KR20210101960A - 현장 베타선 측정 장치 및 이를 이용한 현장 베타선 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현장에서 베타선을 측정할 수 있는 장치에 사용되는 섬광 검출 용기, 이를 포함하는 현장 베타선 측정 장치 및 이를 이용하여 베타선을 측정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 섬광 검출 용기는 외부로부터 주입된 베타선 발광의 시료를 수용하고 상기 시료 유래의 베타선에 의한 섬광 검출이 수행되는 시료 수용부, 및 상기 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재를 포함하며, 상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함한다.

Description

현장 베타선 측정 장치 및 이를 이용한 현장 베타선 측정 방법{Apparatus for measuring beta-ray in situ and measuring method using the same}
본 발명은 현장에서 베타선을 측정할 수 있는 장치 및 이를 이용하여 베타선을 측정하는 방법에 관한 것이다.
기존에 베타 방출 핵종의 분석법은 대부분 시료 채집 후 실험실로 이동하여, 실험실에서 분석을 수행한다. 이때, 실험실에서는 감마선을 방출하는 핵종의 경우는 주로 고순도 게르마늄 (High purity germanium; HPGe) 검출기를 활용하여 방사능을 분석하며, 순수 베타 방출 핵종의 경우에는 물리적, 화학적 전처리 과정을 거쳐 시료를 단일 핵종화 시킨 후 액체 섬광 계수기(Liquid scintillation counter; LSC)를 활용하여 분석한다.
이와 같은, 종래의 실험실에서의 분석법은 시료 채집 후 실험실까지 오는 과정에서의 시간 소요가 크며, 특히 깊이 분포 측정을 위한 시료 채집의 경우 채집 과정 중 시료가 교란될 수 있는 위험성이 매우 높다. 또한 순수 베타 방출 핵종의 경우 특히 물리적, 화학적 전처리 과정이 매우 복잡하며 시간과 인력을 많이 요한다는 단점이 있다.
그러므로 이러한 단점을 극복하고자 현장에서 신속하게 방사능을 분석하는 방법이 연구되고 있다. 그러나, 방사선 감시에서 베타를 방출하는 핵종은 감마 방출 핵종과 비교하여 상대적으로 측정 및 실시간 모니터링 측면에서 많은 한계점을 가지고 있다. 예컨대, 감마선은 전하를 가지지 않는 광자(Photon)로써 베타선과 비교하여 상대적으로 강한 투과력을 가지고 있다. 따라서 NaI(Tl), CsI(Tl) 등의 무기섬광체를 이용하여 검출하고자 하는 핵종에 맞게 섬광체 구조를 구성하여 측정할 수 있는 방식이 고안된 바 있다. 하지만 이와 다르게 베타 핵종은 음전하(-)를 띄고 있으며 이에 따라 매질과 반응성이 증가하여 감마선에 비해 투과력이 좋지 않다. 따라서 플라스틱 재질의 낮은 밀도(약 1 g/cc)를 가진 유기섬광체를 이용하여 대부분의 베타선을 측정하는 방식이 이용된다.
구체적으로, 현장에서 분석하는 방법에는 NaI(Tl) 섬광체 기반의 검출기를 사용하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 방법으로는 베타선과 함께 감마선을 수반하는 핵종을 분석할 수 있으나 깊이에 따른 방사능 분포 측정이 불가능하다. 특히, 순수 베타 방출 핵종의 경우에는 베타선의 비정(물질과 반응한 거리)이 짧기 때문에 검출부의 보호재를 투과할 수 없어 현장에서의 검출 자체가 불가능하다.
따라서, 현장에서 원하는 핵종에 맞는 전처리 과정을 통하여 효과적으로 방사선을 검출할 수 있는 기술이 요구된다.
국내외 대부분의 실험실에서는 베타 핵종 방사능 분석 시, 용매 재질의 유기용매로써 2차 폐기물(유기폐액)이 발생한다는 단점을 가지고 있다. 특히 유기용매 재질의 방사성 폐기물인 경우 현재까지 이를 처분하는 기술은 전무하다.
