KR20240020369A - 방사선 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
무인 실시간으로 방사선을 측정할 수 있는 방사선 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 상판과 하판 사이에 지지대가 배치되는 하우징, 상기 하우징의 상판에 배치되어 방사선을 검출하는 방사선 검출부, 상기 하우징의 상판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐부, 상기 하우징의 하판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 검출 신호를 처리하는 신호 처리부, 그리고 상기 방사선 검출부, 이동형 차폐부 및 신호 처리부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 방사선 검출부로부터 방사선 검출 신호를 수신하면 상기 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하고, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상기 이동형 차폐부를 상부에서 하부로 이동시키며, 상기 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하고, 상기 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하여 선량률 및 방사능을 산출 및 평가할 수 있다.
Description
본 발명은 방사선 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 실시간으로 방사선을 측정할 수 있는 방사선 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원자력 및 방사선 관련 산업이 발전함에 따라 방사선 안전관리의 중요성이 부각되면서 원자력이용시설 작업자의 안전과 주변 환경의 방사선감시 중요성이 부각되어 왔다.
이에 따라, 원자력 발전소를 포함한 원자력 이용시설 내에서 방사선량을 측정할 수 있는 다양한 방사선 측정 장치들이 개발되어 왔으며, 원자력 및 방사선 관련 산업의 지속적인 확장에 따라 보다 정확하고 정밀한 방사선 측정 장치에 대한 연구 개발은 더욱 절실히 요구되고 있다.
특히, 방사선 감시기는 원자력 사고와 같은 비상 상황을 대비하여 환경방사선을 실시간으로 감시하는 목적으로도 유용하게 활용되어져 왔다. 그러나, 비상 상황 발생 시 고준위 방사선량이 검출기에 입사되는 경우, 신호 처리 문제가 발생하여 데이터 품질이 저하될 수 있는 문제를 가지고 있었다.
또한, 기존의 방사선 측정 장치는, 방사선 입사 방향이 대기 또는 지면 여부에 따라 방사선량과 방사능 환산 인자가 가변될 경우, 측정결과 평가의 질이 저하되는 문제도 있었다.
따라서, 향후, 무인 실시간으로 방사선을 측정하고 선량률 및 방사능을 평가하여 데이터 품질을 향상시킬 수 있는 방사선 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 고준위 방사선량이 검출되면 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부를 이동시켜 고준위 방사선량을 저감시킴으로써, 무인 실시간으로 방사선을 측정하고 선량률 및 방사능을 평가하여 데이터 품질을 향상시킬 수 있는 방사선 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 방사선 측정 장치는, 상판과 하판 사이에 지지대가 배치되는 하우징, 상기 하우징의 상판에 배치되어 방사선을 검출하는 방사선 검출부, 상기 하우징의 상판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐부, 상기 하우징의 하판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 검출 신호를 처리하는 신호 처리부, 그리고 상기 방사선 검출부, 이동형 차폐부 및 신호 처리부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 방사선 검출부로부터 방사선 검출 신호를 수신하면 상기 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하고, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상기 이동형 차폐부를 상부에서 하부로 이동시키며, 상기 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하고, 상기 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하여 선량률 및 방사능을 산출 및 평가할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐부는, 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐체, 그리고 상기 제어부의 제어 신호에 상응하여 상기 이동형 차폐체를 상하 이동하도록 구동시키는 구동기를 포함할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐체는, 평상 시에 상기 하우징의 상판 내부에 배치되고, 특정 상황 시에 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하고, 상기 방사선 검출부로 입사되는 방사선량을 감소시킬 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐체는, 평상 시에 상기 하우징의 상판 내부에 배치되어 외부에 미노출될 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 때, 상기 이동형 차폐체의 내면과 상기 방사선 검출부의 외면 사이에 일정 간격을 갖도록 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출될 때, 외부로 노출되는 최대 길이가 상기 방사선 검출기의 길이보다 더 길 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐체는, 고준위 선량률이 발생하는 제1 특정 상황 및 방사선 입사 평가를 수행하는 제2 특정 상황 중 적어도 어느 한 특정 상황이면 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 이동형 차폐부는, 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 제1 이동형 차폐체, 상기 제1 이동형 차폐체의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 제2 이동형 차폐체, 그리고 상기 제어부의 제어 신호에 상응하여 상기 제1, 제2 이동형 차폐체를 상하 이동하도록 구동시키는 구동기를 