KR20210139036A - Intelligent apparatus and method of monitoring underwater radioactivity in real time - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to an intelligent real-time underwater radiation monitoring apparatus and method.
후쿠시마 원전 사고에서 보듯이 대기 중으로 방출된 다량의 방사성 핵종들이 낙진에 의하여 원거리의 해상으로 떨어지는 것뿐만 아니라 육상의 지표면 및 하천 등으로 떨어져 주위에 침적됨으로써 방사성 오염을 일으킨다.As seen in the Fukushima nuclear accident, a large amount of radionuclides released into the atmosphere not only fall into the distant sea due to fallout, but also fall to the surface of the land and into rivers, thereby causing radioactive contamination.
그리고 낙진 후 시간이 경과함에 따라 폭우, 태풍 등 기상조건에 따라 지표면 및 하전 바닥 등에 침적된 방사성 핵종들은 확산되어 2차 오염을 일으키게 된다. 따라서 일상적인 원자력 시설 주변의 환경 방사선의 감시뿐만 아니라 사고 대비 배경 방사선 준위확보 등을 위하여 다양한 방식의 환경 방사선 조사가 이루어지고 있다. And as time elapses after the fallout, radionuclides deposited on the surface of the earth and on the electric floor according to weather conditions such as heavy rain and typhoons spread and cause secondary pollution. Therefore, various methods of environmental radiation irradiation are being conducted not only to monitor the environmental radiation around nuclear facilities but also to secure the background radiation level in preparation for accidents.
그러나, 이들 대부분은 일정한 시점에 행해지는 시료 채취로부터 방사능 분석 결과를 도출하고 있으며, 실시간 연속 감시 측면에서의 한계가 존재한다. 특히, 원자력 시설 주변으로 다양한 하천, 저수지 및 댐 등이 있으며, 대부분 매월 또는 분기별 지표수 및 하천토를 채취하여 실험실에서의 시료분석이 행해지고 있다. However, most of them derive radioactivity analysis results from sampling performed at a certain point in time, and there is a limit in terms of real-time continuous monitoring. In particular, there are various rivers, reservoirs and dams around the nuclear power plant, and most of the samples are analyzed in the laboratory by collecting surface water and river soil on a monthly or quarterly basis.
하지만, 하천, 저수지 등은 인근 주민들의 식수 및 관계용수 등으로 활용되고 있기 때문에 실시간 감시가 필요하며, 실제 사고로 방사능 낙진에 의해 지표수와 하천토가 오염되었더라도 간헐적으로 행해지는 시료 채취를 통한 감시에는 한계가 있다.However, real-time monitoring is necessary because rivers and reservoirs are being used for drinking and related water by nearby residents. There are limits.
본 발명은, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능한 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an intelligent real-time underwater radiation monitoring apparatus and method capable of real-time monitoring of underwater radiation.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기; 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 서버; 및 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 2차 방사선 검출 모듈;를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a primary radiation detector fixed to the bottom of the water for measuring the radiation energy spectrum in the water; a server that determines whether an artificial radionuclide is detected based on the measured radiation energy spectrum, and transmits a control signal for collecting a water sample when the artificial radionuclide is detected as a result of the determination; and a secondary radiation detection module that collects a water sample according to the control signal; it provides an intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되며, 상기 서버는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하고, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the radiation energy spectrum is divided into a first region in which artificial radionuclides and natural radionuclides coexist and a second region in which only natural radionuclides exist, and the server includes the first It is determined whether the counting rate is increased in the region, and as a result of the determination, if the counting rate is increased in the first region, it is further determined whether the counting rate is increased in the second region, and when the counting rate is increased in the second region, the artificial radionuclide is It is determined that it is not detected, and when the counting rate is not increased in the second region, it may be determined that the artificial radionuclide is detected.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 서버는, 상기 제1 영역에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the server may determine that the counting rate is increased when the counting rate in the first region is greater than the average counting rate ± standard deviation.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 더 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the secondary radiation detection module may further perform a precise analysis on the collected water sample.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 인공 방사성 핵종은, I-131, Cs-134 및 CS-137 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 천연 방사성 핵종은, K-40, 우라늄 계열 및 토륨 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the artificial radionuclide includes at least one of I-131, Cs-134, and CS-137, and the natural radionuclide is at least one of K-40, uranium series and thorium series. may contain one.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 1차 방사선 검출기는, 저 분해능 방사선 검출기인 NaI 검출기를 포함하며, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기 및 HPGe 검출기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the primary radiation detector includes a NaI detector that is a low-resolution radiation detector, and the secondary radiation detection module includes an LBr 3 (CE) detector and an HPGe detector that is a high-resolution radiation detector. may include any one.