또한, 액체섬광계수기에서 베타 핵종의 스펙트럼은 서로 겹칠 수 있다. 따라서 베타 핵종을 LSC로 측정할 때, 반드시 화학분리가 필요하다. 이 때문에 베타 핵종 실시간 모니터링이 어려운 문제가 있다.
원자력시설의 경우 발전소 굴뚝 및 출입 지역에 베타핵종 감시기를 설치하여 감시를 하지만 낮은 검출 효율 등의 문제로 최소 검출 하한치가 상당히 높은 단점을 가지고 있다. 이는 사고 발생 시 원자력 시설 내부에서 1차 방출되는 높은 농도의 대기 중 베타선은 측정이 가능하지만 원자력 시설에서 외부로의 누설량의 증가로 인해 발생하는 2차 대기 오염에 대해서는 측정이 불가능해진다.
기체가 아닌 액체 등의 매질에서는 베타선의 낮은 비정 때문에 측정이 어려운 단점을 가진다. 대기 중 확산뿐 만 아니라 주변 하천 지표수, 지하수, 해수 등의 여러 시료 종류에 따른 측정이 가능하지 못한 문제점을 가지고 있다.
따라서 방사선 비상 대응 분야에서 사고 발생 시 누설된 방사선의 방향 및 그 위험도를 평가하기 위해선 시설 주변의 환경 감시를 대기, 하천, 해양 등 복합적으로 수행 및 평가하여야 하지만 대기 중 고농도 베타선 확산 및 상기 시설 내 베타선 감시기만으로는 방사선 오염 확산을 평가하는데 무리가 있다.
이와 같은 문제점은 원자력시설의 사고 혹은 해체 환경 감시 분야에서 기준값 이상의 방사능 오염이 발생하였을 경우 대기 이외의 수중 베타선의 분석이 불가함에 따라 신속한 사고 대응 및 이상치 발생 처리가 늦어지고 오염 확산 등을 쉽게 알 수 없으며, 실험실에서 시료 채취하여 분석하였더라도 분석 시간이 상당히 소요되기 때문에 실시간 방사능 데이터 현황을 알 수 없다.
본 발명은 유기 폐액이 발생하지 않고, 실시간으로 방사능의 모니터링을 가능하게 하는 측정 장치 및 측정 방법을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 발명은 주변 하천, 지하수 관로, 공기 포집기 등을 이용하여 다양한 측정 대상에 적용이 가능한 현장 베타선 측정 장치 및 측정 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 일 양태에 따른 본 발명은 외부로부터 주입된 베타선 발광의 시료를 수용하고 상기 시료 유래의 베타선에 의한 섬광 검출이 수행되는 시료 수용부, 및 상기 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재를 포함하며, 상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것인, 현장 베타선 측정 장치에 사용할 수 있는 섬광 검출 용기를 제공한다.
다른 양태에 따른 본 발명은 상기 섬광 검출 용기, 및 상기 섬광 검출 용기의 양 말단 외부에 광전자증배관을 포함하는 현장 베타선 측정 장치를 제공한다.
다른 양태에 따른 본 발명은 외부로부터 베타선 발광의 시료를 섬광 검출 용기에 주입하는 단계, 및 상기 시료를 상기 섬광 검출 용기의 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재에 순차적으로 접촉시키는 단계를 포함하며, 상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것인 현장 베타선 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 현장 베타선 측정 장치를 이용하면, 해당 기술의 적용을 통해 실험실이 아닌 측정하고자 하는 현장에서 직접 장비를 설치하여 원격 및 자동화 기술을 적용하여 편리하게 액체 및 기체 중 베타선의 모니터링을 할 수 있는 장점이 있다.