포함할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제1 이동형 차폐체는, 내경이 상기 방사선 검출부의 외경보다 더 크고, 상기 제2 이동형 차폐체는, 내경이 상기 제1 이동형 차폐체의 외경보다 더 클 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제1 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 때, 상기 이동형 차폐체의 내면과 상기 방사선 검출부의 외면 사이에 제1 간격을 갖도록 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하고, 상기 제2 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 때, 상기 제2 이동형 차폐체의 내면과 상기 제1 이동형 차폐체의 외면 사이에 제2 간격을 갖도록 상기 제1 이동형 차폐체의 주변을 커버할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 이동형 차폐부의 이동을 제어할 때, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 기준값 초과량을 산출하고, 상기 산출한 기준값 초과량을 기반으로 상기 이동형 차폐부의 이동량을 제어할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 산출한 기준값 초과량이 증가할수록 상기 이동형 차폐부의 이동량을 증가시켜 상기 방사선 검출부의 커버 면적을 증가시키도록 상기 이동형 차폐부를 제어할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 산출한 기준값 초과량이 감소할수록 상기 이동형 차폐부의 이동량을 감소시켜 상기 방사선 검출부의 커버 면적을 감소시키도록 상기 이동형 차폐부를 제어할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 이동형 차폐부의 이동을 제어할 때, 상기 이동형 차폐부의 이동량을 제어하여 상기 방사선 검출부로부터 방사선 검출 신호를 수신하고, 상기 방사선 검출 신호를 기반으로 상기 방사선 검출부로 입사되는 방사선의 입사 방향을 확인하며, 상기 확인한 방사선의 입사 방향을 기반으로 선원을 판단할 수 있다.
방사선 측정 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 이동형 차폐부의 이동을 제어할 때, 상기 방사선 측정 장치의 내부에 장착되어 상기 이동형 차폐부의 이동을 무인 자동으로 실시간 제어하거나 또는, 상기 방사선 측정 장치의 외부 서버에 장착되어 상기 이동형 차폐부의 이동을 원격 통신으로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 측정 방법은, 방사선 검출부 및 이동형 차폐부를 제어하는 제어부를 포함하는 방사선 측정 장치의 방사선 측정 방법으로서, 상기 방사선 검출부가 방사선을 측정하는 단계, 상기 제어부가 상기 방사선 검출부에서 측정한 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하는 단계, 상기 제어부가 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하는지를 판단하는 단계, 상기 제어부가 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상기 이동형 차폐부를 상부에서 하부로 이동하도록 제어하는 단계, 상기 제어부가 상기 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하는 단계, 상기 제어부가 상기 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하는 단계, 및 상기 제어부가 선량률 및 방사능을 산출 및 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 측정 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 고준위 방사선량이 검출되면 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부를 이동시켜 고준위 방사선량을 저감시킴으로써, 무인 실시간으로 방사선을 측정하고 선량률 및 방사능을 평가하여 데이터 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 실시간 감시기가 설치된 지점의 가변성이 매우 적은 자연방사성핵종(주로 K-40)의 방사능에 대한 실시간 분석 및 모니터링을 통해 실시간 감시 결과에 대한 품질관리를 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2는, 도 1의 방사선 측정 장치를 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 3은, 도 1의 방사선 측정 장치의 차폐체 이동 변화를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은, 도 1의 환경 방사선 측정 장치의 선원 판단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는, 차폐체 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는, 도 1의 방사선 측정 장치를 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 3은, 도 1의 방사선 측정 장치의 차폐체 이동 변화를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은, 도 1의 환경 방사선 측정 장치의 선원 판단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는, 차폐체 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이고, 도 2는, 도 1의 방사선 측정 장치를 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방사선 측정 장치(100)는, 상판(171)과 하판(172) 사이에 지지대(173)가 배치되는 하우징(170), 하우징(170)의 상판(171)에 배치되어 방사선을 검출하는 방사선 검출부(110), 하우징(170)의 상판(171)에 배치되어 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐부(120), 하우징(170)의 하판(172)에 배치되어 방사선 검출부(110)의 검출 신호를 처리하는 신호 처리부(130), 그리고 방사선 검출부(110), 이동형 차폐부(120) 및 신호 처리부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다. 신호 처리부(130)는 전원공급부로서 배터리 등을 포함할 수 있다.
