KR20220147928A - 폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법 - Google Patents

폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시료로부터 추출된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 효율적으로 포집할 수 있는 폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛은, 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집하기 위한 폴로늄 포집유닛으로서, 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크; 상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징; 내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 분리 가능하게 결합되는 고정부재; 및 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바;를 포함하고, 폴로늄 함유 용액 속에 잠겨 상기 포집면에 폴로늄을 포집하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법{POLONIUM COLLECTING UNIT, POLONIUM MEASURING APPARATUS HAVING THE SAME AND POLONIUM MEASURING METHOD}
본 발명은 폴로늄 포집유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료로부터 추출된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집할 수 있는 폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방사성 원소의 불안정한 원자핵은 안정한 원자핵이 되기 위해서 여러 번의 핵붕괴를 하는데, 이때, 특정한 에너지의 알파선, 베타선, 감마선을 방출하게 된다.
방사성 원소는 자연에 존재하는 천연방사성핵종과 인공적으로 만들어지는 인공방사성핵종으로 나눌 수 있다. 천연 및 인공방사성핵종의 구분 없이 방사성 원소의 농도, 선량, 선질 등에 따라 일정 기준 이상 노출되었을 때 사람과 환경에 영향을 줄 수 있다.
폴로늄(Polonium)은 방사성원소로서 총 42종의 동위원소가 존재하며, 이 중 7종은 천연방사성핵종으로서 우라늄 및 토륨 붕괴계열 핵종이다. 폴로늄-210은 대기 중으로 방출되는 라돈-222의 딸핵종으로서 건식 및 습식 침적을 통해서 모든 환경 중에 존재한다. 폴로늄-210은 반감기가 138일이고 5.3 MeV의 알파 입자를 방출하며 안정 동위원소인 납-206으로 변환된다.
폴로늄-210은 물질 입자 표면에 잘 흡착되는 성질이 있으며, 음용수 및 음식물의 섭취와 흡연을 통해서 인체로 흡인되면 체내 축적되어 지속적인 내부피폭을 유발할 수 있다.
알파입자는 비정이 짧고 투과력이 약하기 때문에 폴로늄-210에서 방출된 알파 입자는 멀리 이동할 수 없으며, 아주 가까운 영역에 많은 양의 에너지를 전달하여 세포를 죽이거나 손상시킬 수 있다.
폴로늄 분석에는 주로 알파분광분석법이 사용된다. 알파분광분석을 위해서는 측정에 알맞은 형태의 측정용선원 제작이 필요하다. 현재, 폴로늄 측정용선원 제작을 위한 다양한 장치가 사용되고 있다. 그러나 종래의 폴로늄 측정용선원 제작을 위한 장치는 사용이 복잡하고, 부피가 크며, 가격이 비싼 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제1974503호(2019. 04. 25.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 시료로부터 추출된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 효율적으로 포집할 수 있는 폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛은, 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집하기 위한 폴로늄 포집유닛으로서, 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크; 상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징; 내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 분리 가능하게 결합되는 고정부재; 및 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바;를 포함하고, 폴로늄 함유 용액 속에 잠겨 상기 포집면에 폴로늄을 포집하는 것을 특징으로 한다.
상기 수용부의 내주면에는 하우징 나사부가 구비되고, 상기 고정부재의 외주면에는 상기 하우징 나사부에 맞물리는 고정부재 나사부가 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛은, 상기 메탈디스크의 타면에 폴로늄이 부착되는 것을 방지하기 위해 상기 메탈디스크의 타면을 덮는 커버;를 포함할 수 있다.
상기 마그네틱바는 상기 하우징과 인서트 사출될 수 있다.