또한, LSC(Liquid scintillator counter) 용액을 사용하지 않아 2차 폐기물이 발생하지 않는다는 두 가지 주요 장점을 가지며 이를 통해 다양한 베타 방출 핵종을 분석하여 연속적 방사능 감시 및 신속한 사고 대응 등의 기대효과를 야기할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 본 발명의 현장 베타선 측정 장치를 모식화한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 현장 베타선 측정 장치에 이용하는 섬광 검출 용기를 도시한 것이다. 노란색은 섬광체 함유 플라스틱 소재임을 나타낸 것이며, 좌측은 시료 수용부에 섬광체 함유 플라스틱이 함유된 것을 나타낸 것이며, 우측은 시료 수용부와 내부 충진 소재에 섬광체 함유 플라스틱이 함유된 것을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 본 발명의 현장 베타선 측정 장치에 이용하는 섬광 검출 용기의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 주요 베타 핵종 별 섬광 검출 용기 내 섬광체 플라스틱을 함유하는 내부 충진 소재의 유(with fiber)/무(no fiber) 차이에 따른 몬테칼로 전산모사 그래프이다.
도 5는 베타 핵종을 실험한 에너지 스펙트럼이다. 좌측은 동시계수 및 역동시계수를 적용하지 않은 raw 측정 값이며, 가운데 그래프는 동시계수를 적용한 에너지 스펙트럼이며, 우측 그래프는 역동시계수를 적용한 에너지 스펙트럼이다.
도 6은 다중에너지 베타 핵종 동시계수 에너지 스펙트럼이다.
도 7은 일 실시예에 따른 본 발명의 현장 베타선 측정 장치(좌) 및 섬광 검출 용기의 단면(우)을 모식화한 것이다.
일 양태에 따른 본 발명의 섬광 검출 용기는 외부로부터 주입된 베타선 발광의 시료를 수용하고 상기 시료 유래의 베타선에 의한 섬광 검출이 수행되는 시료 수용부, 및 상기 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재를 포함하며, 상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것이다.
본 발명의 발명자들은 베타선 측정에 의해 발생하는 유기 폐액의 양을 줄이고자 섬광체를 함유하는 플라스틱(이하, '플라스틱 섬광체'라고도 함)을 검출 용기로 사용하는 현장 베타선 측정 장치를 고안하였다. 이때 플라스틱 섬광체의 두께에 의해, 또는 베타선을 측정하고자 하는 시료와 섬광체의 접촉 면적이 낮음에 따라 베타선 측정이 정확하지 않게 되는 문제를 인식하였다.
이에, 유기 폐액을 발생시키지 않도록 플라스틱 섬광체를 이용하면서도 베타선 측정의 정확성을 높이기 위해, 섬광 검출 용기의 시료 수용부 내 내부 충진 부재를 배치함으로써 검출 시료와 섬광체와의 접촉 면적을 증가시키는 본 발명을 고안하였다.
도 2에는 상기 섬광 검출 용기의 시료의 단면을 도시하였다. 상기 단면은 시료의 흐름 방향에 수직 단면을 나타낸다.
일 구현예에서, 상기 섬광 검출 용기의 시료 수용부는 도 2에 도시한 바와 같이, 시료의 흐름 방향의 단면이 원형, 타원형 또는 사각형인 것일 수 있다.
상기 시료 수용부의 외경 및 내경 등의 크기는 베타 핵종의 비정 거리 및 내부 유체 용량 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 상기 시료 수용부의 단면이 원형인 경우, 예컨대 상기 시료 수용부의 직경은 1 내지 3 인치 등의 검출부 크기와 일치하며 검출기의 종류가 다양함에 따라 여러 사이즈로 적용이 가능한 것을 알 수 있다. 상기 단면의 면적이 넓을수록 검출되는 빛의 개수가 늘어 검출 효율이 증가될 수 있으나, 이때 배경 방사선 등의 영향이 커지는 문제 또한 있기 때문에 검출부의 크기를 고려하여 조정하는 것이 바람직할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 적어도 하나의 내부 충진 부재는 중공 원통형, 원통형, 시트형 및 섬유형 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖는 것일 수 있다.
