일 수 있다. 이와 같은 차폐체(120)의 두께와 하중은 계측 환경 및 대상에 따라서 유동적으로 적용할 수 있다. 또한, 차폐체(120)는 측정 유닛 바디(170)와 연결될 수 있다.
거리측정기(130)는 측정 유닛(100)으로부터 측정 대상 시설의 내부의 측면 및 바닥면과의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 거리측정기(130)는 거리 측정을 위하여 레이저를 사용할 수 있다. 다시 말해, 거리측정기(130)는 발사된 레이저가 다시 거리측정기(130)로 돌아오는 시간을 측정하여 거리측정기(130)와 레이저가 닿는 표면까지의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 거리측정기(130)로부터 측정된 거리를 통하여, 측정 대상 시설의 내부에 진입한 측정 유닛(100)의 위치를 알 수 있다. 또한, 거리측정기(130)는 제1 거리 측정기(131) 및 제2 거리 측정기(132)를 포함할 수 있다. 이러한 거리측정기(130)는 측정 유닛 바디(170)와 연결될 수 있다.
제1 거리 측정기(131)는 제1 거리 측정기(131)로부터 측정 대상 시설의 내부의 측면까지의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 제1 거리 측정기(131)에 의하여 측정된 제1 거리 측정기(131)로부터 측정 대상 시설의 내부의 측면까지의 거리는 후술할 FOV(Field Of View)를 산출하는데 이용될 수 있다.
제2 거리 측정기(132)는 제2 거리 측정기(132)로부터 측정 대상 시설의 내부의 바닥면까지의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 제2 거리 측정기(132)에 의하여 측정된 제2 거리 측정기(132)로부터 측정 대상 시설의 내부의 바닥면까지의 거리는 측정 대상 시설의 내부의 깊이에 따른 오염도 분석에 이용될 수 있다.
영상촬영부(140)는 측정 대상 시설의 내부의 미세먼지 등의 오염물질을 촬영할 수 있으며, 측정 대상 시설의 내부의 장애물 유무를 판단할 수 있다. 이러한 영상촬영부(140)는 측정 유닛 바디(170)와 연결될 수 있다. 또한, 영상촬영부(140)는 측정 유닛 바디(170)에 의해 측정 대상 시설의 내부에서 승, 하강할 수 있다. 또한, 영상촬영부(140)는 촬영부(141) 및 라이트부(142)를 포함할 수 있다.
촬영부(141)는 측정 대상 시설의 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 라이트부(142)는 촬영부(141)의 촬영을 보조하기 위하여 빛을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 라이트부(142)는 고휘도의 LED일 수 있다.
레버(150)는 차폐체(120)의 회전 각도를 조절할 수 있다. 다시 말해, 사용자는 레버(150)를 이용하여 수동으로 차폐체(120)의 회전 각도를 조절할 수 있다.
제어부(160)는 차폐체(120)의 회전 각도 및 자세가 조절되도록 레버(150)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(160)는 레버(150)를 통하여 차폐체(120)의 개방 홀(121)이 향하는 방향을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 센서 등의 측정장치 및 메모리에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
측정 유닛 바디(170)는 방사선 계측기(110), 차폐체(120), 거리측정기(130), 영상촬영부(140), 레버(150) 및 제어부(160)를 지지할 수 있다. 또한, 측정 유닛 바디(170)는 후술할 이송 장치(200)와 연결되는 바디 연결부(171)가 제공될 수 있다. 다시 말해, 바디 연결부(171)가 이송 장치(200)와 연결되어, 측정 유닛(100)은 이송 장치(200)를 통하여 일 방향으로 이동할 수 있다.
도 4를 더 참조하면, 이송 장치(200)는 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설 내부에 진입시키기 위해 측정 유닛(100)을 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 이송 장치(200)는 지지체(210), 구동부(220), 연결부(230), 및 컨트롤러(240)을 포함할 수 있다.
지지체(210)는 구동부(220), 연결부(230), 컨트롤러(240) 및 측정 유닛(100)을 지지할 수 있다. 이러한 지지체(210)는 삼각대의 형상일 수 있다. 또한, 지지체(210)는 구동부(220)와 연결될 수 있다.
구동부(220)는 동력을 이용하여 연결부(230)의 길이가 조절되도록 구동될 수 있다. 다시 말해, 구동부(220)에 의하여 연결부(230)의 길이가 조절되도록 구동될 수 있으며, 연결부(230)와 연결된 측정 유닛(100)의 위치가 조절되도록 구동될 수 있다. 이러한 구동부(220)는 모터일 수 있다.