상기 받침부는 십자 모양으로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 폴로늄 측정장치는, 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집 및 측정하기 위한 폴로늄 측정장치로서, 폴로늄 함유 용액이 담기는 교반 용기; 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 포집하기 위해 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크를 구비하고, 폴로늄 함유 용액 속에 잠기도록 상기 교반 용기 속에 배치되는 폴로늄 포집유닛; 상기 교반 용기가 놓이는 핫플레이트를 구비하고, 상기 교반 용기 내부에 열과 자력을 가하는 가열교반기; 및 상기 메탈디스크가 수용될 수 있는 챔버와, 상기 메탈디스크에 포집된 폴로늄으로부터 방출되는 알파선을 검출하기 위해 상기 챔버 속에 설치되는 디텍터를 구비하는 알파선 측정기;를 포함하고, 상기 폴로늄 포집유닛은, 상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징과, 내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 결합되는 고정부재와, 상기 가열교반기에서 발생하는 자력에 의해 상기 하우징과 함께 회전할 수 있도록 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴로늄 측정장치는, 상기 메탈디스크가 수용될 수 있도록 상기 메탈디스크에 대응하는 형상의 받침판 홈을 구비하고, 상기 챔버 속에 배치되어 상기 메탈디스크를 지지하는 받침판;을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 폴로늄 측정방법은, 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집 및 측정하기 위한 폴로늄 측정방법으로서, (a) 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크와, 상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징과, 내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 결합되는 고정부재와, 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바를 포함하는 폴로늄 포집유닛을 준비하는 단계; (b) 폴로늄 함유 용액이 담기는 교반 용기 속에 상기 폴로늄 포집유닛을 폴로늄 함유 용액 속에 잠기도록 배치하는 단계; (c) 상기 교반 용기를 열과 자력을 가할 수 있는 가열교반기의 핫플레이트 위에 배치하여 상기 폴로늄 함유 용액을 가열하고 상기 폴로늄 포집유닛을 회전시키면서 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 상기 메탈디스크에 포집하는 단계; 및 (d) 상기 메탈디스크를 알파선을 검출하기 위한 디텍터가 설치된 알파선 측정기의 챔버 속에 배치하고, 상기 메탈디스크에 포집된 폴로늄으로부터 방출되는 알파선을 검출하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛은 크기가 작고 가벼우며, 단순한 구조로 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 효과적으로 포집할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛은 조립 및 분해가 용이하고, 사용이 편리하며, 제조 단가가 낮아 실용적이다.
또한 본 발명에 따른 폴로늄 측정장치는 단순한 구조의 폴로늄 포집유닛을 이용함으로써 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 효과적으로 포집 및 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치의 폴로늄 포집유닛을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치의 폴로늄 포집유닛을 분해하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치의 폴로늄 포집유닛을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치의 폴로늄 포집유닛이 담긴 교반 용기가 가열교반기 위에 놓인 모습을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치의 알파선 측정기를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정방법을 단계별로 나타낸 공정도이다.
이하, 본 발명에 따른 폴로늄 포집유닛 및 이를 포함하는 폴로늄 측정장치와, 폴로늄 측정방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치는 폴로늄을 포집하기 위한 폴로늄 포집유닛(100)과, 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액(S)을 수용할 수 있는 교반 용기(200)와, 교반 용기(200)에 열과 자력을 가할 수 있는 가열교반기(400)와, 폴로늄 포집유닛(100)에 포집된 폴로늄에서 방출되는 알파선을 측정할 수 있는 알파선 측정기(500)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치는 폴로늄 포집유닛(100)을 통해 폴로늄 함유 용액에 함유된 폴로늄을 포집하고, 알파선 측정기(500)를 이용하여 폴로늄 포집유닛(100)이 포집한 폴로늄에서 방출되는 알파선을 측정함으로써 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄의 양을 측정할 수 있다.
폴로늄 함유 용액은 토양 등에서 채취된 시료로부터 추출될 수 있다. 시료에서 폴로늄 함유 용액을 추출하는 방법은 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 고체 상태의 시료를 동결 건조 및 동결 분쇄시켜 물리화학적 방법으로 전처리하여 액체 상태로 만들고, 액체 시료를 분리 및 정제하여 폴로늄 함유 용액을 추출할 수 있다. 폴로늄 함유 용액을 추출하는 공지된 방법으로는 Extraction chromatographic Separation, Liquid-liquid Extraction methods, Ion Exchange chromatography 등이 있다.