도 3에는 상기 섬광 검출 용기의 단면의 예시를 도시하였다. 도 3에서 유색 면적이 섬광체 함유 플라스틱을 나타내며, 상기 내부 충진 부재가 중공 원통형(1)인 경우, 원통형(2)인 경우, 섬유형(3, 4)인 경우, 및 시트형(5)인 경우를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 상기 내부 충진 부재가 중공 원통형(1)인 경우, 약 3 mm의 비정을 가지는 Kr-85 기체 함유 시료의 베타선 측정을 위한 섬광 검출 용기로 이용될 수 있다. 상기 내부 충진 부재가 원통형(2)인 경우, 고에너지 베타선을 방출하는 Sr-90 및/또는 Y-90 액체 함유 시료의 베타선 측정을 위한 섬광 검출 용기로 이용될 수 있다. 예를 들어 상기 시료 수용부를 약 1 내지 1.5 cm의 두께가 되도록 준비하고, 2.3 MeV의 최대 방출 에너지를 가지는 Y-90을 효과적으로 검출할 수 있다. 또한, 상기 내부 충진 부재를 시트형(5)으로 준비하는 경우, 베타선 발광 액체 시료를 흐르게 하기 위해 시료 수용부 내 각 시트가 슬릿(slit)의 형태로 유로를 형성하게 배치할 수도 있다.
도 7의 섬유형 내부 충진 부재를 이용하는 경우, 내부 충진 부재를 다발로 배열하여(3, 4) 각 핵종의 비정에 맞게 촘촘히 배열하여 검출 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 섬광 검출 용기의 시료의 흐름 방향의 단면에 있어서, 상기 섬광체 함유 플라스틱의 면적은 시료의 섬광체와의 접촉 면적을 고려하여 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬광체 함유 플라스틱의 면적은 섬광 검출 용기의 크기, 길이, 두께 등에 따라 달라지기 때문에 이에 한정되는 것은 아니나, 도 3의 3번 및 4번 그림과 같이 5 mm 직경, 1 cm 길이의 파이버 1개가 추가되는 경우 개당 1 내지 2 cm3의 반응 단면적, 일 구현예에서 1.57 cm3의 반응 단면적을 증가시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 2인치(5.08 cm)의 외경을 갖는 5 mm의 두께와 1 cm 길이를 갖는 섬광 검출 용기의 단면적은 약 32 cm3이며, 파이버 1개당 1.57 cm3이 추가되어 파이버 16개가 추가되면 반응 단면적이 약 2배(32+16*1.57=57.1 cm3)가 되도록 할 수 있다.
상기 플라스틱 섬광체는 섬광체를 플라스틱 고분자에 넣어 중합반응을 이용하여 굳힌 것을 나타내는 것일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 섬광체는 이에 제한되는 것은 아니나, 무기 섬광체 물질, 유기 섬광체 물질 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 무기 섬광체 물질은 예를 들어 NaI(Ti), CsI(Ti), Zns(Ag), LiI(EU), CaF2(Eu) 및 BGO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 유기 섬광체 물질은 안트라센, 스틸벤 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 구현예에서, 상기 플라스틱은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 폴리비닐톨루엔 및 폴리스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 시료 수용부는 시료 주입부 및 시료 배출부를 포함하여, 연속식으로 베타선을 측정할 수 있는 것일 수 있다. 예컨대, 상기 시료 주입부와 시료 배출부는 각각 시료 수용부의 양 말단에 배치되는 것일 수 있다. 또한, 상기 시료 주입부와 시료 배출부는 시료 수용부의 양 말단에서 각각 상단 또는 하단에 배치되는 것일 수 있다. 또한, 플라스틱 섬광체를 포함하는 시료 수용부 및 내부 충진 부재와의 접촉면적을 증가시켜 검출 효율을 개선하기 위한 측면에서, 시료 주입부가 하단에 배치되는 경우, 상기 시료 배출부는 상단에 배치되는 것일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 현장 베타선 측정 장치는 상기 섬광 검출 용기의 양 말단 외부에 광전자증배광(PMT)을 포함하는 것일 수 있다.
상기 현장 베타선 측정 장치는 현장에서의 검출 효율성을 증가시키기 위하여, PMT, SiPM, 포토다이오드 등의 광 검출기를 여러 대 이용하는 것일 수 있다.