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 2차 방사선 검출 모듈은, 채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버; 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 상기 정밀 분석용 시료 챔버로 유입시키거나 또는 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프; 상기 정밀 분석용 시료 챔버에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기; 및 상기 정밀 분석용 시료 챔버 및 상기 2차 방사선 검출기를 차폐시키는 차폐재;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the secondary radiation detection module includes: a sample chamber for precise analysis that receives the collected water sample; a pump for introducing a water sample into the sample chamber for precise analysis or discharging a received water sample to the outside according to the control signal; a secondary radiation detector for performing a precise analysis on the water sample accommodated in the sample chamber for precise analysis; and a shielding material for shielding the sample chamber for precise analysis and the secondary radiation detector.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치는, 측정된 상기 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 제어 신호를 수신하여 상기 2차 방사선 검출 모듈의 펌프를 구동하며, 상기 2차 방사선 검출기에 의해 수행된 정밀 분석 결과를 상기 서버로 전송하는 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the intelligent real-time underwater radiation monitoring device transmits the measured radiation energy spectrum in the water to the server, receives a control signal from the server, and operates the pump of the secondary radiation detection module The control module may further include; driving, and transmitting the precision analysis result performed by the secondary radiation detector to the server.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 영역은, 상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 200KeV 내지 750KeV인 우라늄 및 토륨 공존 영역이며, 상기 제2 영역은, 상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 1300KeV 내지 1600 KeV인 K-40 영역과, 1650KeV 내지 1900 KeV인 우라늄 계열 영역과, 2300KeV 내지 2700KeV인 토륨 계열 영역을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first region is a uranium and thorium coexistence region having a radiation energy of 200 KeV to 750 KeV in the radiation energy spectrum, and the second region has a radiation energy of 1300 KeV to 1300 KeV in the radiation energy spectrum. It may include a K-40 region of 1600 KeV, a uranium-based region of 1650 KeV to 1900 KeV, and a thorium-based region of 2300 KeV to 2700 KeV.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어 모듈은, 물 시료가 채취된 위치 정보를 상기 서버로 더 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control module may further transmit location information from which the water sample is collected to the server.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 제1 단계; 서버에서, 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하는 제2 단계; 상기 서버에서, 상기 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 제3 단계; 및 2차 방사선 검출 모듈에서, 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 제4 단계;를 포함하며, 상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되고, 상기 제2 단계는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하는 단계와, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in the primary radiation detector fixed to the bottom of the water, a first step of measuring the radiation energy spectrum in the water; a second step of determining, in the server, whether artificial radionuclides are detected based on the measured radiation energy spectrum; a third step of transmitting, in the server, a control signal for collecting a water sample when an artificial radionuclide is detected as a result of the determination; and a fourth step of collecting a water sample according to the control signal in the secondary radiation detection module, wherein the radiation energy spectrum includes a first region in which artificial radionuclides and natural radionuclides coexist, and natural radionuclides. It is divided into a second region in which only species exist, and the second step includes: determining whether the counting rate is increased in the first region; Further determining whether the counting rate is increased, and when the counting rate is increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is not detected, and when the counting rate is not increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is detected It provides an intelligent real-time underwater radiation monitoring method comprising the step of.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, it is determined whether an artificial radionuclide is detected based on the radiation energy spectrum in the water measured by the primary radiation detector fixed on the bottom of the water, and when the artificial radionuclide is detected, a water sample is collected. By using it for precise analysis, real-time monitoring of radioactivity in water is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치의 전체 구성도이다.
도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is an overall configuration diagram of an intelligent real-time underwater radiation monitoring device according to an embodiment of the present invention.
2A is a diagram illustrating a radiation energy spectrum measured at the underwater bottom of a river.
2B is a diagram illustrating a radiation energy spectrum measured in the water of a river.