폴로늄 포집유닛(100)은 메탈디스크(110)와, 메탈디스크(110)를 수용할 수 있는 하우징(120)과, 메탈디스크(110)를 하우징(120)에 고정하기 위한 고정부재(140)를 포함한다.
메탈디스크(110)는 원판 모양으로 이루어진다. 메탈디스크(110)의 일면에는 폴로늄이 부착되는 포집면(111)이 마련된다. 포집면(111)은 균질하고 매끈하게 폴리싱 처리된 것이 좋다. 매끈하게 폴리싱 처리된 포집면(111)에 포집된 폴로늄들에서 방출되는 알파 입자의 방출 방향은 상대적으로 균일하게 나타난다. 그러나 울퉁불퉁하고 거친 포집면에 포집된 폴로늄들에서 방출되는 알파 입자의 방출 방향은 불균일할 수밖에 없다. 따라서 매끈하게 폴리싱 처리된 포집면(111)은 알파선 측정기(500)를 이용하여 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄을 측정하는 과정에서 폴로늄의 측정 효율 및 측정 정확도를 높이는데 유리하게 작용한다.
메탈디스크(110)의 타면에는 커버(112)가 부착된다. 커버(112)는 메탈디스크(110)의 타면을 덮어 메탈디스크(110)의 타면에 폴로늄이 부착되는 것을 방지한다. 메탈디스크(110)의 타면에 포집되는 폴로늄은 알파선 측정기(500)에서 검출되지 않는다. 따라서 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄 중에서 일부가 메탈디스크(110)의 타면에 부착되면 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄의 양에 대한 측정 정확도가 떨어지는 문제가 생긴다. 커버(112)는 그러한 문제를 방지할 수 있다.
메탈디스크(110)는 폴로늄이 포집될 수 있는 은, 니켈, 스테인리스 스틸, 구리 등 다양한 메탈로 이루어질 수 있다.
메탈디스크(110)는 도시된 것과 같은 원판형 이외에, 일면에 폴로늄이 부착될 수 있는 포집면이 마련된 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
하우징(120)은 메탈디스크(110)를 내부에 수용할 수 있는 수용부(121)와, 수용부(121)의 하부에 배치되는 받침부(126)를 포함한다. 하우징(120)은 마찰계수가 작은 테플론 수지나 그 밖의 다양한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
수용부(121)는 메탈디스크(110)가 수용되는 수용공간(122)과, 메탈디스크(110)를 떠받치는 평평한 장착면(123)을 갖는다. 수용부(121)는 메탈디스크(110) 형상에 대응하도록 원통형으로 이루어진다. 수용부(121)의 내주면에는 고정부재(140)를 고정하기 위한 하우징 나사부(124)가 구비된다.
받침부(126)는 수용부(121)의 하부로부터 하측으로 돌출된다. 받침부(126)의 하측에는 폴로늄 함유 용액(S)이 담기는 교반 용기(200)의 바닥에 접하는 받침면(127)이 구비된다. 받침면(127)은 교반 용기(200)의 평평한 바닥에 안정적으로 놓일 수 있도록 평평한 것이 좋다. 받침부(126)는 십자형으로 이루어진다. 십자형의 받침부(126)는 교반 용기(200)의 바닥에 안정적으로 놓이면서 교반 용기(200) 바닥과의 마찰을 줄이는데 유리하다. 하우징(120)은 십자형의 받침부(126)가 교반 용기(200)의 바닥에 놓인 상태에서 가열교반기(400)가 발생하는 자력에 의해 고속으로 회전할 수 있다. 또한 십사형의 받침부(126)는 폴로늄 함유 용액(S) 속에서 고속으로 회전함으로써 폴로늄 함유 용액(S)을 더욱 활발하게 교반시킬 수 있다.