도 1에는 일 실시예에서 따른 상기 현장 베타선 측정 장치를 도시하였다. 도 1에 도시된 PMT 1, PMT 2, PMT 3 및 PMT 4는 각각 동시계수(Timing Coincidence)를 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 각 동시계수를 통해 획득한 신호는 역동시계수(Timing Anti-coincidence)를 적용하여 배경방사선에 의한 과측정을 방지 및 최소검출하한치 향상을 야기할 수 있다.
본 명세서 있어서, 상기 '(시간) 동시계수(Timing coincidence)'는 사용자가 지저한 시간 내에 양쪽 검출부에 들어온 신호를 인식하여 일정 시간 (수 nano seconds) 기준에 따라 이내에 차이를 가진 신호만 받는 신호처리이며, 이에 따라 전기적 잡음(ex. PMT noise 등)을 최소화할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 '(시간) 역동시계수(Timing Anti-coincidence)'란 사용자가 지정한 시간 이후에 양쪽 검출부에 들어온 신호를 인식하여 일정 시간 (수 nano seconds) 기준에 따라 시간 이상의 차이를 가진 신호만 받는 신호처리 기술이며, 이에 따라 배경방사선(Backgroud count) 저하를 할 수 있다.
도 5에는 각 신호처리 기술에 따른 Tc-99 베타 핵종의 측정값의 변화를 나타낸 실험값이다. 왼쪽은 16 ns의 기준을 가진 동시계수 및 역동시계수를 적용하지 않은 raw 측정값을 나타내며, 이때 에너지 스펙트럼에서는 PMT noise와 Tc-99 베타핵종과 배경방사선이 동시에 측정됨을 알 수 있다. 오른쪽 그래프는 동일한 구조에 역동시계수를 적용한 에너지 스펙트럼을 나타내며, PMT noise만 측정되었음을 알 수 있다.
일 구현예에서, 상기 현장 베타선 측정 장치는 배경 방사선 측정을 위한 배경 섬광 검출 용기를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 현장 베타선 측정 장치는 상기 배경 방사선 측정을 위한 광전자증배관을 더 포함하는 것일 수 있다.
도 1에는 베타선 발광 시료를 담지하는 섬광 검출 용기를 감싸는 또 다른 배경 섬광 검출 용기를 포함함으로써 우수선 및 토양으로부터 발생하는 배경방사선을 동시 계수된 값과 역동시 계수하여 크게 저감할 후 있다. 이때, 상기 배경 섬광 검출 용기는 플라스틱 섬광체를 포함하는 것이 바람직하다.
일 양태에 따른 본 발명의 현장 베타선 측정 방법은 외부로부터 베타선 발광의 시료를 섬광 검출 용기에 주입하는 단계, 및 상기 시료를 상기 섬광 검출 용기의 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재에 순차적으로 접촉시키는 단계를 포함하며, 상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것이다.
상기 섬광 검출 용기, 시료 수용부, 내부 충진 부재 및 플라스틱 섬광체는 상술한 바를 인용한다.
일 구현예에서, 상기 현장 베타선 측정 방법은 배경 방사선 측정을 위한 배경 섬광 검출 용기의 배경 방사선을 측정하는 단계를 포함하여, 상기 베타선 발광의 시료로부터 측정된 방사선과 상기 측정된 배경 방사선으로부터 상기 시료의 방사선을 계측하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방사선(또는 베타선)을 측정하는 것은, 방사선(또는 베타선)의 방출을 에너지 스펙트럼화하는 분광분석 기술(spectroscopy)의 적용을 통해 측정자가 원하는 채널 값(Region of interest, ROI)을 지정하여 핵종 구분을 할 수 있다.
도 6에는 다중 에너지 베타 핵종 동시계수 에너지 스펙트럼(최대 채널 약 1600 Ch& 800 Ch)을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 6에는 약 154 keV이 최대 에너지를 방출하는 C-14 핵종(저에너지)과 295 keV의 최대 에너지를 방출하는 Tc-99(고에너지)의 에너지 스펙트럼을 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 계수가 된 채널의 차이 값을 알 수 있기 때문에, 핵종 구분이 가능하므로 베타 분광분석의 적용을 가능하게 함을 알 수 있다.