여기서, 하우징(170)은, 원통형의 상판(171), 상판(171)의 하부에 배치되는 원통형의 하판(172), 그리고 상판(171) 및 하판(172)의 가장자리 영역을 따라 개구 영역을 갖도록 다수 개의 지지대(173)가 일정 간격으로 배치되는 지지부를 포함할 수 있다.
일 예로, 하우징(170)의 상판(171)은, 외부 측면에 강우량계(160)가 배치될 수 있다.
강우량계(160)를 배치하는 이유는, 강우로 인해 대기 중 존재하는 방사성핵종이 방사선 측정 장치 주변으로 침적될 수 있으며 이는 강우 경과 시간에 따라 변할 수 있으므로, 실시간으로 강우량계(160)의 강우량 변동 센서를 이용하여 시간에 따른 방사선량 변화 원인을 보다 정확하게 알 수 있기 때문이다.
이어, 방사선 검출부(110)는, 하우징(170) 상판(171) 하부의 중앙 영역에 배치될 수 있다.
일 예로, 방사선 검출부(110)는, 일측에 온도 센서(150)가 배치될 수 있다.
여기서, 온도 센서(150)를 배치하는 이유는, 일 예로 섬광형 검출기의 경우 온도에 따라 변할 수 있는 섬광체의 광수율 및 광전자증배관의 성능, 그리고 전자신호처리 장치의 성능을 온도 트리거 신호로 전자신호처리 장치를 실시간 조정함으로써, 측정 방사선 측정 품질을 유지시킬 수 있기 때문이다.
또한, 방사선 검출부(110)는, 원통 형상을 가질 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
다음, 이동형 차폐부(120)는, 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐체와, 제어부(140)의 제어 신호에 상응하여 이동형 차폐체를 상하 이동하도록 구동시키는 구동기를 포함할 수 있다.
일 예로, 이동형 차폐체는, 텅스텐 차폐체를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
여기서, 이동형 차폐체는, 도 2(a)와 같이, 평상 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에 배치되고, 도 2(b)와 같이, 특정 상황 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하고, 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선량을 감소시킬 수 있다.
이동형 차폐체의 길이는, 하우징(170)의 상판(171) 높이보다 더 작을 수 있다.
그 이유는, 이동형 차폐체는, 평상 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에 배치되어 외부에 미노출될 수 있기 때문이다.
또한, 이동형 차폐체는, 내경이 방사선 검출부(110)의 외경보다 더 클 수 있다.
이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 때, 이동형 차폐체의 내면과 방사선 검출부(110)의 외면 사이에 일정 간격을 갖도록 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 수 있다.
여기서, 이동형 차폐체의 두께는, 이동형 차폐체의 내면과 방사선 검출부(110)의 외면 사이의 간격보다 더 작을 수 있다.
경우에 따라, 이동형 차폐체의 두께는, 이동형 차폐체의 내면과 방사선 검출부(110)의 외면 사이의 간격보다 더 클 수도 있다.
이어, 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출될 때, 외부로 노출되는 최대 길이가 방사선 검출부(110)의 길이보다 더 길 수 있다.
또한, 이동형 차폐체는, 도 2(b)와 같이, 고준위 선량률이 발생하는 제1 특정 상황 및 방사선 입사 평가를 수행하는 제2 특정 상황 중 적어도 어느 한 특정 상황이면 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 수 있다.
다른 실시예로서, 이동형 차폐부(120)는, 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 제1 이동형 차폐체, 제1 이동형 차폐체의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 제2 이동형 차폐체, 그리고 제어부(140)의 제어 신호에 상응하여 제1, 제2 이동형 차폐체를 상하 이동하도록 구동시키는 구동기를 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 제2 이동형 차폐체는, 텅스텐 차폐체를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 제1, 제2 이동형 차폐체는, 평상 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에 배치되고, 특정 상황 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하고, 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선량을 감소시킬 수 있다.
여기서, 제1, 제2 이동형 차폐체의 길이는, 하우징(170)의 상판(171) 높이보다 더 작고, 제1, 제2 이동형 차폐체의 길이는, 서로 동일할 수 있다.
또한, 제1, 제2 이동형 차폐체는, 평상 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에 배치되어 외부에 미노출될 수 있다.
이어, 제1 이동형 차폐체는, 내경이 방사선 검출부(110)의 외경보다 더 크고, 제2 이동형 차폐체는, 내경이 제1 이동형 차폐체의 외경보다 더 클 수 있다.