받침부(126)의 내부에는 마그네틱바(130)가 배치된다. 마그네틱바(130)는 하우징(120)의 폭보다 짧은 막대 모양으로 이루어진다. 마그네틱바(130)는 하우징(120)과 인서트 사출될 수 있다. 하우징(120)에 마그네틱바(130)가 내장됨으로써 하우징(120)은 가열교반기(400)에서 발생하는 자력에 의해 회전할 수 있다.
하우징(120)은 도시된 구조 이외에, 메탈디스크(110)를 수용할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 하우징(120)과 마그네틱바(130)의 결합 방식은 인서트 사출 방식 이외의 다양한 다른 방식이 이용될 수 있다.
고정부재(140)는 내부에 관통홀(141)이 형성된 중공형으로 이루어진다. 고정부재(140)의 외주면에는 하우징(120)의 하우징 나사부(124)에 맞물릴 수 있는 고정부재 나사부(142)가 구비된다. 고정부재(140)는 적어도 일부분이 하우징(120) 속에 삽입되도록 하우징(120)에 나사 결합될 수 있다. 고정부재(140)는 마찰계수가 작은 테플론 수지나 그 밖의 다양한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 고정부재(140)는 수용공간(122)에 수용되는 메탈디스크(110)의 가장자리에 접하여 메탈디스크(110)를 하우징(120)의 장착면(123) 측으로 가압한다. 고정부재(140)에 의해 메탈디스크(110)가 수용공간(122) 속에서 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있다.
고정부재(140)는 도시된 구조 이외에, 하우징(120)에 결합되어 메탈디스크(110)를 하우징(120)에 고정할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
도 5에 나타낸 것과 같이, 교반 용기(200)는 폴로늄 함유 용액(S)과 폴로늄 포집유닛(100)을 수용할 수 있는 크기로 이루어진다. 교반 용기(200)의 상부는 개방되고 교반 용기(200)의 상부에는 뚜껑(300)이 결합될 수 있다. 교반 용기(200) 내에서 가열되는 폴로늄 함유 용액(S)은 증발하여 교반 용기(200)의 개방된 상부로 배출될 수 있다. 뚜껑(300)은 교반 용기(200)를 덮음으로써 교반 용기(200)에서 빠져나가는 폴로늄 함유 용액(S)의 양을 줄여주거나, 폴로늄 함유 용액(S)이 교반 용기(200)에서 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 뚜껑(300)은 중앙 부분이 볼록한 모양, 또는 그 밖에 교반 용기(200)를 덮을 수 있는 다양한 모양으로 이루어질 수 있다.
가열교반기(400)는 교반 용기(200)가 놓일 수 있는 평평한 상면을 갖는 핫플레이트(410)를 포함한다. 가열교반기(400)는 핫플레이트(410) 위에 놓이는 교반 용기(200) 내부에 열과 자력을 가할 수 있다. 가열교반기(400)로는 공지된 다양한 형태의 것이 이용될 수 있다. 가열교반기(400)는 열을 가하기 위한 히터와, 자력을 가하기 위해 회전하는 마그네트를 포함할 수 있다.
가열교반기(400)는 폴로늄 함유 용액(S) 속에 함유된 폴로늄이 메탈디스크(110)에 부착되기 적합한 조건을 만들어준다. 즉 가열교반기(400)는 교반 용기(200) 내부에 열을 가하여 교반 용기(200)에 수용된 폴로늄 함유 용액(S)을 사전 설정된 온도(예를 들어, 수십도에서 100도 이상)로 가열한다. 또한 가열교반기(400)는 교반 용기(200) 내부에 자력을 가하여 마그네틱바(130)를 갖는 폴로늄 포집유닛(100)을 폴로늄 함유 용액(S) 속에서 고속으로 회전시킴으로써 폴로늄 함유 용액(S)을 교반시킨다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 알파선 측정기(500)는 메탈디스크(110)가 수용될 수 있는 챔버(510)와, 디텍터(520)를 포함한다. 디텍터(520)는 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄으로부터 방출되는 알파선을 검출하여 전기 신호를 발생한다. 알파선 측정기(500)는 폴로늄에서 방출되는 알파선을 검출하는 방식으로 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄의 양을 측정할 수 있다. 알파선 측정기(500)는 측정된 결과를 그래프 등으로 출력할 수 있다.
