KR20210073279A - 방사선 검출 시스템, 사용후 핵연료 육안 감지장치 및 사용후 핵연료 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육안으로 수중 저장조 내부에서의 방사선 감지센서의 정확한 위치를 확인할 수 있는 방사선 검출 시스템에 관한 것으로, 본체; 상기 본체에 연결된 제 1 케이블; 상기 제 1 케이블에 연결된 방사선 감지센서; 및 상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서 중 적어도 하나의 구조물 상에 배치된 렌즈를 포함한다.

Description

방사선 검출 시스템, 사용후 핵연료 육안 감지장치 및 사용후 핵연료 감시시스템{RADIATION PROBE SYSTEM FOR SPENT FUEL VERIFICATION, Nuclear Fuel Visual Detection Device, Spent Fuel Monitoring System}

본 발명은 방사선 검출 시스템에 관한 것으로, 특히 육안으로 수중 저장조 내부를 확인할 수 있는 방사선 검출 시스템, 사용후 핵연료 육안 감시장치 및 사용후 핵연료 감시시스템에 대한 것이다.

핵연료는 원자로 안에 장입(裝入)되어 연쇄적인 핵분열에 의해 에너지를 발생시키는 물질을 말하며, 사용후 핵연료는 핵분열을 일으킨 후에 남은 물질을 말한다. 이러한 사용후 핵연료는 재처리 혹은 폐기를 위하여 저장을 하게 되는데, 이러한 저장은 부재내저장, 중간저장, 영구처분 등으로 구분할 수 있다.

우선, 부재내저장에 대하여 살펴본다. 사용후 핵연료는 그 속에 포함된 핵분열생성물 때문에 원자로에서 꺼낸 이후에도 오랜 기간 동안 강력한 방사선과 열을 낸다. 따라서, 발전소에 근무하는 작업자와 인근에 거주하는 주민을 방사선으로부터 보호하고 열을 제거하기 위하여 사용후 핵연료는 수중저장고에 저장하게 되며, 이를 부재내저장이라 한다.

다음으로, 중간 저장에 대하여 살펴본다. 사용후 핵연료는 방사성 폐기물이기는 하지만, 쓰고 남은 우라늄과 플루토늄 같은 유용한 물질이 포함되어 있으며, 이러한 잔여 우라늄과 플루토늄 같은 물질을 추출하여 다시 연료로 제작하기 위해 원자로에 사용할 수도 있다. 이와 같이 우라늄과 플루토늄과 같은 물질을 재사용 또는 영구처분을 위해 일시적으로 일정한 장소에 저장하는 것을 중간저장이라고 한다.

한편, 영구처분이란 사용후 핵연료를 열이 식을 때까지 충분히 원전부지내 또는 중간저장시설에 보관하다가 최종적으로 영구히 처분하는 것을 일컫는다.

전술한 처분 방법 중 수중 저장조에 사용후 핵연료를 저장하는 것은 사용후 핵연료가 핵무기의 제조와 같은 용도로 사용될 수 있기 때문에 각별한 주의가 필요하다. 이러한 이유로, 수중 저장조의 사용후 핵연료는 그 개수에 대한 조사 등 주기적인 검증이 필요하며, 국제 원자력 기구(IAEA, International Atomic Energy Agency)는 수중 저장조에 저장된 사용후 핵연료에 대해 주기적인 사찰을 하고 있다.

이와 같은 사용후 핵연료에 대한 주기적인 사찰에는 방사선 검출 시스템이 이용되고 있다. 방사선 검출 시스템은 수중 저장조의 사용후 핵연료 다발(복수의 핵연료봉을 묶은 형태)이 방출하는 방사선을 측정하게 되며, 이와 같이 측정된 방사선에 대한 정보로부터 핵연료 다발의 개수를 산출하게 된다. 이와 같은 방사선 검출 시스템의 일 예가 한국등록특허 제0650325호에 개시되어 있다.

상기 한국 특허에 개시된 방사선 검출 시스템은 케이블의 끝단에 방사선 감지센서를 설치하고, 상기 방사선 감지센서를 수중 저장조의 핵연료 다발 사이로 삽입하여 센서를 하강 또는 상승시키면서 방사선을 검출하게 된다.

일정한 거리마다 위치한 핵연료 다발에서 방출되는 방사선량율은 각 핵연료 다발의 연소도나 냉각시간에 따라 서로 다르기 때문에 감지센서에서 측정된 방사선량은 거리에 따라 서로 다른 크기를 갖는 가우시안 분포의 형태로 나타난다.

하지만 사용후핵연료의 방사선량 차이가 큰 핵연료 집합체가 인접해 있는 구간의 경우, 측정된 두 개의 가우시안 분포 큰 차이가 있어 큰 가우시안 분포에 의해 작은 가우시안 분포를 구분할 수 없게 된다. 따라서 상기 방사선 감지센서를 이용하여 측정된 방사선량 결과를 통해 상대적으로 낮은 방사선량을 갖는 핵연료 다발의 존재 여부를 정확하게 판단하기 어렵게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수중 저장조 내부에서의 특정 위치에 존재해야 하는 사용후 핵연료 다발의 건전성 판단을 위해 상태를 직접 확인할 수 있는 이미지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방사선 검출 시스템은, 본체; 상기 본체에 연결된 제 1 케이블; 상기 제 1 케이블에 연결된 방사선 감지센서; 및 상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서 중 적어도 하나의 구조물 상에 배치된 렌즈를 포함한다.

상기 렌즈는 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면 상에 배치된다.

상기 렌즈는 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면에 부착된다.

상기 렌즈에 연결된 제 2 케이블을 더 포함한다.

상기 제 2 케이블은 상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서를 따라 배치된다.

상기 제 2 케이블은 상기 제 1 케이블의 측면 및 상기 방사선 감지센서의 측면에 부착된다.

상기 방사선 감지센서 및 상기 제 2 케이블 중 적어도 하나의 구조물 상에 배치된 광원을 더 포함한다.

상기 광원은 상기 렌즈에 근접하게 배치된다.

상기 광원은 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면 및 상기 제 2 케이블의 일측 단부의 측면 중 적어도 하나의 측면 상에 배치된다.

상기 광원에 연결된 배터리를 더 포함한다.

상기 광원에 연결된 전원 케이블; 및 상기 전원 케이블에 연결된 전원부를 더 포함한다.

상기 전원 케이블은 상기 제 2 케이블을 따라 배치되며, 상기 제 2 케이블의 측면에 부착된다.

상기 제 2 케이블에 연결된 광학처리부를 더 포함한다.

상기 광학처리부에 연결된 표시부를 더 포함한다.

상기 본체에 연결된 전방 가이드 부재를 더 포함하며, 상기 전방 가이드 부재는 상기 제 1 케이블 및 상기 제 2 케이블이 배치된 홈을 갖는다.

상기 본체의 내부에 배치되어 상기 본체 내부의 케이블 수납부에 연결된 후방 가이드 부재를 더 포함하며, 상기 후방 가이드 부재는 상기 제 1 및 제 2 케이블이 배치된 홈을 갖는다.

상기 렌즈는 광각 렌즈이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용후 핵연료 육안 감시장치는, 사용후 핵연료를 저장하는 수중 저장조 내부에 삽입되는 케이블; 상기 케이블의 일측 단부에 배치된 렌즈; 및 상기 케이블의 타측 단부에 연결된 제어부를 포함하며; 상기 제어부는 상기 렌즈로 입사된 광을 상기 케이블을 통해 전송받아 처리하는 광학처리부를 포함한다.