그리고, 제1 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 때, 이동형 차폐체의 내면과 방사선 검출부(110)의 외면 사이에 제1 간격을 갖도록 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하고, 제2 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 때, 제2 이동형 차폐체의 내면과 제1 이동형 차폐체의 외면 사이에 제2 간격을 갖도록 제1 이동형 차폐체의 주변을 커버할 수 있다.
또한, 제1 이동형 차폐체의 두께는, 제1 이동형 차폐체의 내면과 방사선 검출부(110)의 외면 사이의 제1 간격보다 더 작고, 제2 이동형 차폐체의 두께는, 제2 이동형 차폐체의 내면과 제1 이동형 차폐체의 외면 사이의 제2 간격보다 더 작을 수 있다.
다음, 제1, 제2 이동형 차폐체는, 특정 상황 시에 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출될 때, 외부로 노출되는 최대 길이가 방사선 검출기(110)의 길이보다 더 길 수 있다.
경우에 따라, 제2 이동형 차폐체의 최대 길이는, 제1 이동형 차폐체의 최대 길이 이상일 수 있다.
또한, 제1, 제2 이동형 차폐체는, 고준위 선량률이 발생하는 제1 특정 상황 및 방사선 입사 평가를 수행하는 제2 특정 상황 중 적어도 어느 한 특정 상황이면 하우징(170)의 상판(171) 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 방사선 검출부(110)의 주변을 커버할 수 있다.
그리고, 제어부(140)는, 방사선 검출부(110)로부터 방사선 검출 신호를 수신하면 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하고, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 방사선 검출부(110)의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부(120)를 상부에서 하부로 이동시키며, 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하고, 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하여 선량률 및 방사능을 산출 및 평가할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는, 이동형 차폐부(120)의 이동을 제어할 때, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 기준값 초과량을 산출하고, 산출한 기준값 초과량을 기반으로 이동형 차폐부(120)의 이동량을 제어할 수 있다.
이때, 제어부(140)는, 산출한 기준값 초과량이 증가할수록 이동형 차폐부(120)의 이동량을 증가시켜 방사선 검출부(110)의 커버 면적을 증가시키도록 이동형 차폐부(120)를 제어할 수 있다.
경우에 따라, 제어부(140)는, 산출한 기준값 초과량이 감소할수록 이동형 차폐부(120)의 이동량을 감소시켜 방사선 검출부(110)의 커버 면적을 감소시키도록 이동형 차폐부(120)를 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는, 이동형 차폐부(120)의 이동을 제어할 때, 이동형 차폐부(120)의 이동량을 제어하여 방사선 검출부(110)로부터 방사선 검출 신호를 수신하고, 방사선 검출 신호를 기반으로 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선의 입사 방향을 확인하며, 확인한 방사선의 입사 방향을 기반으로 선원을 판단할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는, 확인한 방사선의 입사 방향을 기반으로 지표면 침적 선원, 방사성 플룸 선원, 지표면의 특정 핫스팟(hot-spot) 선원 중 적어도 어느 하나의 선원을 판단할 수 있다.
또한, 제어부(140)는, 이동형 차폐부(120)의 이동을 제어할 때, 방사선 측정 장치(100)의 내부에 장착되어 이동형 차폐부(120)의 이동을 무인 자동으로 실시간 제어하거나 또는, 방사선 측정 장치(100)의 외부 서버에 장착되어 이동형 차폐부(120)의 이동을 원격 통신으로 제어할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은, 고준위 방사선량이 검출되면 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부를 이동시켜 고준위 방사선량을 저감시킴으로써, 무인 실시간으로 방사선을 측정하고 선량률 및 방사능을 평가하여 데이터 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 실시간 감시기가 설치된 지점의 가변성이 매우 적은 자연방사성핵종(주로 K-40)의 방사능에 대한 실시간 분석 및 모니터링을 통해 실시간 감시 결과에 대한 품질관리를 효과적으로 수행할 수 있다.
도 3은, 도 1의 방사선 측정 장치의 차폐체 이동 변화를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 이동형 차폐부(120)의 차폐체를 이동시킬 때, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 기준값 초과량을 산출하고, 산출한 기준값 초과량을 기반으로 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동량을 제어할 수 있다.