알파선 측정기(500)는 도시된 구조 이외에, 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄에서 방출되는 알파선을 검출하여 폴로늄을 검출할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
폴로늄 포집유닛(100)의 메탈디스크(110)는 받침판(600)에 장착되어 알파선 측정기(500)의 챔버(510) 속에 놓일 수 있다. 받침판(600)은 메탈디스크(110)가 수용될 수 있도록 메탈디스크(110)에 대응하는 형상의 받침판 홈(610)을 갖는다. 받침판(600)은 알파선 측정기(500)의 레일(530) 위에 얹혀져서 메탈디스크(110)를 디텍터(520)와 마주하도록 떠받친다.
받침판(600)은 도시된 구조 이외에, 메탈디스크(110)를 떠받칠 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 받침판(600)에 구비되는 받침판 홈(610)은 메탈디스크(110)의 형상에 맞춰 그 형상이 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는 상술한 것과 같은 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치를 이용하여 폴로늄 함유 용액(S)에서 폴로늄을 포집 및 측정하는 구체적인 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정방법은 도 7에 나타낸 것과 같이, 폴로늄 함유 용액 추출 단계(S10)와, 폴로늄 포집 단계(S20)와, 폴로늄 방출 알파선 측정 단계(S30)를 포함한다.
폴로늄 함유 용액 추출 단계(S10)는 채취된 고체 시료로부터 폴로늄 함유 용액(S)을 추출하는 단계이다. 이 단계에서, 고체 상태의 시료를 동결 건조 및 동결 분쇄시켜 물리화학적 방법으로 전처리하여 액체 상태로 만들고, 액체 시료를 분리 및 정제하는 등의 방법으로 폴로늄 함유 용액(S)을 추출할 수 있다. 이 단계에서 추출되는 폴로늄 함유 용액(S)은 산성을 띨 수 있다.
다음으로, 폴로늄 포집 단계(S20)는 앞서 설명한 것과 같은 폴로늄 포집유닛(100)으로 폴로늄 함유 용액(S)에 함유된 폴로늄을 포집하는 단계이다. 이 단계는 다음과 같은 과정으로 수행될 수 있다.
도 5에 나타낸 것과 같이, 추출된 폴로늄 함유 용액(S)을 적당량 교반 용기(200) 속에 담고, 폴로늄 포집유닛(100)을 폴로늄 함유 용액(S) 속에 잠기도록 교반 용기(200) 내부에 위치시킨다. 그리고 폴로늄 함유 용액(S)과 폴로늄 포집유닛(100)이 담긴 교반 용기(200)를 가열교반기(400)의 핫플레이트(410) 위에 배치하고 가열교반기(400)를 작동시킨다. 가열교반기(400)는 교반 용기(200) 내부에 열을 가하여 교반 용기(200)에 수용된 폴로늄 함유 용액(S)을 사전 설정된 온도로 가열하고, 교반 용기(200) 내부에 자력을 가한다.
이때, 폴로늄 포집유닛(100)의 마그네틱바(130)가 자력의 영향으로 회전력을 받아 폴로늄 포집유닛(100)이 폴로늄 함유 용액(S) 속에서 고속으로 회전하게 된다. 따라서 가열된 폴로늄 함유 용액(S)이 균일하게 교반되면서 폴로늄 함유 용액(S) 속에 함유된 폴로늄이 폴로늄 포집유닛(100)의 메탈디스크(110) 표면에 원활하게 부착된다. 이 단계에서 폴로늄 함유 용액(S)의 가열 온도와 폴로늄 포집유닛(100)의 회전 속도, 가열교반기(400)의 작동 시간 등의 조건은 폴로늄 함유 용액(S)의 양이나 주위 환경 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
다음으로, 폴로늄 방출 알파선 측정 단계(S30)는 앞서 설명한 것과 같은 알파선 측정기(500)로 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄의 양을 측정하는 단계이다. 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄의 양을 측정하기 위해 메탈디스크(110)는 하우징(120)에서 분리되어 받침판(600)으로 옮겨진다.