상기 광학처리부는 상기 렌즈 및 케이블을 통해 전송된 광을 디지털 신호로 변환하고, 그 디지털 신호를 영상 신호로 변환하여 출력한다.

상기 광학처리부로부터 영상 신호를 근거로 상기 수중 저장조 내의 영상을 표시하는 표시부를 더 포함한다.

상기 표시부는 상기 제어부의 외측면에 배치된다.

상기 광학처리부는 상기 렌즈 및 케이블을 통해 전송된 광을 디지털 신호로 변환한다.

상기 디지털 신호를 근거로 영상 신호를 생성하는 컴퓨터; 및 상기 컴퓨터로부터의 영상 신호를 근거로 영상을 표시하는 모니터를 더 포함한다.

상기 제어부는 광원을 더 포함하며; 그리고, 상기 광원으로부터의 광은 상기 케이블을 통해 전송되어 상기 케이블의 일측 단부의 가장자리에 배치된 적어도 하나의 출광부를 통해 외부로 방출된다.

복수의 출광부들은 상기 렌즈를 둘러싸도록 상기 케이블의 일측 단부의 가장자리를 따라 배치된다.

상기 제어부는, 상기 광원을 제어하기 위한 광원 제어부; 상기 광원으로부터의 광을 집광하는 집광기; 및 상기 렌즈의 초점을 조절하기 위한 초점 조절기 중 적어도 하나를 더 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용후 핵연료 육안 감시시스템은 본체(100); 상기 본체(100)에 연결된 제 1 케이블(131); 상기 제 1 케이블(131)에 연결된 방사선 감지센서(110); 상기 제 1 케이블(131) 및 상기 방사선 감지센서(110) 중 적어도 하나의 구조물 상에 부착된 케이블(2000); 상기 케이블의 일측 단부에 배치된 렌즈(3000); 및 상기 케이블의 타측 단부에 연결된 제어부(1000)를 포함하며; 상기 제어부는 상기 렌즈로 입사된 광을 상기 케이블을 통해 전송받아 처리하는 광학처리부(1002)를 포함한다.

본 발명에 따른 방사선 검출 시스템은 방사선 감지센서에 부착된 촬영부를 포함한다. 이 촬영부는 렌즈, 케이블 및 광학처리부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 특정 위치에 존재해야 하는 사용후 핵연료 다발의 건전성 판단을 위해 그 다발의 상태를 직접 확인할 수 있는 이미지를 제공할 수 있다.

렌즈는 방사선 감지센서와 함께 핵연료 다발 사이의 틈새를 통해 수중 저장조 내에 배치될 수 있다. 이때, 렌즈를 통해 수중 저장조 내부의 모습이 표시부에 영상으로서 표시될 수 있다.

따라서, 수중 저장조 내부에서의 방사선 감지센서의 정확한 위치에 대한 육안 확인이 용이하다. 그러므로, 방사선 감지센서의 손상이 방지될 수 있고, 또한 핵연료 검증 작업의 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 사용후 핵연료 육안 검사장치는 수중 저장조 내부의 모습을 영상으로 표시할 수 있다. 따라서, 수중 저장조 내부를 육안으로 확인 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 시스템이 브릿지에 장착된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 수중 저장조에 배치된 핵연료 다발의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 방사선 검출 시스템의 결합 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 방사선 시스템의 상부를 개방한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 방사선 시스템의 분해 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 방사선 검출 시스템의 신호 처리 흐름을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 1의 방사선 감지센서, 제 1 케이블, 렌즈 및 제 2 케이블 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 제 2 케이블에 광원이 설치된 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 제 2 케이블에 광원이 더 설치된 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 방사선 감지센서에 완충부가 더 설치된 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 방사선 감지센서, 제 1 케이블 및 렌즈 간의 결합 관계를 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 사용후 핵연료 육안 감시장치를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 A부에 대한 확대도이다.
도 14는 도 1의 케이블의 일부를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 12의 제어부의 상세 블록 구성도 및 이에 연결된 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 12의 제어부의 상세 블록 구성도 및 이에 연결된 컴퓨터와 모니터를 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조로 본 발명에 따른 방사선 검출 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 방사선 검출 시스(40)템은 수중 저장조(10)에 저장된 핵연료 다발(bundle)로부터 방출되는 방사선 세기를 검출하여 핵연료 다발의 개수를 산출하기 위한 것이다. 수중 저장조(10)에는 복수의 핵연료 다발(20)이 선반(21)에 수용되며, 이와 같이 복수의 핵연료 다발(20)을 수용한 선반(21)은 상하 방향으로 복수의 층으로 적층된다. 이와 같이 적층된 복수의 핵연료 다발(20)은 수중 저장조(10)의 가로 및 세로 방향으로 배치된다. 따라서, 수중 저장조(10)의 특정 지점에 배치된 핵연료 다발(20)의 방사선을 검출하기 위해서는 방사선 감지센서(110)가 상하 방향으로 이동되어야 할 뿐만 아니라 가로 및 세로 방향으로도 이동이 가능하여야 한다. 특히, 방사선 감지센서(110)는 1.5cm 정도의 핵연료 다발(20) 사이의 틈새(Δd)로 삽입되어야 하기 때문에 방사선 감지센서(110)는 가로 및 세로 방향으로 미세한 위치 이동이 필요하게 된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 방사선 검출 시스템(40)은, 본체(100)와, 핵연료 다발(20)로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 방사선 감지센서(110)와, 상기 방사선 감지센서(110)로부터 감지된 신호를 상기 제어부(120)로 전송하는 제 1 케이블(131)과, 방사선 감지센서(110)의 일측에 배치된 렌즈(190)와, 상기 렌즈(190)에 입사된 광을 광학처리부(400)로 전달하는 제 2 케이블(132)과, 상기 방사선 감지센서(110) 및 렌즈(190)가 상기 수중 저장조(10)의 내부로 승강할 수 있도록 상기 제 1 케이블(131) 및 제 2 케이블(132)을 이송하는 구동 유닛(140)과, 상기 제 1 케이블(131) 및 제 2 케이블(132)의 이송을 가이드하기 위한 가이드 장치(160)와, 상기 본체(100)의 위치를 이동시키기 위한 이동 유닛(180)과, 상기 방사선 감지센서(110) 및 렌즈(190)의 위치를 미세 조정하기 위한 미세 조정 유닛(200)을 포함한다.

도시되지 않았지만, 렌즈(190)는 제 1 케이블(131)의 일측에 배치될 수도 있다. 또한, 렌즈(190)는 제 1 케이블(131)의 일측 및 방사선 감지센서(110)의 일측에 배치될 수도 있다.

광학처리부(400)는 렌즈(190) 및 제 2 케이블(132)을 통해 제공된 광을 근거로 전기적 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(190)는 수중 저장조(10) 내부의 가시광선을 수집하고, 이 수집된 가시광선을 제 2 케이블(132)을 통해 광학처리부(400)로 공급할 수 있는 바, 광학처리부(400)는 그 렌즈(190)를 통해 수집된 가시광선에 대응되는 전기적 신호를 생성할 수 있다. 전술된, 렌즈(190), 제 2 케이블(132) 및 광학처리부(400)는 촬영부를 구성할 수 있다. 다시 말하여, 본 발명의 방사선 검출 시스템은 촬영부를 포함할 수 있는 바, 이 촬영부는 렌즈(190), 제 2 케이블(132) 및 광학처리부(400)를 포함할 수 있다.