도 3(a)와 같이, 본 발명은, 고준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동량을 최대로 증가시켜 방사선 검출부(110)의 커버 면적을 최대화함으로써, 고준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
그리고, 도 3(c)와 같이, 본 발명은, 저준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동량을 최소로 하여 방사선 검출부(110)의 커버 면적을 최소화함으로써, 저준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 3(b)와 같이, 본 발명은, 중간준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동량을 중간 정도로 하여 방사선 검출부(110)의 커버 면적을 중간 정도 증가시킴으로써, 중간준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6은, 도 1의 환경 방사선 측정 장치의 선원 판단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 이동형 차폐부의 차폐체 이동량을 제어하여 방사선 측정 신호를 기반으로 방사선 검출부로 입사되는 방사선의 입사 방향을 확인하고, 확인한 방사선의 입사 방향을 기반으로 선원을 판단할 수 있다.
일 예로, 도 4와 같이, 본 발명은, 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동을 제어하여 입사되는 방사선의 입사 방향을 기반으로 지표면 침적 선원(10)으로부터 상부에 위치한 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선임을 알 수 있다.
다른 일 예로, 도 5와 같이, 본 발명은, 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동을 제어하여 입사되는 방사선의 입사 방향을 기반으로 방사성 플룸 선원(20)으로부터 하부에 위치한 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선임을 알 수 있다.
또 다른 일 예로, 도 6과 같이, 본 발명은, 이동형 차폐부(120)의 차폐체 이동을 제어하여 입사되는 방사선의 입사 방향을 기반으로 지표면의 특정 핫스팟(hot-spot) 선원(30)으로부터 상부의 소정 거리에 위치한 방사선 검출부(110)로 입사되는 방사선임을 알 수 있다.
도 7 내지 도 9는, 차폐체 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7은, 지표면으로부터 방출되는 감마선(약 0.662 MeV)에 대한 5mm 두께의 텅스텐 차폐체의 상하 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8은, 지표면으로부터 방출되는 감마선(약 0.662 MeV)에 대한 10mm 두께의 텅스텐 차폐체의 상하 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7 및 도 8과 같이, 텅스텐 차폐체의 상하 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 기반으로 지표면 침적 선원을 판단할 수 있다.
또한, 도 9는, 지표면의 특정 핫스팟(hot-spot) 선원으로부터 방출되는 감마선(약 0.662 MeV)에 대한 5mm 및 10mm 두께의 텅스텐 차폐체의 상하 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9와 같이, 텅스텐 차폐체의 상하 이동에 따른 감마선에너지스펙트럼과 전에너지반응 변화를 기반으로 핫스팟(hot-spot) 선원을 판단할 수 있다.
도 10은, 본 발명 일 실시예에 따른 방사선 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 방사선을 측정할 수 있다(S10).
이어, 본 발명은, 측정한 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출할 수 있다(S20).
다음, 본 발명은, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하는지를 판단할 수 있다(S30).
그리고, 본 발명은, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부의 차폐체를 상부에서 하부로 이동하도록 조정할 수 있다(S40).
여기서, 본 발명은, 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 기준값 초과량을 산출하고, 산출한 기준값 초과량을 기반으로 이동형 차폐부의 차폐체 이동량을 제어할 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 고준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부의 차폐체 이동량을 최대로 증가시켜 방사선 검출부의 커버 면적을 최대화함으로써, 고준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
다른 일 예로, 본 발명은, 저준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부의 차폐체 이동량을 최소로 하여 방사선 검출부의 커버 면적을 최소화함으로써, 저준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
또 다른 일 예로, 본 발명은, 중간준위 방사선량이 입사되면 이동형 차폐부의 차폐체 이동량을 중간 정도로 하여 방사선 검출부의 커버 면적을 중간 정도 증가시킴으로써, 중간준위 방사선량을 저감시킬 수 있다.
이어, 본 발명은, 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정할 수 있다(S50).
다음, 본 발명은, 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용할 수 있다(S60).
그리고, 본 발명은, 선량률 및 방사능을 산출 및 평가할 수 있다(S70).