3 is a flowchart illustrating an intelligent real-time underwater radiation monitoring method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치(100)의 전체 구성도이다. 도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이며, 도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.1 is an overall configuration diagram of an intelligent real-time underwater
본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치(100)는 1차 방사선 검출기(110), 2차 방사선 검출 모듈(120), 제어 모듈(130) 및 서버(140)를 포함할 수 있으며, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 정밀 분석용 시료 챔버(121), 2차 방사선 검출기(122), 정밀 분석용 시료 챔버(121)와 2차 방사선 검출기(122)를 차페시키는 차폐재(123), 펌프(124)를 포함할 수 있다.The intelligent real-time underwater
구체적으로, 1차 방사선 검출기(110)는 수중 바닥에 고정 설치되어 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 주기적으로 측정할 수 있다. 측정된 방사선 에너지 스페트럼은 제어 모듈(130)로 전달될 수 있다. Specifically, the
이러한 1차 방사선 검출기(110)는 저분해능의 방사선 검출기로, 예를 들면 NaI 검출기를 포함할 수 있다.The
도 2a는 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.2A is a diagram illustrating a radiation energy spectrum measured at the underwater bottom of a river.
하천의 수중 바닥은 하천토로 구성되며, 일반적인 지표면의 토양과 마찬가지로 다량의 천연 방사성 핵종(K-40, Bi-214와 같은 우라늄 계열, TI-208과 같은 토륨 계열)이 존재하며, 대략 10미터의 수중 바닥에서는, 도 2a에 도시된 바와 같은 방사선 에너지 스펙트럼을 나타낸다.The underwater bottom of the river is composed of river soil, and like the soil on the general surface of the earth, a large amount of natural radionuclides (uranium series such as K-40 and Bi-214, thorium series such as TI-208) exist, and the At the bottom of the water, it shows a spectrum of radiation energy as shown in Fig. 2a.
구체적으로, 제1 영역(에너지 대역은 대략 200KeV 내지 750KeV 사이)(210)에서는 우라늄 계열 및 토륨 계열의 천연 방사선 핵종(Bi-214, TI-208 등)이 검출되며, 이외에도 인공 방사성 핵종(I-131, Cs-134 및 CS-137)이 검출될 수 있다.Specifically, in the first region (the energy band is approximately between 200 KeV and 750 KeV) 210, uranium-based and thorium-based natural radionuclides (Bi-214, TI-208, etc.) are detected, and in addition to artificial radionuclides (I- 131, Cs-134 and CS-137) can be detected.
그리고, 제2 영역(220)은 천연 방사성 핵종이 존재하는 영역으로, K-40과 같은 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 1300KeV 내지 1600KeV 사이)(221), Bi-214와 같은 우라늄 계열의 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 1650KeV 내지 1900KeV 사이)(222), 그리고 TI-208과 같은 토륨 계열의 천연 방사성 핵종이 검출되는 영역(에너지 대역은 대략 2300KeV 내지 2700KeV 사이)(223)으로 구분될 수 있다.In addition, the
즉, I-131, Cs-134 및 CS-137과 같은 인공 방사성 핵종은 주로 제1 영역(210)에서 검출되므로, 도 2a에 도시된 바와 같은 하천의 수중 바닥에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 제1 영역(210)에서 계수율은 증가하게 된다. 하지만, 제1 영역(210)에서의 계수율 증가는 인공 방사성 핵종의 증가 외에도 천연 방사성 핵종이 증가에 의해서도 나타날 수 있으므로, 제1 영역(210)에서의 계수율의 증가가 인공 방사성 핵종에 의한 증가인지를 판단하기 위해서는 제2 영역(220)에서 계수율이 함께 증가되었는지 확인할 필요가 있다.That is, since artificial radionuclides such as I-131, Cs-134, and CS-137 are mainly detected in the
반면, 도 2b는 하천의 수중에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼을 도시한 도면이다.On the other hand, FIG. 2B is a diagram illustrating a radiation energy spectrum measured in the water of a river.