제어부(120)는 광학처리부(400)로부터의 전기적 신호를 적절하게 처리하여 디스플레이 가능한 영상 신호로 변환하고, 그 영상 신호를 표시부(121)로 공급할 수 있다. 제어부(120)는 전기적 신호 및 영상 신호를 처리할 소프트웨어를 포함할 수 있다. 한편, 광학처리부(400)는 제어부(120) 내에 내장될 수도 있다.

표시부(121)는 그 보정된 영상 신호를 근거로 영상을 표시할 수 있다. 이에 따라, 표시부(121)에는 수중 저장조(10) 내부의 모습이 표시될 수 있다.

렌즈(190)는 방사선 감지센서(110) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈(190)는 방사선 감지센서(110)의 일측 단부의 측면 상에 배치될 수 있다. 렌즈(190)는 방사선 감지센서(110)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(190)는 방사선 감지센서(110)의 일측 단부의 외주면에 부착되어 고정될 수 있다. 렌즈(190)와 방사선 감지센서(110)는, 예를 들어, X축 방향을 따라 인접하게 배치될 수 있다. 렌즈(190)는 광각 렌즈(190)일 수 있다.

제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110) 및 제 1 케이블(131) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110)의 외주면 및 제 1 케이블(131)의 외주면 상에 배치될 수 있다. 제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110) 및 제 1 케이블(131)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110)의 외주면 및 제 1 케이블(131)의 외주면에 부착되어 고정될 수 있다. 제 1 케이블(131)과 제 2 케이블(132)은, 예를 들어, X축 방향을 따라 인접하게 배치될 수 있다.

이와 같이, 렌즈(190) 및 제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110) 및 제 1 케이블(131)에 부착되므로, 렌즈(190) 및 제 2 케이블(132)은 방사선 감지센서(110) 및 제 1 케이블(131)과 함께 이동된다. 예를 들어, 렌즈(190) 및 제 2 케이블(132)은 상하 방향 뿐만 아니라 가로 및 세로 방향으로도 이동 가능하다.

본체(100)는 상기 구성 부품들을 지지하기 위한 것으로서, 그 상부가 선택적으로 개방될 수 있도록 덮개(102)가 구비된다. 또한, 상기 본체(100)의 후방에는 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 수납될 수 있도록 케이블 수납부(101)가 마련된다. 상기 케이블 수납부(101)는 수중 저장조(10)로부터 인출된 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 방사선에 오염될 수 있는 점을 감안하여 수납된 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 용이하게 제거할 수 있도록 본체(100)로부터 착탈 가능하게 설치된다. 따라서, 수중 저장조(10)로부터 인출된 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)은 케이블 수납부(101)에 수납된 상태로 폐기될 수 있어 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 인체에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 방사선 감지센서(110)는 상기 제 1 케이블(131)의 일측 단부에 설치되어, 핵연료 다발(20)로부터 방출되는 방사선을 감지한다. 본 실시예에서 상기 방사선 감지센서(110)는 감마형 광섬유섬광체(111, Optical Fiber Scintillator, OFS)와 중성자 광섬유섬광체(112, OFS)가 이용된다. 감마형 광섬유섬광체(111)는 방사선 중 감마선이 감지되면 빛을 발생시키고, 상기 중성자형 광섬유섬광체(112)는 방사선 중 중성자선가 감지되면 빛을 발생시킨다. 이때 각 광섬유섬광체(111, 112)는 감지된 감마선과 중성자선의 세기에 따라 다른 빛의 세기를 방출하게 되며, 방출된 빛은 제 1 및 제 2 포토 멀티플라이어(PMT 1, PMT 2; Photo Multiplier Tube)에 의해 전기적 신호로 변환되어 제어부(120)에 전송된다. 본 실시예와 달리 상기 방사선 감지센서(110)는 가스 및 반도체형 등 의 방사선 검출기가 이용될 수도 있다. 한편, 방사선 신호만을 선별하여 특정지점의 방사선 세기를 정확히 측정하기 위해 제 3 포토 멀티플라이어(PMT 3)가 마련된다.

상기 제 1 케이블(131)은 감마형 광섬유섬광체(111)와 중성자형 광섬유섬광체(112)로 이루어지는 방사선 감지센서(110)와, 제 1 내지 제 3 포토 멀티플라이어(PMT 1, PMT 2, PMT 3)를 신호 전달가능하게 연결하는 기능을 한다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 케이블(131)은 3개의 광섬유 케이블로 구성되고, 이중 2개의 광섬유 케이블은 상기 감마형 광섬유섬광체(111)와 상기 중성자형 광섬유섬광체(112)로부터 발생하는 빛을 상기 제 1 및 제 2 포토 멀티플라이어(PMT 1, PMT 2)에 전달하며, 나머지 1개의 광섬유 케이블은 노이즈 등을 제거하기 위한 것으로서 제 3 포토 멀티플라이어(PMT 3)에 연결된다.

구동 유닛(140)은 본체(100)의 내부에 마련되며 상기 방사선 감지센서(110) 및 렌즈(190)를 상기 수중 저장조(10)의 내부로 하강시키거나 상승시킬 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 이송시킨다. 제 1 케이블(131) 및 제 2 케이블(132)은 각각 광섬유 케이블일 수 있다.

상기 구동 유닛(140)은 하우징(141)과, 상기 하우징(141)의 내부에 마련되는 이송 롤러 유닛(147)과, 상기 이송 롤러 유닛(147)을 구동시키는 구동 모터(150) 를 포함한다.

상기 하우징(141)은 상부 하우징(142)과 하부 하우징(141)으로 구분될 수 있다. 상기 하부 하우징(143)은 그 상부가 개방되어 있으며, 상기 상부 하우징(142)은 상기 하부 하우징(143)에 힌지 등에 의해 상기 하우 하우징(141)의 상부를 선택적으로 개폐할 수 있도록 설치된다. 상기 하부 하우징(143)은 상기 본체(100)의 전방으로 돌출되는 전방 연결부(144)와 후방으로 돌출된 후방 연결부(146)를 포함한다. 상기 전방 연결부(144)와 상기 후방 연결부(146)는 후술한 가이드 장치(160)가 착탈 가능하게 결합되는 부분으로서, 각각의 내부에는 중공부가 형성되며, 상기 중공부는 상기 하우징(141)의 내부와 연통된다.

상기 이송 롤러 유닛(147)은 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 이동시키기 위한 것으로서, 상기 상부 하우징(142)과 하부 하우징(143)의 후방 각각에 상호 맞물려 회전되는 한 쌍의 구동 롤러(148)와, 상기 상부 하우징(142)과 하부 하우징(143)의 전방 각각에 상호 맞물려 회전하는 한 쌍의 종동 롤러(149)를 포함한다. 상기 구동 롤러(148)의 축에는 상기 구동 모터(150)의 구동축이 연결된다. 한편, 상기 한 쌍의 종동 롤러(149)는 구동 롤러(148)에 의해 이송되는 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)에 의해 회전한다.