이와 같이, 본 발명은, 고준위 방사선량이 검출되면 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 이동형 차폐부를 이동시켜 고준위 방사선량을 저감시킴으로써, 무인 실시간으로 방사선을 측정하고 선량률 및 방사능을 평가하여 데이터 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 실시간 감시기가 설치된 지점의 가변성이 매우 적은 자연방사성핵종(주로 K-40)의 방사능에 대한 실시간 분석 및 모니터링을 통해 실시간 감시 결과에 대한 품질관리를 효과적으로 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 방사선 측정 장치
110: 방사선 검출부
120: 이동형 차폐부
130: 신호 처리부
140: 제어부
110: 방사선 검출부
120: 이동형 차폐부
130: 신호 처리부
140: 제어부
Claims (10)
- 상판과 하판 사이에 지지대가 배치되는 하우징;
상기 하우징의 상판에 배치되어 방사선을 검출하는 방사선 검출부;
상기 하우징의 상판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐부;
상기 하우징의 하판에 배치되어 상기 방사선 검출부의 검출 신호를 처리하는 신호 처리부; 그리고,
상기 방사선 검출부, 이동형 차폐부 및 신호 처리부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 방사선 검출부로부터 방사선 검출 신호를 수신하면 상기 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하고, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상기 이동형 차폐부를 상부에서 하부로 이동시키며, 상기 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하고, 상기 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하여 선량률 및 방사능을 산출 및 평가하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이동형 차폐부는,
상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상하 이동하는 이동형 차폐체; 그리고,
상기 제어부의 제어 신호에 상응하여 상기 이동형 차폐체를 상하 이동하도록 구동시키는 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 이동형 차폐체는,
평상 시에 상기 하우징의 상판 내부에 배치되고,
특정 상황 시에 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하고, 상기 방사선 검출부로 입사되는 방사선량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 이동형 차폐체는,
특정 상황 시에 상기 방사선 검출부의 주변을 커버할 때, 상기 이동형 차폐체의 내면과 상기 방사선 검출부의 외면 사이에 일정 간격을 갖도록 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 이동형 차폐체는,
특정 상황 시에 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출될 때, 외부로 노출되는 최대 길이가 상기 방사선 검출기의 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 이동형 차폐체는,
고준위 선량률이 발생하는 제1 특정 상황 및 방사선 입사 평가를 수행하는 제2 특정 상황 중 적어도 어느 한 특정 상황이면 상기 하우징의 상판 내부에서 외부로 노출되도록 하부 방향으로 이동되어 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 이동형 차폐부의 이동을 제어할 때, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 기준값 초과량을 산출하고, 상기 산출한 기준값 초과량을 기반으로 상기 이동형 차폐부의 이동량을 제어하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 산출한 기준값 초과량이 증가할수록 상기 이동형 차폐부의 이동량을 증가시켜 상기 방사선 검출부의 커버 면적을 증가시키도록 상기 이동형 차폐부를 제어하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 이동형 차폐부의 이동을 제어할 때, 상기 이동형 차폐부의 이동량을 제어하여 상기 방사선 검출부로부터 방사선 검출 신호를 수신하고, 상기 방사선 검출 신호를 기반으로 상기 방사선 검출부로 입사되는 방사선의 입사 방향을 확인하며, 상기 확인한 방사선의 입사 방향을 기반으로 선원을 판단하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치. - 방사선 검출부 및 이동형 차폐부를 제어하는 제어부를 포함하는 방사선 측정 장치의 방사선 측정 방법에 있어서,
상기 방사선 검출부가, 방사선을 측정하는 단계;
상기 제어부가, 상기 방사선 검출부에서 측정한 방사선 검출 신호를 기반으로 총계수율을 산출하는 단계;
상기 제어부가, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하는지를 판단하는 단계;
상기 제어부가, 상기 산출된 총계수율이 기준값을 초과하면 상기 방사선 검출부의 주변을 커버하도록 상기 이동형 차폐부를 상부에서 하부로 이동하도록 제어하는 단계;
상기 제어부가, 상기 산출된 총계수율이 기준값 이하이면 감마선에너지스펙트럼을 기반으로 에너지를 교정하는 단계;
상기 제어부가, 상기 에너지가 교정되면 선량률과 방사능 환산 인자를 적용하는 단계; 및
상기 제어부가, 선량률 및 방사능을 산출 및 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220098273A KR20240020369A (ko) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 방사선 측정 장치 및 방법 |
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|---|---|
| KR20240020369A true KR20240020369A (ko) | 2024-02-15 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150025100A (ko) | 2013-08-28 | 2015-03-10 | 청주대학교 산학협력단 | 온도 보상기능을 구비한 섬광검출기 및 그 제어방법 |
-
2022
- 2022-08-08 KR KR1020220098273A patent/KR20240020369A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20150025100A (ko) | 2013-08-28 | 2015-03-10 | 청주대학교 산학협력단 | 온도 보상기능을 구비한 섬광검출기 및 그 제어방법 |
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