일 구현예에서, 상기 현장 베타선 측정 방법은 상기 섬광 검출 용기에 시료 주입부를 통해 베타선 발광의 시료를 주입하고, 시료 배출부를 통해 계측 완료된 시료를 배출하는 단계를 포함하여, 연속식으로 베타선을 측정하는 것일 수 있다.

Claims (16)

  1. 외부로부터 주입된 베타선 발광의 시료를 수용하고 상기 시료 유래의 베타선에 의한 섬광 검출이 수행되는 시료 수용부, 및
    상기 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재를 포함하며,
    상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것인, 섬광 검출 용기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시료 수용부는 시료의 흐름 방향의 단면이 원형 또는 타원형인 것인 섬광 검출 용기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내부 충진 부재는 중공 원통형, 원통형, 시트형 및 섬유형 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖는 것인 섬광 검출 용기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬광체는 무기 섬광체 물질, 유기 섬광체 물질 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 섬광 검출 용기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 무기 섬광체 물질은 NaI(Ti), CsI(Ti), Zns(Ag), LiI(EU) 및 BGO로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인 섬광 검출 용기.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기 섬광체 물질은 안트라센, 스틸벤 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 섬광 검출 용기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱은 폴리비닐톨루엔 및 폴리스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 것인 섬광 검출 용기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 시료 수용부는 시료 주입부 및 시료 배출부를 포함하여, 연속식으로 베타선을 측정할 수 있는 것인 섬광 검출 용기.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 섬광 검출 용기; 및
    상기 섬광 검출 용기의 양 말단 외부에 광전자증배광(PMT)을 포함하는 것인 현장 베타선 측정 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    배경 방사선 측정을 위한 배경 섬광 검출 용기를 더 포함하는 것인 현장 베타선 측정 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 배경 방사선 측정을 위한 광전자증배관을 더 포함하는 것인 현장 베타선 측정 장치.
  12. 외부로부터 베타선 발광의 시료를 섬광 검출 용기에 주입하는 단계,
    및 상기 시료를 상기 섬광 검출 용기의 시료 수용부의 내부의 공간에서 상기 시료의 흐름 방향을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 내부 충진 부재에 순차적으로 접촉시키는 단계를 포함하며,
    상기 시료 수용부 및 내부 충진 부재는 섬광체 함유 플라스틱을 포함하는 것인, 현장 베타선 측정 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 시료 수용부는 시료의 흐름 방향의 단면이 원형 또는 타원형인 것인 현장 베타선 측정 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내부 충진 부재는 중공 원통형, 원통형, 시트형 및 섬유형 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖는 것인 현장 베타선 측정 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    배경 방사선 측정을 위한 배경 섬광 검출 용기의 배경 방사선을 측정하는 단계를 포함하여,
    상기 베타선 발광의 시료로부터 측정된 방사선과 상기 측정된 배경 방사선으로부터 상기 시료의 방사선을 계측하는 단계를 포함하는 것인 현장 베타선 측정 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 섬광 검출 용기에 시료 주입부를 통해 베타선 발광의 시료를 주입하고, 시료 배출부를 통해 계측 완료된 시료를 배출하는 단계를 포함하여, 연속식으로 베타선을 측정하는 것인, 현장 베타선 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11326526A (ja) * 1998-05-08 1999-11-26 Aloka Co Ltd 放射線測定装置
JP2004212224A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Tokyoto Koreisha Kenkyu Fukushi Shinko Zaidan 放射線検出装置
JP2007178336A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Mitsubishi Electric Corp 水モニタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11326526A (ja) * 1998-05-08 1999-11-26 Aloka Co Ltd 放射線測定装置
JP2004212224A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Tokyoto Koreisha Kenkyu Fukushi Shinko Zaidan 放射線検出装置
JP2007178336A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Mitsubishi Electric Corp 水モニタ

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