폴로늄 포집 단계(S20)에서 폴로늄 포집이 완료되면, 폴로늄 포집유닛(100)은 교반 용기(200)에서 배출되고 하우징(120)에서 고정부재(140)가 분리됨으로써 폴로늄이 포집된 메탈디스크(110)가 하우징(120)에서 분리될 수 있다. 메탈디스크(110)는 포집면(111)이 위를 향하도록 받침판 홈(610)에 삽입되어 받침판(600)에 장착된다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 메탈디스크(110)가 결합된 받침판(600)은 메탈디스크(110)의 포집면(111)이 디텍터(520)와 마주하도록 알파선 측정기(500)의 레일(530) 위에 얹혀진다. 이와 같이 메탈디스크(110)가 챔버(510) 속에 배치되면, 디텍터(520)가 메탈디스크(110)로부터 방출되는 알파선을 검출하여 전기 신호를 발생한다. 알파선 측정기(500)는 디텍터(520)가 폴로늄에서 방출되는 알파선을 검출하는 방식으로 메탈디스크(110)에 포집된 폴로늄의 양을 측정할 수 있다. 알파선 측정기(500)는 측정된 결과를 그래프 등으로 출력할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 측정장치는 단순한 구조의 폴로늄 포집유닛(100)을 이용함으로써 폴로늄 함유 용액(S) 속에 함유된 폴로늄을 효과적으로 포집 및 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 폴로늄 포집유닛(100)은 크기가 작고 가벼우며, 단순한 구조로 폴로늄 함유 용액(S) 속에 함유된 폴로늄을 효과적으로 포집할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 폴로늄 포집유닛 110 : 메탈디스크
111 : 포집면 112 : 커버
120 : 하우징 121 : 수용부
126 : 받침부 130 : 마그네틱바
140 : 고정부재 200 : 교반 용기
300 : 뚜껑 400 : 가열교반기
500 : 알파선 측정기 520 : 디텍터
600 : 받침판

Claims (8)

  1. 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집하기 위한 폴로늄 포집유닛으로서,
    일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크;
    상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징;
    내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 분리 가능하게 결합되는 고정부재; 및
    상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바;를 포함하고,
    폴로늄 함유 용액 속에 잠겨 상기 포집면에 폴로늄을 포집하는 것을 특징으로 하는 폴로늄 포집유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부의 내주면에는 하우징 나사부가 구비되고,
    상기 고정부재의 외주면에는 상기 하우징 나사부에 맞물리는 고정부재 나사부가 마련되는 것을 특징으로 하는 폴로늄 포집유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈디스크의 타면에 폴로늄이 부착되는 것을 방지하기 위해 상기 메탈디스크의 타면을 덮는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴로늄 포집유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네틱바는 상기 하우징과 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 폴로늄 포집유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 받침부는 십자 모양으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴로늄 포집유닛.
  6. 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집 및 측정하기 위한 폴로늄 측정장치로서,
    폴로늄 함유 용액이 담기는 교반 용기;
    폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 포집하기 위해 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크를 구비하고, 폴로늄 함유 용액 속에 잠기도록 상기 교반 용기 속에 배치되는 폴로늄 포집유닛;
    상기 교반 용기가 놓이는 핫플레이트를 구비하고, 상기 교반 용기 내부에 열과 자력을 가하는 가열교반기; 및
    상기 메탈디스크가 수용될 수 있는 챔버와, 상기 메탈디스크에 포집된 폴로늄으로부터 방출되는 알파선을 검출하기 위해 상기 챔버 속에 설치되는 디텍터를 구비하는 알파선 측정기;를 포함하고,
    상기 폴로늄 포집유닛은,
    상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징과,
    내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 결합되는 고정부재와,
    상기 가열교반기에서 발생하는 자력에 의해 상기 하우징과 함께 회전할 수 있도록 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴로늄 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 메탈디스크가 수용될 수 있도록 상기 메탈디스크에 대응하는 형상의 받침판 홈을 구비하고, 상기 챔버 속에 배치되어 상기 메탈디스크를 지지하는 받침판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴로늄 측정장치.