도 2b의 경우, 제2 영역(220)에서는 천연 방사성 핵종이 검출되지 않음을 알 수 있으며, 이로부터 수중에서는 천연 방사성 핵종의 영향이 없음을 알 수 있다.In the case of FIG. 2B , it can be seen that natural radionuclides are not detected in the
즉, 본 발명에서는 방사능, 특히 인공 방사성 핵종에 의한 방사선을 실시간으로 감시하기 위한 목적을 가지며, 이를 위해 수중 바닥에 1차 방사선 검출기(110)를 고정 설치한 후, 1차 방사선 검출기(110)에서 측정된 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 인공 방사선 핵종에 의한 방사선을 검출할 수 있다.That is, in the present invention, the present invention has the purpose of monitoring radioactivity, particularly radiation by artificial radionuclides in real time. From the measured radiation energy spectrum, it is possible to detect radiation caused by artificial radionuclides.
한편, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하거나 또는 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행할 수 있다. 이러한 2차 방사선 검출 모듈(120)은 지상에 설치될 수 있다.Meanwhile, the secondary
구체적으로, 2차 방사선 검출 모듈(120)은 채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버(121)와, 제어 신호에 따라 물 시료를 정밀 분석용 시료 챔버(121)로 유입시키거나 또는 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프(124)와, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기(122)와, 정밀 분석용 시료 챔버(121) 및 2차 방사선 검출기(122)를 차폐시키는 차폐재(123)를 포함할 수 있다. 상술한 차폐재(123)는 납 차폐재로, 백그라운드 방사선 준위를 줄이기 위한 것이다.Specifically, the secondary
한편, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에는 수중 바닥의 물 시료를 유입하기 위한 유입 파이프(P1)와 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 방류하기 위한 방류 파이프(P2)가 더 연결될 수 있으며, 유입 파이프(P1)와 방류 파이프(P2)에는 제어 밸브(V1, V2)가 각각 연결될 수 있다. 한편, 도 1에서는 도시하고 있지 않으나, 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료를 별도의 시료 채취 용기에 담기 위해 추가 파이프와 제어 밸브를 더 구비할 수도 있음은 물론이다. 별도의 시료 채취 용기에 담긴 물 시료는 알파 및 베타 핵종 등의 추가적인 정밀 분석을 위해 사용될 수 있다.On the other hand, the
2차 방사선 검출 모듈(120)의 2차 방사선 검출기(122)는 정밀 분석용 시료 챔버(121)에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 위한 것으로, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기, HPGe 검출기 등을 포함하는 것일 수 있다. 정밀 분석 결과는 제어 모듈(130)로 전달될 수 있다.The
한편, 서버(140)는 측정된 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되었는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가된 경우 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않은 경우 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있다.Specifically, the
구체적으로, 서버(140)는 제1 영역(210)에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있다.Specifically, the
마지막으로, 제어 모듈(130)은 1차 방사선 검출기(110)에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼 및 2차 방사선 검출기(122)에서 분석한 정밀 분석 결과를 서버(140)로 전송하거나, 또는 서버(140)로부터 제어 신호가 수신되면 2차 방사선 검출 모듈(120)의 펌프(124)를 구동하여 물 시료를 채취하거나 또는 채취된 물 시료를 방류할 수 있다. Finally, the
또한, 제어 모듈(130)은 물 시료가 채취된 위치 정보를 서버(140)로 더 전송할 수 있는데, 이와 같은 위치 정보의 전송을 통해 어느 지점의 감시 장치로부터 전송된 데이터인지를 파악할 수 있는 장점이 있다.In addition, the
상술한 제어 모듈(130)과 서버(140)는 근거리 또는 원거리 통신 네트워크 기술에 의해 연결될 수 있으며, 근거리 통신 네트워크 기술로, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 있으며, 원거리 통신 네트워크 기술로, Wibro(Wireless Broadband)망, WCDMA를 포함하는 이동 통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망, LTE 망을 포함하는 이동통신망, LTE advanced를 포함하는 이동통신망, 위성 통신망, 와이파이(Wi-Fi) 등이 있을 수 있다.The above-described
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.As described above, according to one embodiment of the present invention, it is determined whether artificial radionuclide is detected based on the radiation energy spectrum in the water measured by the primary radiation detector fixed to the underwater floor, and when the artificial radionuclide is detected By collecting water samples and using them for precise analysis, real-time monitoring of radioactivity in water is possible.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명하는 흐름도이다.On the other hand, Figure 3 is a flowchart illustrating an intelligent real-time underwater radiation monitoring method according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 2b에서 설명한 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, an intelligent real-time underwater radiation monitoring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 . However, for the sake of simplification of the invention, descriptions of the overlapping parts with those described in FIGS. 1 to 2B will be omitted.