연결부(230)는 길이 조절 가능하도록 구성되며 측정 유닛(100)을 지지하여, 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 내부로 이송시킬 수 있다. 이러한 연결부(230)의 일측은 구동부(220)와 연결되고, 연결부(230)의 타측은 측정 유닛(100)의 바디 연결부(171)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결부(230)는 스틸 와이어 및 이러한 스틸 와이어를 감을 수 있는 도르레를 포함할 수 있다. 또한, 연결부(230)의 길이는 컨트롤러(240)에 의하여 제어될 수 있다.
컨트롤러(240)는 구동부(220)및 연결부(230)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 컨트롤러(240)는 구동부(220)를 구동시켜 연결부(230)의 길이를 길게 하여 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 내부로 이송시키도록 구동부(220) 및 연결부(230)를 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(240)는 구동부(220)를 구동시켜 연결부(230)의 길이를 짧게 하여 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 외부로 이송시키도록 구동부(220) 및 연결부(230)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(240)는 마이크로프로세서를 포함하는 메모리, 연산 장치 등에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 이송 장치(200)에 구비되는 연결부(230)는 제1 실시예의 연결부(230)와 다른 구조로 제공될 수 있다. 이하, 도 5를 더 참조하여, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
이하에서는, 도 5를 참조하면, 연결부(230)는 연결부(230)가 연장되는 방향과 수직한 방향으로 회전 가능하게 구동부(220)와 연결될 수 있다. 다시 말해, 연결부(230)는 측정 유닛(100)이 회전될 수 있도록 구동부(220)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결부(230)는 측정 유닛(100)이 종 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 360°회전될 수 있도록 구동부(220)와 연결될 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)은 연결부(230)에 의하여 360°회전 가능하여, 측정 대상 시설의 내부의 소정의 위치에서 측면을 다양한 각도로 측정할 수 있다. 예를 들어, 연결부(230)는 안테나가 연장되는 구조와 동일한 방식으로 연장될 수 있다.
컨트롤러(240)는 연결부(230)의 길이를 조절할 수 있으며, 연결부(230)의 회전각을 조절할 수 있다. 다시 말해, 컨트롤러(240)는 측정 유닛(100)이 이송 장치(200)에 의하여 측정 대상 시설의 소정의 위치에 이송되면, 연결부(230)의 회전각을 조절하여 측정 유닛(100)이 측정 대상 시설의 내부의 측면을 360°회전하면서 측정하도록 제어할 수 있다.
이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치(1)를 이용하여 측정 대상 시설 내의 방사성 오염도를 측정하는 방법을 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염도 측정 방법은 이송 장치(200)를 통하여 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 내부의 소정 위치로 이송하는 이송단계(S100), 소정 위치로 이송된 측정 유닛(100)으로부터 측정 대상 시설 상기 내부의 측면 또는 상기 내부의 바닥면과의 거리를 측정하는 거리측정단계(S200), 측정 유닛(100)이 측정 대상 시설 내부의 소정 위치의 오염도를 측정하는 오염도측정단계(S300)를 포함할 수 있다. 또한, 방사성 오염도 측정 방법은 제1 위치에서 이송단계(S100), 거리측정단계(S200), 오염도측정단계(S300)를 수행한 후, 제1 위치와 상이한 제2 위치에서 이송단계(S100), 거리측정단계(S200), 오염도측정단계(S300)를 수행할 수 있다.
이송단계(S100)는 이송 장치(200)를 통하여 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 내부의 소정 위치로 이송할 수 있다. 또한, 이송단계(S100)는 측정 유닛(100)을 이송하는 동안 영상촬영부(140)를 통하여 측정 대상 시설의 내부에 장애물이 있는지 확인하는 단계(S110)을 포함할 수 있다. 장애물이 있는지 확인하는 단계(S110)은 장애물이 없으면 측정 대상 시설의 내부의 소정 위치로 측정 유닛(100)을 이송하고, 장애물이 있으면 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 외부로 이송할 수 있다.
오염도측정단계(S300)는 측정 유닛(100) 측정 대상 시설 내부의 소정 위치의 오염도를 측정할 수 있다. 이러한 오염도측정단계(S300)는 측정 유닛(100)을 통하여, 소정 위치의 측정 대상 시설의 내부의 측면 및 내부의 바닥면 중 어느 하나의 오염도를 측정하고, 및 소정 위치의 측정 대상 시설의 내부의 측면 및 내부의 바닥면 중 나머지 하나의 오염도를 측정하도록 제어하는 제어단계(S310), [수식 1]을 이용하여 FOV를 산출하는 단계(S320) 및 [수식 2]를 이용하여 핵종별 비방사능을 산출하는 단계(S330)를 포함할 수 있다. 측정 유닛(100)이 측정 대상 시설 내부의 측면의 오염도를 측정하고, 바닥면의 오염도를 측정하도록 제어되거나, 바닥면의 오염도를 측정하고 측면의 오염도를 측정하도록 제어될 수 있다.