상기 구동 모터(150)는 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 이송시킬 수 있도록 상기 한 쌍의 구동 롤러(148)를 회전시키기 위한 것으로서, 전술한 바와 같이, 상기 구동 롤러(148)의 축에 연결된다. 물론, 상기 구동 모터(150)의 축은 적당한 기어비를 갖을 수 있도록 복수의 기어 등을 매개로 상기 구동 롤러(148)에 연결될 수도 있다.

상기 제어부(120)는 상기 제 1 내지 제 3 포토 멀티플라이어(PMT 1, PMT 2, PMT 3)로부터 전송된 전기적 신호로부터 감마선 및 중성자선의 세기를 산출한다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 포토 멀티플라이어(PMT 1, PMT 2)로부터 전송된 신호에서 상기 제 3 포토 멀티플라이어(PMT 3)로부터 전송된 신호를 제거하여 특정 지점의 감마선과 중성자선에 대한 세기를 산출하게 된다. 또한, 상기 제어부(120)는 상기 감마선과 중성자선의 세기를 개별적으로 표시부(121)로 출력할 수 있을 뿐만 아니라 감마선과 중성자선을 합한 방사선의 세기를 표시부(121)로 출력할 수 있으며, 핵연료 다발(20)의 개수를 산정하는 데는 상기 감마선과 중성자선을 합산한 방사선의 세기가 이용된다.

상기 가이드 장치(160)는 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)의 이송을 가이드 하기 위한 것이다. 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)은 수중 저장조(10)의 저장수와 접촉되기 때문에 방사선의 오염에 쉽게 노출된다. 따라서, 사용된 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)은 교환하거나 제염 처리를 하는 등 보수 관리를 자주 진행해야 한다. 이러한 이유로, 상기 가이드 장치(160)는 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 정밀하게 가이드할 수 있을 뿐만 아니라 교환이 용이해야 하며, 실시예의 가이드 장치(160)는 전술한 기능적인 면을 모두 갖추고 있다.

본 실시예에 따른 가이드 장치(160)는 전방 가이드 부재(161)와, 전방 덮개 부재(164)와, 고정 유닛(165)과, 이탈 방지 유닛(166)과, 후방 가이드 부재(170)와, 후방 덮개 부재(172)를 포함한다.

상기 전방 가이드 부재(161)는 구동 유닛(140)의 하우징(141)을 통과한 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 방사선 감지센서(110)가 수중 저장조(10)의 내부로 이동할 수 있도록 가이드하기 위한 것으로서, 상기 전방 연결부(144)로부터 하측으로 휘어진 형상으로 제작된다. 그러나 본 실시예와 달리 상기 전방 가이드 부재(161)는 케이블(131)은 수중 저장조(10)로 안내할 수 있는 한 다양한 형태로 제작될 수 있다. 상기 전방 가이드 부재(161)의 상면에는 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 삽입되어 이동하는 전방 가이드 홈(162)이 케이블(131)의 이송 방향으로 형성된다.

또한, 상기 전방 가이드 부재(161)는 상기 하우징(141)의 전방 연결부(144)의 내부에 착탈 가능하게 연결된다. 보다 구체적으로, 상기 전방 가이드 부재(161)는 그 일단이 상기 전방 연결부(144)의 내부에 삽입된 후에 상기 전방 체결부재(145)에 의해 체결되고, 상기 전방 체결부재(145)만 탈거하면, 상기 전방 가이드 부재(161)는 상기 전방 연결부(144)로부터 탈거된다.

이는 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 케이블 수납부(101)로부터 인출하여 후방 가이드 부재(170) 및 하우징(141)과 전방 가이드 부재(161)를 순차적으로 통과시켜 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 설치해야 하나, 상기 후방 가이드 부재(170)와 상기 전방 가이드 부재(161) 각각에 형성된 가이드 홈(162, 171)은 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)의 이송시 흔들림을 방지하기 위해 케이블(131)보다 약 간 크게 제작되기 때문에, 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)보다 직경이 큰 방사선 감지센서(110)가 가이드 홈(162, 171)에 삽입되지 않을 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 가이드 홈(162, 171)에 삽입하는 과정이 어렵다. 이러한 이유로 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 상기 가이드 부재(161, 170)와 하우징(141)에 용이하게 설치할 수 있도록 상기 각 가이드 부재(161, 170)는 하우징(141)의 전방 연결부(144) 및 후방 연결부(146)에 착탈 가능하게 설치된다. 또한, 상기 전방 가이드 부재(161)는 본체(100)의 외부로 돌출되게 설치되어야 하기 때문에 방사선 검출 시스템(40) 운반시 주변 사물과 충돌하기 쉽다. 따라서, 전방 가이드 부재(161)를 탈거한 상태로 방사선 검출 시스템(40)을 운반할 수 있게 됨으로써 그 운반성이 향상되기도 한다.

즉, 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 설치시, 상기 전방 가이드 부재(161)와 후방 가이드 부재(170)는 하우징(141)의 전방 연결부(144) 및 후방 연결부(146)로부터 탈거되고, 상기 케이블(131)을 설치한 후에 상기 각 가이드 부재(161, 170)는 상기 각 연결부(144, 146)에 설치되게 된다.

한편, 상기 전방 체결부재(145)는 상기 전방 연결부(144)로부터 완전히 이탈되지 않도록 설치된다. 이는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전방 체결부재(145)가 완전히 탈거되면 수중 저장조(10)로 낙하될 수 있기 때문이다. 보다 구체적으로, 상기 전방 체결부재(145)는 전방 연결부(144)에 일정 구간에서만 이동되도록 설치되고 스프링에 의해 전방 연결부(144)의 외측으로 가압되게 설치된다.

상기 전방 가이드 부재(161)에는 2개의 덮개 장착부(163)가 형성된다. 상기 덮개 장착부(163)는 전방 가이드 부재(161)의 일면으로부터 일정 깊이 함몰되어 형성된다. 그러나 본 실시예와 달리 상기 덮개 장착부(163)는 함몰되지 않은 형태로 형성될 수도 있다.

상기 전방 덮개 부재(164)는 상기 전방 가이드 홈(162)을 덮도록 상기 전방 가이드 부재(161)에 설치되는 것으로서, 본 실시예에서는 2개의 전방 덮개 부재(164)가 설치되는 것을 예시하였다. 상기 2개의 전방 덮개 부재(164)는 그 구조가 동일하므로 하나의 전방 덮개 부재(164)에 대해서만 설명한다. 상기 전방 덮개 부재(164)는 이탈 방지 유닛(166)에 의해 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 고정 유닛(165)에 의해 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면에 밀착된 상태로 고정된다. 즉, 상기 전 방 덮개 부재(164)는 케이블(131)을 설치할 때는, 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면으로부터 이격시켜 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 전방 가이드 홈(162)에 삽입한다. 그리고 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)의 삽입이 완료되면, 상기 전방 덮개 부재(164)를 전방 가이드 부재(161)의 일면에 밀착되게 고정하게 된다. 전방 덮개 부재(164)가 전방 가이드 부재(161)의 일면에 밀착되게 고정되면, 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)은 전방 가이드 홈(162)과 전방 덮개 부재(164)에 의해 전방 가이드 부재(161)로부터 이탈되거나 흔들리는 것이 방지되게 된다. 이처럼 전방 덮개 부재(164)만을 전방 가이드 부재(161)로부터 이격시킬 경우, 상기 방사선 감지센서(110) 및 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)은 상기 전방 가이드 홈에 삽입 및 인출될 수 있게 된다. 따라서, 방사선 감지센서(110) 및 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 삽입 및 인출시 상기 전방 가이드 부재(161)를 전방 연결부(144)로부터 탈거하지 않을 수도 있다.