도 1 및 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법은, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기(110)에서, 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정하는 단계에 의해 개시될 수 있다(S301). 측정된 방사선 에너지 스페트럼은 제어 모듈(130)을 통해 서버(140)로 전송될 수 있다.1 and 3, the intelligent real-time underwater radiation monitoring method according to an embodiment of the present invention, in the
이러한 1차 방사선 검출기(110)는 저분해능의 방사선 검출기로, 예를 들면 NaI 검출기를 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다.The
다음, 서버(140)는 측정된 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되었는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출되었다면 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다(S302 내지 S303).Next, the
구체적으로, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되는지 판단할 수 있다(S302). Specifically, the
구체적으로, 서버(140)는 제1 영역(210)에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단할 수 있음은 상술한 바와 같다.Specifically, as described above, the
판단 결과, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가된 경우 단계 S303으로 진행하며, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되지 않았다면 다시 단계 S301로 복귀한다.As a result of the determination, if the counting rate is increased in the
단계 S303에서, 서버(140)는 1차 방사선 검출기(110)에서 측정한 방사선 에너지 스펙트럼으로부터 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되는지 더 판단할 수 있다.In step S303 , the
판단 결과, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우라면 단계 S301으로 진행하며, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않았다면 단계 S304로 진행한다. As a result of the determination, if the counting rate is increased in the
실시 형태에 따라서는, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가된 경우에 폭우나 태풍 등으로 인해 수중 바닥에 토사가 쌓인 경우일 수 있으므로, 현장을 점검하거나 기타 천연 방사선 핵종의 계수율 증가 원인을 따로 파악하는 등의 조치를 취할 수 있다.Depending on the embodiment, when the counting rate is increased in the
단계 S304에서, 서버(140)는 물 시료 채취를 위한 제어 신호를 제어 모듈(130)로 전송할 수 있으며, 이에 따라 제어 모듈(130)은 펌프(124), 밸브(V1, V2)를 제어하여 물 시료를 채취할 수 있다. In step S304 , the
즉, 제1 영역(210)에서 계수율이 증가되었으나, 제2 영역(220)에서 계수율이 증가되지 않은 경우 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단할 수 있기 때문에, 2차 방사선 검출기(122)에서 정밀 분석을 수행하기 위해 물 시료를 채취할 수 있다. That is, if the counting rate is increased in the
다음, 단계 S305에서, 2차 방사선 검출 모듈(120) 중 2차 방사선 검출기(122)는 채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행할 수 있다(S305). 정밀 분석 결과는 제어 모듈(130)을 통해 서버(140)로 전송될 수 있으며, 2차 방사선 검출기(122)는 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기, HPGe 검출기 등을 포함하는 것일 수 있음은 상술한 바와 같다.Next, in step S305 , the
마지막으로, 채취한 물 시료는 방류되거나 또는 추가적인 정밀 분석을 위해 별도의 시료 채취 용기에 보관될 수 있다(S306).Finally, the collected water sample may be discharged or stored in a separate sample collection container for further detailed analysis (S306).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 바닥에 고정 설치된 1차 방사선 검출기에서 측정된 수중의 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하여 정밀 분석에 이용함으로써, 수중 방사능의 실시간 감시가 가능하다.As described above, according to one embodiment of the present invention, it is determined whether artificial radionuclide is detected based on the radiation energy spectrum in the water measured by the primary radiation detector fixed to the underwater floor, and when the artificial radionuclide is detected By collecting water samples and using them for precise analysis, real-time monitoring of radioactivity in water is possible.