제어단계(S310)는 측정 유닛(100)이 측정 대상 시설 내부의 측면의 오염도를 측정하고, 바닥면의 오염도를 측정하도록 제어부(160)에 의해서 측정 유닛(100)이 제어될 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)이 측정 대상 시설 내부의 바닥면의 오염도를 측정하고, 측면의 오염도를 측정하도록 제어부(160)에 의해서 측정 유닛(100)이 제어될 수 있다.
도 7을 참조하면, [수식 1]을 이용하여 FOV를 산출하는 단계(S320)는 [수식 1]을 이용하여 FOV(Field Of View)에 따른 측정면적를 산출할 수 있다.
[수식 1]
FOV Area(cm2)= 4R2 x θ x sin(θ)
[수식 1]의 R은 배관의 내경을 나타내고, θ는 Field of view angle를 나타낼 수 있다. 이러한 산출된 FOV는 후술할 핵종별 비방사능을 산출하는 단계(S330)에서 이용될 수 있다.
핵종별 비방사능을 산출하는 단계(S330)는 [수식 2]를 이용하여 비방사능을 산출할 수 있다.
[수식 2]
총방사능(Bq) = N0/ (εx Y x T)
비방사능(Bq/cm2) = 총방사능(Bq) / FOV Area(cm2)
[수식 2]의 총방사능은 FOV 면적 내 존재할 것으로 평가된 방사능량을 나타내고, N0 (Net peak count)는 해당 장비를 이용하여 특정시간 T 동안 측정했을 경우 배경방사능을 제외한 특정 핵종에 의해 발생한 계측 값이다. ε은 배관의 반경 R에 따라 전산모사를 통해 도출된 검출효율을 나타내고, Y는 특정 핵종이 1회 붕괴할 경우 특정 에너지가 방출될 확률을 나타낸다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 방사선 측정 장치(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
사용자는 원자력 시설들의 해체 작업이 필요한 측정 대상 시설의 내부 방사성 오염을 측정하기 위하여 방사선 측정 장치(1)를 사용할 수 있다. 측정 대상 시설의 내부 방사성 오염도를 측정하기 위하여, 측정 대상 시설의 상부 입구에 지지체(210)를 설치할 수 있다. 이러한 지지체(210)는 연결부(230)를 통하여 측정 유닛(100)을 연결할 수 있다. 연결부(230)에 연결되어 지지된 측정 유닛(100)은 컨트롤러(240)에 의하여 제어되어, 측정 대상 시설의 내부로 진입될 수 있다. 사용자는 컨트롤러(240)를 통하여 연결부(230)의 길이를 조절하여 측정 유닛(100)을 측정 대상 시설의 내부의 소정의 위치로 이송시킬 수 있다. 소정의 위치로 이송된 측정 유닛(100)은 거리측정기(130)를 통하여 측정 대상 시설의 내부의 측면 및 바닥면으로부터의 거리는 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)은 영상촬영부(140)를 통하여 측정 대상 시설 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 이러한 측정 유닛(100)은 소정의 위치와 상이한 위치로 이송되도록 제어될 수 있으며, 측정 대상 시설의 내부의 다양한 위치에서 오염도를 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(100)은 연결부(230)가 360°회전하여, 소정의 위치에서 측정 대상 시설의 내부의 측면을 다양하게 측정할 수 있다.
방사선 측정 장치(1)는 방사성 물질로 오염된 측정 대상 시설의 내부, 특히 작업자의 접근이 어려운 배관 및 탱크 등의 대형기기 내부의 방사성 오염을 깊이별로 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 측정 대상 시설의 내부로부터 측정 시스템이 오염되는 것을 방지하면서 측정 대상 시설의 내부를 깊이별 오염분포를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 방사선 측정 장치 100: 측정 유닛
110: 방사선 계측기 111: 감지부
120: 차폐체 121: 개방 홀
130: 거리측정기 131: 제1 거리 측정기
132: 제2 거리 측정기 140: 영상촬영부
141: 촬영부 142: 라이트부
150: 레버 160: 제어부
170: 측정 유닛 바디 171: 바디 연결부
200: 이송 장치 210: 지지체
220: 구동부 230: 연결부
240: 컨트롤러

Claims (13)

  1. 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염도를 측정할 수 있는 측정 유닛; 및
    상기 측정 유닛이 상기 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염분포를 측정할 수 있도록 상기 측정 유닛을 이동시키는 이송 장치를 포함하고,
    상기 측정 유닛은,
    상기 측정 대상 시설의 내부의 방사선을 검출하는 감지부를 포함하는 방사선 계측기; 및
    상기 방사선 계측기가 상기 방사선에 노출되지 않도록 상기 방사선 계측기를 둘러싸되, 상기 방사선 계측기의 상기 감지부로 유입되는 상기 방사선은 상기 감지부에 노출시키도록 구성되는 차폐체를 포함하는,
    방사선 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 장치는,
    상기 측정 대상 시설 내부에서 깊이 방향을 포함하는 방향으로 상기 측정 유닛을 이동시켜 상기 측정 대상 시설 내부의 방사성 오염분포를 깊이 별로 측정할 수 있는,
    방사선 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 유닛은,