상기 고정 유닛(165)은, 전술한 바와 같이, 전방 가이드 부재(161)의 일면에 전방 덮개 부재(164)를 밀착되게 고정하기 위한 것으로서, 전방 가이드 부재(161)의 일면에 함몰되게 설치된 자석 부재(165a)와, 상기 자석 부재(165a)에 대응하는 상기 전방 덮개 부재(164)의 하면에 하부로 돌출되게 설치되는 금속 부재(165b)를 포함한다.

본 실시예에서는 상기 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)가 총 4개 설치되는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 그 개수는 상황에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 이와 같은 고정 유닛(165)에 의해, 상기 전방 덮개 부재(164)는 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)의 인력에 의해 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면에 밀착되게 되며, 작업자가 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 삽입하기 위해 상기 전방 덮개 부재(164)는 상기 전방 가이드 부재(161)로부터 이격되는 방향으로 잡아당기면, 상기 금속 부재(165b)는 상기 자석 부재(165a)와 이격되어 상기 전방 덮개 부재(164)는 상기 전방 가이드 부재(161)로부터 이탈되게 된다. 한편, 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)의 설치 작업이 완료되면, 작업자는 상기 전방 덮개 부재(164)를 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면으로 근접시킨다. 그러면, 상기 전방 덮개 부재(164)는 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)의 인력에 의해 상기 전방 가이드 부재(161)의 일면에 밀착되게 고정된다. 이처럼, 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)를 사용함으로써, 상기 전방 덮개 부재(164)를 전방 가이드 부재(161)로부터 용이하게 착탈할 수 있게 되고, 이에 의해 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 더욱 용이하게 설치 및 해체할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 자석 부재(165a)를 상기 전방 가이드 부재(161)에 설치하고 금속 부재(165b)를 전방 덮개 부재(164)에 설치되는 것을 예시하였으나, 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)의 설치 위치는 상황에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 따라서, 자석 부재(165a)와 금속 부재(165b)의 인력을 이용하여 전방 덮개 부재(164)를 선택적으로 전방 가이드 부재(161)에 고정하는 한 본 발명의 사상에 포함된다.

상기 이탈 방지 유닛(166)은 상기 전방 덮개 부재(164)가 전방 가이드 부재(161)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동하는 가이드 함과 아울러 상기 전방 덮개 부재(164)가 전방 가이드 부재(161)로부터 완전히 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 전방 가이드 부재(161)의 양 측면에 마련된 가이드 핀(167)과, 상기 가이드 핀(167)이 삽입되어 그 이동이 안내되는 슬롯(169)이 형성되며 상기 전방 덮개 부재(164)에 설치되는 슬롯 부재(168)를 포함한다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 전방 덮개 부재(164)가 전방 가이드 부재(161)로부터 근접 및 이격되는 방향으로 이동하면, 상기 슬롯(169)에 의해 슬롯 부재(168)가 상기 가이드 핀(167)을 따라 이동하게 되고, 상기 가이드 핀(167)은 상기 슬롯(169)으로부터 완전히 이탈되지 않게 되어 상기 이탈 방지 유닛(166)은 상기 전방 덮개 부재(164)의 이동을 가이드 함과 아울러 상기 전방 덮개 부재(164)가 상기 전방 가이드 부재(161)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상기 후방 가이드 부재(170)는 케이블 수납부(101)의 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 구동 유닛(140)의 하우징(141) 내부로 안내하거나 구동 유닛(140)의 하우징(141)의 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)을 케이블 수납부(101)로 안내하기 위한 것으로서, 그 일면에는 후방 가이드 홈(171)이 형성된다. 상기 후방 가이드 부재(170)는 상기 케이블 수납부(101)는 구동 유닛(140)의 하우징(141) 보다 아래쪽에 배치되기 때문에 하방으로 휘어진 형태로 제작된다. 또한, 상기 후방 가이드 부재(170)의 일면에는 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 삽입되는 후방 가이드 홈(171)이 함몰되게 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)의 이송방향으로 형성된다.

상기 후방 덮개 부재(172)는 상기 후방 가이드 부재(170)의 일면에 착탈 가능하게 설치되어 상기 제 1 및 제 2 케이블들(131, 132)이 후방 가이드 홈(171)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.

상기 이동 유닛(180)은, 도 1 및 도 3을 참조하면, 본체(100)를 브릿지(30)를 따라 이동시키기 위한 것으로서, 브릿지(30)에 본체(100)를 지지시키기 위한 메인 프레임(181)과, 상기 메인 프레임(181)의 상부에 마련되어 상기 본체(100)를 브릿지(30)의 상부 레일(31)의 상부에 이동 가능하게 지지시키는 상부 롤러(183)와, 본체(100)를 브릿지(30)의 상부 레일(31)의 외측 측부에 이동 가능하게 지지시키는 외부 측면 롤러(184)와, 본체(100)를 브릿지(30)의 하부 레일(32)의 내측 측부에 이동가능하게 지지하는 내부 측면 롤러(185)를 포함한다. 상기 상부 롤러(183)에 의해 상기 본체(100)의 상하 방향의 자중이 브릿지(30)에 지지되며, 상기 외부 측면 롤러(184) 및 내부 측면 롤러(185)에 의해 상기 본체(100)의 모멘트에 의해 발생하는 측면 방향의 하중을 지지하게 된다.

이와 같은 이동 유닛(180)에 의해 상기 본체(100)는 브릿지(30)를 따라 거시적인 이동이 가능하게 된다. 그러나 핵연료 다발(20) 사이의 간격은 전술한 바와 같이 1.5cm 정도이어서 방사선 감지센서(110) 및/또는 렌즈(190)를 그 간극의 사이로 삽입하기 위해서는 본체(100)의 위치를 정밀하게 조정할 수 있는 미세 조정 유닛(200)이 필요하다. 이하에서는 미세 조정 유닛(200)에 대하여 설명한다.

상기 미세 조정 유닛(200)은 상기 이동 유닛(180)과 나란한 방향인 좌우 방향으로 상기 본체(100)를 이동시키기 위한 제 1 미세 조정 유닛(210)과, 상기 브릿지(30)와 교차하는 방향 즉, 전후 방향으로 상기 본체(100)를 이동시키기 위한 제 2 미세 조정 유닛(220)을 포함한다. 본체(100)는 상기 메인 프레임(181)의 일측으로 연장된 거치대(182) 상에 배치될 수 있다.

이와 같은 제 1 및 제 2 미세 조정 유닛(210, 220)에 의해 본체(100)의 위치가 정밀하게 조절될 수 있고, 이에 의해 제 1 케이블(131), 제 2 케이블(132), 방사선 감지센서(110) 및 렌즈(190)의 위치가 정밀하게 조절되어 핵연료 다발(20)의 사이로 삽입하는 공정을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 핵연료 다발(20)과 방사선 감지센서(110) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되어 방사선 세기를 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

방사선 감지센서(110)가 수중 저장조(10)의 바닥면에 근접한 상태에서 구동 모터(150)가 정지되면, 제어부(120)는 방사선 감지센서(110) 상승 명령에 따라 구동 모터(150)를 다시 역으로 구동시킨다. 그러면 방사선 감지센 서(110)는 다단으로 적층된 핵연료 다발(20) 사이로 상승하면서 방사선의 세기를 감지하게 된다. 이때, 방사선 감지센서(110)에 의해 감지된 방사선 세기에 대한 정보는 제어부(120)로 전송된다. 보다 구체적으로, 방사선 감지센서(110)의 현재 위치에서의 방사선 세기에 대한 정보가 제어부(120)로 전송된다.