  8. 폴로늄이 함유된 폴로늄 함유 용액에서 폴로늄을 포집 및 측정하기 위한 폴로늄 측정방법으로서,
    (a) 일면에 포집면이 마련되는 메탈디스크와, 상기 메탈디스크가 수용되는 수용공간 및 상기 메탈디스크를 떠받치는 장착면이 구비되는 수용부와, 상기 수용부의 하부에 배치되는 받침부를 갖는 하우징과, 내부에 관통홀이 형성된 중공형으로 이루어지고, 상기 수용공간에 수용되는 상기 메탈디스크의 가장자리에 접하여 상기 메탈디스크를 상기 장착면 측으로 가압하기 위해 적어도 일부가 상기 수용공간 속에 삽입되도록 상기 하우징에 결합되는 고정부재와, 상기 받침부의 내부에 배치되는 마그네틱바를 포함하는 폴로늄 포집유닛을 준비하는 단계;
    (b) 폴로늄 함유 용액이 담기는 교반 용기 속에 상기 폴로늄 포집유닛을 폴로늄 함유 용액 속에 잠기도록 배치하는 단계;
    (c) 상기 교반 용기를 열과 자력을 가할 수 있는 가열교반기의 핫플레이트 위에 배치하여 상기 폴로늄 함유 용액을 가열하고 상기 폴로늄 포집유닛을 회전시키면서 폴로늄 함유 용액 속에 함유된 폴로늄을 상기 메탈디스크에 포집하는 단계; 및
    (d) 상기 메탈디스크를 알파선을 검출하기 위한 디텍터가 설치된 알파선 측정기의 챔버 속에 배치하고, 상기 메탈디스크에 포집된 폴로늄으로부터 방출되는 알파선을 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴로늄 측정방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230163167A (ko) * 2022-05-23 2023-11-30 한국원자력안전기술원 폴로늄 포집 키트

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008540A (en) * 1986-12-01 1991-04-16 Rad Elec Inc. Electret gamma/X-ray low level dosimeter
WO2012045872A1 (fr) * 2010-10-07 2012-04-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de detection utilisant un detecteur alpha electrochimiquement assiste pour la mesure nucleaire en milieu liquide
JP2015175777A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 住友重機械工業株式会社 放射性同位元素の精製装置、及び放射性同位元素の精製方法
KR101974503B1 (ko) 2018-10-30 2019-05-03 한국지질자원연구원 라돈 및/또는 토론을 포함하는 방사성 기체 채취장치 및 그 측정방법
KR102170706B1 (ko) * 2018-11-09 2020-10-27 한국원자력연구원 시료 장착 용기, 이를 포함하는 시료 장착 모듈 및 측정오차 보정방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008540A (en) * 1986-12-01 1991-04-16 Rad Elec Inc. Electret gamma/X-ray low level dosimeter
WO2012045872A1 (fr) * 2010-10-07 2012-04-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de detection utilisant un detecteur alpha electrochimiquement assiste pour la mesure nucleaire en milieu liquide
JP2013543588A (ja) * 2010-10-07 2013-12-05 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ 液体媒体中の核測定のために電気化学支援のアルファ検出器を用いる検出方法
JP2015175777A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 住友重機械工業株式会社 放射性同位元素の精製装置、及び放射性同位元素の精製方法
KR101974503B1 (ko) 2018-10-30 2019-05-03 한국지질자원연구원 라돈 및/또는 토론을 포함하는 방사성 기체 채취장치 및 그 측정방법
KR102170706B1 (ko) * 2018-11-09 2020-10-27 한국원자력연구원 시료 장착 용기, 이를 포함하는 시료 장착 모듈 및 측정오차 보정방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230163167A (ko) * 2022-05-23 2023-11-30 한국원자력안전기술원 폴로늄 포집 키트

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