    상기 측정 유닛으로부터 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면 또는 상기 내부의 바닥면과의 거리를 측정하는 거리측정기를 더 포함하는,
    방사선 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 유닛은,
    상기 측정 대상 시설의 내부의 영상을 촬영할 수 있는 촬영부 및 상기 촬영부의 촬영을 보조하기 위해 빛을 발생시키는 라이트부를 포함하는 영상촬영부를 더 포함하는,
    방사선 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 계측기 및 상기 차폐체를 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 차폐체의 회전 각도를 조절하여 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면 또는 상기 내부의 바닥면으로부터 방출되는 방사선을 검출하도록 상기 방사선 계측기 및 상기 차폐체를 제어하는,
    방사선 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 감지부가 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면을 향하도록 상기 차폐체를 회전시켰을 때 상기 방사선 계측기는 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면의 방사선을 검출하고,
    상기 제어부가 상기 감지부가 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 바닥면을 향하도록 상기 차폐체를 회전시켰을 때 상기 방사선 계측기는 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 바닥면의 방사선을 검출하는,
    방사선 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 장치는,
    상기 측정 유닛과 연결되는 연결부;
    상기 연결부의 길이를 조절할 수 있는 구동부; 및
    상기 구동부를 통하여 상기 연결부의 길이를 조절하여 상기 측정 대상 시설의 내부에서 상기 측정 유닛의 위치를 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하는,
    방사선 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 측정 유닛이 360°회전될 수 있도록 상기 구동부에 회전 가능하게 연결되고,
    상기 연결부의 회전은 상기 컨트롤러에 의하여 제어되는,
    방사선 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐체의 두께는 1cm 이상 2.5cm 이하이고, 무게는 5kg 이상 10kg 이하인,
    방사선 측정 장치.
  10. 이송 장치를 통하여 측정 유닛을 측정 대상 시설의 내부의 소정 위치로 이송하는 이송단계;
    상기 소정 위치로 이송된 상기 측정 유닛으로부터 상기 측정 대상 시설 상기 내부의 측면 또는 상기 내부의 바닥면과의 거리를 측정하는 거리측정단계; 및
    상기 측정 유닛이 상기 측정 대상 시설 내부의 상기 소정 위치의 오염도를 측정하는 오염도측정단계를 포함하고,
    제1 위치에서 상기 이송단계, 상기 거리측정단계 및 상기 오염도측정단계를 수행한 후, 상기 제1 위치와 상이한 제2 위치에서 상기 이송단계, 상기 거리측정단계 및 상기 오염도측정단계를 수행하는,
    방사성 오염도 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이송단계는,
    영상촬영부를 통하여 상기 측정 대상 시설의 상기 내부에 장애물이 있는지 확인하고, 상기 장애물이 없으면 상기 소정 위치로 이송하는 단계를 포함하는,
    방사성 오염도 측정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 오염도측정단계는,
    상기 측정 유닛을 통하여 상기 소정 위치의 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면 및 상기 내부의 바닥면 중 어느 하나의 오염도를 측정하고, 상기 소정 위치의 상기 측정 대상 시설의 상기 내부의 측면 및 상기 내부의 바닥면 중 나머지 하나의 오염도를 측정하도록 상기 측정 유닛을 제어하는 단계를 포함하는,
    방사성 오염도 측정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 오염도측정단계는,
    하기의 수식 1을 이용하여 FOV를 산출하는 단계; 및
    하기의 수식 2를 이용하여 핵종별 비방사능을 산출하는 단계를 포함하는,
    방사성 오염도 측정 방법.
    [수식 1]
    FOV Area(cm2) = 4R2 x θ x sin(θ)
    (상기 수식 1에서, R은 배관의 내부 반경이고, θ는 Field of view angle이다.)
    [수식 2]
    총방사능(Bq) = N0/ (εx Y x T)
    비방사능(Bq/cm2) = 총방사능(Bq) / FOV Area(cm2)
    (상기 수식 2에서 총방사능은 FOV 면적 내 존재할 것으로 평가된 방사능량을 나타내고, N0(Net peak count)는 해당 장비를 이용하여 특정시간 T 동안 측정했을 경우 배경방사능을 제외한 특정 핵종에 의해 발생한 계측 값이다. ε은 배관의 반경 R에 따라 전산모사를 통해 도출된 검출효율을 나타내고, Y는 특정 핵종이 1회 붕괴할 경우 특정 에너지가 방출될 확률을 나타낸다.)
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