방사선의 세기는 방사선 감지센서(110)가 핵연료 다발(20)과 가까울수록 커진다. 따라서, 다층으로 적층된 핵연료 다발(20) 사이로 상승하면서 감지된 방사선의 세기는 반복되는 특정 구간에서 하나의 피크를 가지는 포물선을 형성하게 된다. 여기서 특정 구간이란 핵연료 다발(20)의 직경에 해당하는 거리를 의미한다. 따라서, 측정 지점의 상하 방향으로 적층된 핵연료 다발(20)들이 분실없이 정상적인 상태라면 방사선 감지센서(110)가 상승하는 동안 감지한 방사선 세기의 피크는 핵연료 다발(20)의 개수와 동일하다. 제어부(120)는 특정 구간에서의 변곡점 등을 이용하여 피크가 존재하는지 여부를 판단한다. 그리고 모든 구간에서 발생한 피크를 산출하여 표시부(121)로 출력하게 된다. 이와 같이 산출된 피크의 개수와 핵연료 다발(20)이 적층된 층수를 비교하여 동일한 경우 핵연료 다발(20)이 분실없이 존재하는 정상 상태로 판정하게 된다. 이때, 정상적인 핵연료 다발(20)의 개수는 작업자에 의해 입력되어 메모리(122)에 저장될 수 있다. 이와 같은 측정과정은 국제 원자력 기구(IAEA, International Atomic Energy Agency)에 의해 지정된 다수의 측정 지점에서 반복적으로 수행하게 된다.

도 9는 도 8의 제 2 케이블에 광원이 더 설치된 구조를 나타낸 도면이다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 렌즈(190)에 인접하게 광원(500)이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(190)에 인접한 제 2 케이블(132)의 일측 단부의 측면에 배치될 수 있다. 광원은 렌즈(190)가 바라보는 방향으로 광을 출사할 수 있다. 광원(500)은 수중 저장조(20) 내에 광을 공급함으로써 렌즈(190)로 입사되는 가시광선의 양을 증가시킬 수 있다. 따라서, 이 광원(500)에 의해, 표시부(121)에 수중 저장조(20) 내의 영상이 보다 선명하게 표시될 수 있다.

광원(500)은 백색 광을 출사할 수 있다. 광원(500)은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

광원(500)은 배터리를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이 광원(500)은 배터리로부터 제공되는 전원에 의해 점등될 수 있다. 다른 실시예로서, 이 광원(500)은 별도의 전원 케이블을 통해 본체(100)의 전원부에 연결될 수 있다. 이와 같은 경우, 광원(500)은 본체(100)의 전원부로부터 공급된 전원에 의해 점등될 수 있다.

전원 케이블은 상기 제 2 케이블(132)을 따라 배치될 수 있다. 이때, 전원 케이블은 제 2 케이블(132)의 측면에 부착되어 고정될 수 있다. 이와 같은 경우, 전원 케이블 역시 방사선 감지센서(110) 및 제 1 케이블(131)과 함께 이동할 수 있다. 또한, 전원 케이블은 전술된 전방 가이드 부재(161)의 가이드 홈(162) 및 후방 가이드 부재(170)의 가이드 홈(171)에 삽입될 수 있다. 이 전원 케이블 역시 구동 모터(150)의 동작에 의해 승강 또는 하강한다.

한편, 광원(500)은 방사선 감지센서(110) 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 광원(500)은 방사선 감지센서(110)의 일측 단부의 측면에 부착되어 고정될 수 있다. 또한, 광원(500)은 제 2 케이블(132)의 일측 단부의 측면 및 방사선 감지센서(110)의 일측 단부에 부착될 수도 있다.

도 10 도 8의 제 1 케이블에 완충부가 설치된 구조를 나타낸 도면이다.

방사선 감지센서(110)의 양 단부들 중 제 1 케이블(131)에 연결된 단부를 제 1 단부로 정의하고, 그 제 1 단부의 반대편에 마주보게 위치한 단부를 제 2 단부로 정의할 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 그 방사선 감지센서(110)의 제 2 단부에 완충부(700)가 더 배치될 수 있다. 이 완충부(700)는 고무 또는 실리콘과 같은 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이 완충부(700)는 제 2 단부를 마주보게 그 제 2 단부 상에 배치될 수 있다. 이때 완충부(700)는 그 제 2 단부와 접촉할 수 있다. 또한, 완충부(700)는 그 제 2 단부에 인접한 방사선 감지센서(110)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 방사선 감지센서(110)가 수중 저장조(20)의 바닥면과의 충돌시, 완충부는 그 방사선 감지센서(110)에 가해지는 충격을 완화함으로써 그 방사선 감지센서(110)의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 도 10의 제 2 케이블(132)에는 전술된 도 9의 광원(500)이 더 배치될 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 방사선 감지센서, 제 1 케이블 및 렌즈 간의 결합 관계를 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 렌즈(190) 및 광원(500)은 완충부(700)에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 제 1 케이블(110)은 렌즈(190)에 입사된 광을 광학처리부(400)로 공급할 수 있다. 이를 위해, 방사선 감지센서(110) 내에는 렌즈(190)로부터의 광을 제 1 케이블(110)로 전송하는 보조 케이블이 더 구비될 수 있다. 이 보조 케이블은 제 1 케이블(110)과 연결된다. 도 10의 구조에서, 광학처리부(400)는, 제 1 케이블(110) 내의 별도의 광섬유 케이블에 연결될 수 있다. 이 광섬유 케이블은 보조 케이블에 연결된다. 또한, 도 10의 광학처리부는 전술된 제어부(120)에 연결된다.

도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 사용후 핵연료 육안 감시장치를 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12의 A부에 대한 확대도이다.

본 발명의 사용후 핵연료 육안 감시장치는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제어부(1000), 케이블(2000), 제 1 보조 케이블(2100), 제 2 보조 케이블(2200), 신호 전송 라인(2300), 전원 라인(2400), 렌즈(3000), 보호부(5000) 및 출광부(4000)를 포함할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 케이블(2000)의 일측 단부에는 렌즈(3000) 및 출광부(4000)가 배치된다. 출광부(4000)는 복수로 구비될 수 있으며, 이와 같은 경우 복수의 출광부(4000)들은 렌즈(3000)를 둘러싸도록 케이블(2000)의 일측 단부의 가장자리를 따라 배치된다. 케이블(2000)은 핵연료 다발(20) 사이로 삽입될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(3000) 및 출광부(4000)가 배치된 케이블(2000)의 일측 단부는 핵연료 다발 사이로 삽입되어 수중 저장조의 내부를 감시할 수 있다.

보호부(5000)는 외부로부터의 충격으로부터 렌즈(3000)를 보호한다. 보호부(5000)는 렌즈(3000)와 출광부(4000) 사이에 배치도어 렌즈를 둘러싼다.

케이블(2000)의 타측 단부는 제어부(1000)에 연결될 수 있다. 이때, 케이블(2000)의 타측 단부는 제 1 보조 케이블(2100) 및 제 2 보조 케이블(2200)을 통해 제어부(1000)에 연결될 수 있다.