상술한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The intelligent real-time underwater radiation monitoring method according to an embodiment of the present invention described above may be produced as a program to be executed on a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like. In addition, the computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected through a network, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And a functional program, code, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, '~ 모듈'은 다양한 방식, 예를 들면 프로세서, 프로세서에 의해 수행되는 프로그램 명령들, 소프트웨어 모듈, 마이크로 코드, 컴퓨터 프로그램 생성물, 로직 회로, 애플리케이션 전용 집적 회로, 펌웨어 등에 의해 구현될 수 있다.In addition, in describing the present invention, '~ module' means a processor, program instructions executed by the processor in various ways, for example, a software module, microcode, computer program product, logic circuit, application-specific integrated circuit, firmware and the like can be implemented.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is intended to limit the scope of rights by the appended claims, and it is to those skilled in the art that various forms of substitution, modification and change can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. it will be self-evident
100: 수중 방사능 감시 장치
110: 1차 방사선 검출기
120: 2차 방사선 검출 모듈
121: 정밀 분석용 시료 챔버
122: 2차 방사선 검출기
123: 차폐재
124: 펌프
130: 제어 모듈
140: 서버
V1, V2: 밸브
P1, P2: 파이프100: underwater radiation monitoring device
110: primary radiation detector
120: secondary radiation detection module
121: sample chamber for precision analysis
122: secondary radiation detector
123: shielding material
124: pump
130: control module
140: server
V1, V2: valve
P1, P2: pipe
Claims (12)
측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하고, 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 서버; 및
상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 2차 방사선 검출 모듈;
를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
a primary radiation detector fixed on the bottom of the water to measure the radiation energy spectrum in the water;
a server that determines whether an artificial radionuclide is detected based on the measured radiation energy spectrum, and transmits a control signal for collecting a water sample when the artificial radionuclide is detected as a result of the determination; and
a secondary radiation detection module for collecting a water sample according to the control signal;
Including, intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 방사선 에너지 스펙트럼은,
인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
According to claim 1,
The radiation energy spectrum is
An intelligent real-time underwater radiation monitoring device that is divided into a first area where artificial radionuclides and natural radionuclides coexist and a second area where only natural radionuclides exist.
상기 서버는,
상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하고,
상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하며,
상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
3. The method of claim 2,
The server is
It is determined whether the counting rate is increased in the first area,
As a result of the determination, if the counting rate is increased in the first region, it is further determined whether the counting rate is increased in the second region,
When the counting rate is increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is not detected, and when the counting rate is not increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is detected, intelligent real-time underwater radiation monitoring device .
상기 서버는,
상기 제1 영역에서의 계수율이, 평균 계수율 ± 표준 편차보다 클 때 계수율이 증가된 것으로 판단하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
4. The method of claim 3,
The server is
When the counting rate in the first area is greater than the average counting rate ± standard deviation, it is determined that the counting rate is increased, intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 2차 방사선 검출 모듈은
채취된 물 시료에 대한 정밀 분석을 더 수행하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
According to claim 1,
The secondary radiation detection module is
An intelligent real-time underwater radiation monitoring device that further performs precise analysis of the collected water samples.
상기 인공 방사성 핵종은, I-131, Cs-134 및 CS-137 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 천연 방사성 핵종은, K-40, 우라늄 계열 및 토륨 계열 중 적어도 하나를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
3. The method of claim 2,
The artificial radionuclide includes at least one of I-131, Cs-134 and CS-137,
The natural radionuclide, comprising at least one of K-40, uranium-based and thorium-based, intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 1차 방사선 검출기는, 저 분해능 방사선 검출기인 NaI 검출기를 포함하며,
상기 2차 방사선 검출 모듈은, 고 분해능 방사선 검출기인 LBr3(CE) 검출기 및 HPGe 검출기 중 어느 하나를 포함하는,
지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
6. The method of claim 5,
The primary radiation detector includes a NaI detector that is a low-resolution radiation detector,
The secondary radiation detection module includes any one of a high-resolution radiation detector LBr 3 (CE) detector and HPGe detector,
Intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 2차 방사선 검출 모듈은,
채취된 물 시료를 수용하는 정밀 분석용 시료 챔버;
상기 제어 신호에 따라 물 시료를 상기 정밀 분석용 시료 챔버로 유입시키거나 또는 수용된 물 시료를 외부로 방류하는 펌프;
상기 정밀 분석용 시료 챔버에 수용된 물 시료에 대한 정밀 분석을 수행하는 2차 방사선 검출기; 및
상기 정밀 분석용 시료 챔버 및 상기 2차 방사선 검출기를 차폐시키는 차폐재;
를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
According to claim 1,
The secondary radiation detection module,
a sample chamber for precision analysis to receive the collected water sample;
a pump for introducing a water sample into the sample chamber for precise analysis or discharging a received water sample to the outside according to the control signal;
a secondary radiation detector for performing a precise analysis on the water sample accommodated in the sample chamber for precise analysis; and
a shielding material for shielding the sample chamber for precise analysis and the secondary radiation detector;
Including, intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치는,
측정된 상기 수중의 방사선 에너지 스펙트럼을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 제어 신호를 수신하여 상기 2차 방사선 검출 모듈의 펌프를 구동하며, 상기 2차 방사선 검출기에 의해 수행된 정밀 분석 결과를 상기 서버로 전송하는 제어 모듈;
을 더 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
9. The method of claim 8,
The intelligent real-time underwater radiation monitoring device,
The measured radiation energy spectrum in the water is transmitted to the server, a control signal is received from the server to drive the pump of the secondary radiation detection module, and the precision analysis result performed by the secondary radiation detector is transmitted to the server a control module that transmits to;
Further comprising, an intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 제1 영역은,
상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 200KeV 내지 750KeV인 우라늄 및 토륨 공존 영역이며,
상기 제2 영역은,
상기 방사선 에너지 스펙트럼에서 방사선 에너지가 1300KeV 내지 1600 KeV인 K-40 영역과, 1650KeV 내지 1900 KeV인 우라늄 계열 영역과, 2300KeV 내지 2700KeV인 토륨 계열 영역을 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
3. The method of claim 2,
The first area is
A uranium and thorium coexistence region having a radiation energy of 200 KeV to 750 KeV in the radiation energy spectrum,
The second area is
In the radiation energy spectrum, the radiation energy is 1300 KeV to 1600 KeV in the K-40 region, 1650 KeV to 1900 KeV in the uranium-based region, and the thorium-based region of 2300 KeV to 2700 KeV, Intelligent real-time underwater radiation monitoring device.
상기 제어 모듈은,
상기 물 시료가 채취된 위치 정보를 상기 서버로 더 전송하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 장치.
10. The method of claim 9,
The control module is
An intelligent real-time underwater radiation monitoring device that further transmits the location information from which the water sample was collected to the server.
서버에서, 측정된 상기 방사선 에너지 스펙트럼에 기초하여 인공 방사성 핵종이 검출되는지 판단하는 제2 단계;
상기 서버에서, 상기 판단 결과, 인공 방사성 핵종이 검출된 경우 물 시료를 채취하기 위한 제어 신호를 전송하는 제3 단계; 및
2차 방사선 검출 모듈에서, 상기 제어 신호에 따라 물 시료를 채취하는 제4 단계;를 포함하며,
상기 방사선 에너지 스펙트럼은, 인공 방사성 핵종과 천연 방사성 핵종이 공존하는 제1 영역과, 천연 방사성 핵종만 존재하는 제2 영역으로 구분되고,
상기 제2 단계는, 상기 제1 영역에서 계수율이 증가되는지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 제1 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되는지 더 판단하는 단계와, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가된 경우 상기 인공 방사성 핵종은 검출되지 않은 것으로 판단하며, 상기 제2 영역에서 계수율이 증가되지 않은 경우 상기 인공 방사성 핵종이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 지능형 실시간 수중 방사능 감시 방법.A first step of measuring the radiation energy spectrum in the water in the primary radiation detector fixed to the bottom of the water;
a second step of determining, in the server, whether artificial radionuclides are detected based on the measured radiation energy spectrum;
a third step of transmitting, in the server, a control signal for collecting a water sample when an artificial radionuclide is detected as a result of the determination; and
a fourth step of collecting a water sample according to the control signal in the secondary radiation detection module;
The radiation energy spectrum is divided into a first region in which artificial radionuclides and natural radionuclides coexist, and a second region in which only natural radionuclides exist,
The second step may include determining whether the counting rate is increased in the first region, and further determining whether the counting rate is increased in the second region when the counting rate is increased in the first region as a result of the determination; When the counting rate is increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is not detected, and when the counting rate is not increased in the second region, it is determined that the artificial radionuclide is detected. Intelligent real-time underwater radioactivity monitoring method.
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KR20180063811A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 한국원자력연구원 | A method for detecting a radionuclide, a process for detecting a radionuclide using the same, and a radiation detecting devece for the same |
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