신호 전송 라인(2300) 및 전원 라인(2400)은 제어부(1000)에 연결된다.

제어부(1000)는 렌즈(3000)로 입사된 광을 케이블(2000)을 통해 전송받아 처리한다. 예를 들어, 렌즈(3000)로 입사된 광은 케이블(2000) 및 제 1 보조 케이블(2100)을 통해 제어부(1000)로 전송된다.

제어부(1000)는 자신에게 공급된 광을 근거로 전기적 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(3000)(190)는 수중 저장조(10) 내부의 가시광선을 수집하고, 이 수집된 가시광선을 케이블(2000) 및 제 1 보조 케이블(2100)을 통해 제어부(1000)로 공급할 수 있는 바, 제어부(1000)는 그 렌즈(3000)를 통해 수집된 가시광선에 대응되는 전기적 신호를 생성할 수 있다. 제어부(1000)는 그 전기적 신호를 적절하게 처리하여 디스플레이 가능한 영상 신호로 변환하고, 그 영상 신호를 표시부(예를 들어, 도 15의 6000)로 공급할 수 있다. 제어부(1000)는 전기적 신호 및 영상 신호를 처리할 소프트웨어를 포함할 수 있다. 표시부(6000)는 그 보정된 영상 신호를 근거로 영상을 표시할 수 있다. 이에 따라, 표시부(6000)에는 수중 저장조(10) 내부의 모습이 표시될 수 있다.

제어부(1000)로부터의 출력 신호(예를 들어, 영상 신호 또는 디지털 신호)는 신호 전송 라인(2300)을 통해 표시부(6000) 또는 컴퓨터(예를 들어, 도 16의 7001)에 공급될 수 있다.

전원 라인(2400)의 일측은 제어부(1000)에 연결되며, 그 전원 라인(2400)의 타측은 외부 전원 장치에 연결될 수 있다. 전원 라인(2400)은 외부 전원 장치로부터의 전원을 제어부(1000)에 공급한다.

도 14는 도 1의 케이블(2000)의 일부를 나타낸 도면이다.

케이블(2000)은 광섬유 케이블(2000)일 수 있다. 이를 위해, 도 14에 도시된 예와 같이, 케이블(2000)은 피복(2222) 및 그 피복(2222)에 의해 둘러싸인 제 1 광섬유(3500) 및 제 2 광섬유(4500)를 포함할 수 있다. 한편, 제 1 광섬유(3500)는 케이블(2000)의 피복(2222) 및 제 1 보조 케이블(2100)의 피복에 의해 둘러싸여 있으며, 제 2 광섬유(4500)는 케이블(2000)의 피복(2222) 및 제 2 보조 케이블(2200)의 피복에 의해 둘러싸여 있다.

제 1 광섬유(3500)는 렌즈(3000)를 통해 입사된 광(예를 들어, 수중 저장조(10) 내의 광)을 제 1 보조 케이블(2100)을 통해 제어부(1000)로 공급한다. 여기서, 제 1 보조 케이블(2100)의 내부에도 제 1 광섬유(3500)가 배치된다.

제 1 광섬유(3500)는 복수의 코어 다발이 균일하게 모여 픽셀을 이루는 구조를 가진 번들 형태의 멀티코어 광섬유(이하, 번들형 광섬유)일 수 있다. 이때, 번들형 광섬유는 직경 6μm의 코어 10,000개가 10미터에 걸쳐 정렬한 후 융착된 형태로 제작될 수 있다. 여기서, 코어의 지름은 1.2 mm의 크기를 가질 수 있다.

제 2 광섬유(4500)는 제어부(1000)로부터 출사된 광을 제 1 보조 케이블(2100)을 통해 케이블(2000)의 일측 단부의 가장자리에 배치된 출광부(4000)로 전송한다. 이 출광부(4000)는 홀의 형상을 가질 수 있다. 그 출광부(4000)에 제 2 광섬유(4500)의 일측 단부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 제어부(1000)로부터 출사된 광이 출광부(4000)를 통해 외부로 출사될 수 있다. 이와 같이, 출광부(4000)로부터의 광이 어두운 수중 저장조(10)내에 공급됨으로써 렌즈(3000)로 입사되는 가시광선의 양이 증가할 수 있다. 따라서, 표시부(6000)에 수중 저장조(10) 내의 영상이 보다 선명하게 표시될 수 있다.

도 15는 도 12의 제어부(1000)의 상세 블록 구성도 및 이에 연결된 표시 장치를 나타낸 도면이다.

제어부(1000)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 초점 조절기(1001), 광학처리부(1002), 집광기(1003), 광원(1004), 광원 제어부(1005) 및 전원 공급부(1006)를 포함할 수 있다.

초점 조절기(1001)는 렌즈(3000)의 초점을 조절할 수 있다.

광원(1004)은 광을 출사한다. 예를 들어, 광원(1004)은 백색 광을 출사할 수 있다. 광원(1004)은, 예를 들어, 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

광원 제어부(1005)는 광원(1004)을 제어한다. 예를 들어, 광원(1004)은 광원(1004)의 광량을 제어할 수 있다.

집광기(1003)는 광원(1004)으로부터 출사된 광을 공급받아 그 광을 집광한다. 집광기(1003)로부터의 광은 제 2 보조 케이블(2200) 및 케이블(2000)을 따라 이동하여 출광부(4000)를 통해 외부로 출사된다.

광학처리부(1002)는 렌즈(3000)를 통해 입사되어 케이블(2000) 및 제 1 보조 케이블(2100) 따라 제어부(1000)로 입사된 광을 공급받고, 그 공급받는 광을 처리한다. 예를 들어, 광학처리부(1002)는 그 광을 디지털 신호로 변환하고, 그 디지털 신호를 영상 신호로 변환한다. 한편, 광학처리부(1002)는 전기적 신호 및 영상 신호를 처리할 소프트웨어를 포함할 수 있다.

표시부(6000)는 광학처리부(1002)로부터의 영상 신호를 근거로 영상을 표시한다. 한편, 표시부(6000)는 제어부(1000)의 외측에 부착될 수 있다.

전원 공급부(1006)는 외부 전원 장치로부터 전원을 공급받고, 그 전원을 근거로 제어부(1000) 내의 구성 요소들에 필요한 구동 전원들을 생성하고, 그리고 그 생성된 구동 전원들을 그 구성 요소들로 공급한다. 예를 들어, 전원 공급부(1006)는 그 구동 전원들을 초점 조절기(1001), 광학처리부(1002), 집광기(1003), 광원(1004) 및 광원 제어부(1005)에 공급할 수 있다.

도 16은 도 12의 제어부(1000)의 상세 블록 구성도 및 이에 연결된 컴퓨터와 모니터를 나타낸 도면이다.

도 16의 제어부(1000)는 전술된 도 15의 제어부(1000)와 동일하다.

단, 도 16의 광학처리부(1002)는 렌즈(3000)를 통해 입사되어 케이블(2000) 및 제 1 보조 케이블(2100) 따라 제어부(1000)로 입사된 광을 공급받고, 그 공급받는 광을 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터(7001)로 출력할 수 있다. 이 광학처리부(1002)는, 예를 들어, 아날로그-디지털 변환부일 수 있다.

컴퓨터(7001)는 광학처리부(1002)로부터의 디지털 신호를 영상 신호로 변환하여 모니터(7002)로 전송한다.

모니터(7002)는 컴퓨터(7001)로부터의 영상 신호를 근거로 영상을 표시한다.

한편, 도 12의 사용후 핵연료 육안 감시장치는 도 3과 같이 제 1 케이블(131)에 부착되어 제 1 케이블(131)과 함께 승강 또는 하강할 수 있다.

이를 위해, 도 12의 사용후 핵연료 육안 감시장치의 케이블(2000)은 제 1 케이블(131)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 케이블(2000)은 방사선 감지센서(110)의 외주면 및 제 1 케이블(131)의 외주면에 부착되어 고정될 수 있다. 케이블(2000)은 제 1 케이블(131) 및 방사선 감지센서(110)를 따라 배치될 수 있다. 렌즈(3000) 및 출광부(4000)은 제 1 케이블(131)의 일측 단부, 즉 제 1 케이블(131)의 방사선 감지센서(110)의 일측에 대응되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 렌즈(3000) 및 출광부(4000)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면에 대응되게 배치될 수 있다. 또한, 제 1 케이블(131) 및 이에 부착된 케이블(2000)은 전술된 전방 가이드 부재(161)의 전방 가이드 홈(162)에 배치될 수 있다. 한편, 도 12의 사용후 핵연료 육안 감시장치의 제어부(1000), 제 1 보조 케이블(2100) 및 제 2 보조 케이블(2200)은 본체(100) 내에 배치될 수 있다. 이때, 신호 전송 라인(2300) 및 전원 라인(2400)은 본체(100)의 외부로 노출될 수 있다. 또한, 제 1 케이블(131) 및 이에 부착된 케이블(2000)은 전술된 케이블 수납부(101)에 수납될 수 있다. 이와 같이, 도 12의 사용후 핵연료 육안 감시장치가 도 3과 같이 제 1 케이블에 부착된 상태로 본체(100)에 구비될 경우, 도 12의 사용후 핵연료 육안 감시장치의 케이블(2000)의 움직임은 전술된 제 2 케이블(132)의 움직임과 실질적으로 동일하므로, 이 케이블(2000)의 움직임은 전술된 도 1 내지 도 6에 관련된 설명을 참조한다.

한편, 표시부(6000), 컴퓨터(7001) 및 모니터(7002) 중 적어도 하나는 본체(100)의 내부에 배치될 수 있다. 다른 실시예로서, 표시부(6000), 컴퓨터(7001) 및 모니터(7002) 중 적어도 하나는 본체(100)의 외부에 배치될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

400: 광학처리부 190: 렌즈
131: 제 1 케이블 132: 제 2 케이블
PMT1, 2, 3: 제 1, 제 2, 제 3 포토 멀티플라이어 110: 방사선 감지센서

Claims (26)

1. 본체;
   상기 본체에 연결된 제 1 케이블;
   상기 제 1 케이블에 연결된 방사선 감지센서; 및
   상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서 중 적어도 하나의 구조물 상에 배치된 렌즈를 포함하는 방사선 검출 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈는 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면 상에 배치된 방사선 검출 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 렌즈는 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면에 부착된 방사선 검출 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈에 연결된 제 2 케이블을 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2 케이블은 상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서를 따라 배치된 방사선 검출 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 케이블은 상기 제 1 케이블의 측면 및 상기 방사선 감지센서의 측면에 부착된 방사선 검출 시스템.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 방사선 감지센서 및 상기 제 2 케이블 중 적어도 하나의 구조물 상에 배치된 광원을 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 광원은 상기 렌즈에 근접하게 배치된 방사선 검출 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 광원은 상기 방사선 감지센서의 일측 단부의 측면 및 상기 제 2 케이블의 일측 단부의 측면 중 적어도 하나의 측면 상에 배치된 방사선 검출 시스템.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원에 연결된 배터리를 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원에 연결된 전원 케이블; 및
    상기 전원 케이블에 연결된 전원부를 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전원 케이블은 상기 제 2 케이블을 따라 배치되며, 상기 제 2 케이블의 측면에 부착된 방사선 검출 시스템.
13. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 케이블에 연결된 광학처리부를 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학처리부에 연결된 표시부를 더 포함하는 방사선 검출 시스템.
15. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체에 연결된 전방 가이드 부재를 더 포함하며, 상기 전방 가이드 부재는 상기 제 1 케이블 및 상기 제 2 케이블이 배치된 홈을 갖는 방사선 검출 시스템.
16. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체의 내부에 배치되어 상기 본체 내부의 케이블 수납부에 연결된 후방 가이드 부재를 더 포함하며, 상기 후방 가이드 부재는 상기 제 1 및 제 2 케이블이 배치된 홈을 갖는 방사선 검출 시스템.
17. 사용후 핵연료를 저장하는 수중 저장조 내부에 삽입되는 케이블;
    상기 케이블의 일측 단부에 배치된 렌즈; 및
    상기 케이블의 타측 단부에 연결된 제어부를 포함하며;
    상기 제어부는 상기 렌즈로 입사된 광을 상기 케이블을 통해 전송받아 처리하는 광학처리부를 포함하는 사용후 핵연료 육안 감시장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광학처리부는 상기 렌즈 및 케이블을 통해 전송된 광을 디지털 신호로 변환하고, 그 디지털 신호를 영상 신호로 변환하여 출력하는 사용후 핵연료 육안 감시장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광학처리부로부터 영상 신호를 근거로 상기 수중 저장조 내의 영상을 표시하는 표시부를 더 포함하는 사용후 핵연료 육안 감시장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 제어부의 외측면에 배치된 사용후 핵연료 육안 감시장치.
21. 제 17 항에 있어서,
    상기 광학처리부는 상기 렌즈 및 케이블을 통해 전송된 광을 디지털 신호로 변환하는 사용후 핵연료 육안 감시장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 디지털 신호를 근거로 영상 신호를 생성하는 컴퓨터; 및
    상기 컴퓨터로부터의 영상 신호를 근거로 영상을 표시하는 모니터를 더 포함하는 사용후 핵연료 육안 감지장치.
23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는 광원을 더 포함하며; 그리고,
    상기 광원으로부터의 광은 상기 케이블을 통해 전송되어 상기 케이블의 일측 단부의 가장자리에 배치된 적어도 하나의 출광부를 통해 외부로 방출되는 사용후 핵연료 육안 감지장치.
24. 제 23 항에 있어서,
    복수의 출광부들은 상기 렌즈를 둘러싸도록 상기 케이블의 일측 단부의 가장자리를 따라 배치된 사용후 핵연료 육안 감시장치.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광원을 제어하기 위한 광원 제어부;
    상기 광원으로부터의 광을 집광하는 집광기; 및
    상기 렌즈의 초점을 조절하기 위한 초점 조절기 중 적어도 하나를 더 포함하는 사용후 핵연료 육안 감시장치.
26. 본체;
    상기 본체에 연결된 제 1 케이블;
    상기 제 1 케이블에 연결된 방사선 감지센서;
    상기 제 1 케이블 및 상기 방사선 감지센서 중 적어도 하나의 구조물 상에 부착된 케이블;
    상기 케이블의 일측 단부에 배치된 렌즈; 및
    상기 케이블의 타측 단부에 연결된 제어부를 포함하며;
    상기 제어부는 상기 렌즈로 입사된 광을 상기 케이블을 통해 전송받아 처리하는 광학처리부를 포함하는 사용후 핵연료 육안 감시시스템.
    

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