WO2011049366A2 - 원자로 결함 검출시스템 및 그 방법 - Google Patents

원자로 결함 검출시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2011049366A2
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reactor
detection target
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김용일
윤동진
이승석
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Korea Research Institute of Standards and Science
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/003—Remote inspection of vessels, e.g. pressure vessels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention is directed to a nuclear defect detection system and method thereof, and more specifically, to detect boric acid precipitates by intensively monitoring the atomic spectroscopy of the preset scanning range by laser-induced plasma spectroscopy, thereby promoting the occurrence of unsintered precipitates.
  • the present invention relates to a nuclear reactor defect detection system and method, which can detect and thereby prevent radioactive leaks or nuclear explosions that may occur in a nuclear reactor.
  • Nozzles (CRDM (Control Rod Drive Mechanism) nozzles), BMI (Bottom Mounted instrument) areas, and control rods are damaged by PWSCC.
  • CRDM Control Rod Drive Mechanism
  • BMI Bottom Mounted instrument
  • defects are mainly caused by weak stress strength due to corrosion, and high corrosion pressure inside the reactor may cause high corrosive boric acid to leak into the head of the vessel or BMI, causing radioactivity to leak. Increases.
  • boric acid could cause corrosion of the carbon steel in the reactor head cover, and the corrosion could result in an explosion accident that caused the reactor to be subjected to high pressure up to 150 times the atmospheric pressure.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described prior art technology.
  • detecting the boric acid precipitates intensively by monitoring the atomic spectroscopy in the preset scanning range by laser-induced plasma spectroscopy, it is possible to detect unsintered early. And as a result radioactive leaks or
  • the aim is to provide a nuclear fault detection system and method that can prevent explosion accidents in advance.
  • a control rod and a reactor head cover of a position moving device wherein the control rod and the reactor head cover are configured in the reactor container and moved to a detection target area.
  • a boric acid precipitate detection device configured at an upper end to generate a laser field in the detection target area, collect spectra of the detection target area, and transmit the spectrum to a remote monitoring device;
  • a nuclear reactor characterized by receiving spectral data from a detection device and comparing it with preset spectrum data to determine whether or not boric acid precipitates are detected and to monitor the occurrence of undefective defects, and to generate an alarm according to the defect.
  • a defect detection system is provided.
  • the detection target region is provided with a nuclear defect detection system characterized in that any one of a control rod drive mechanism (CRDM) nozzle, a bottom mounted instrument (BMI) nozzle, a control rod, and a reactor head cover.
  • CRDM control rod drive mechanism
  • BMI bottom mounted instrument
  • the boric acid precipitate detection device comprises: a laser induced plasma spectrometer for generating a laser beam therein to detect a spectrum of a detection target region; An optical signal collecting unit which receives and collects a spectral optical signal for each detection target area from a gray-induced plasma spectroscope; and a nuclear defect detection comprising ' communication modules ' that transmit the collected spectral optical signal to a remote sensing device A system is provided.
  • the source and the desensitizer have the boric acid precipitate therein.
  • a nuclear reactor defect detection system comprising: a communication module receiving spectrum data from a detection device; and a nuclear reactor defect monitoring unit for detecting and analyzing defects of the spectrum data.
  • the laser-induced plasma spectrometer includes: a laser generation source for generating a single wavelength laser; first and second polarizers for polarizing the laser light generated from the laser generation source; and the first and second polarizers.
  • a system is provided.
  • the ruler defect monitoring unit has a boric acid precipitate therein.
  • a noise canceling filter for removing noise signals contained in the spectral data transmitted from the detection device; a setting unit for setting the scanning range and the delay time of the spectral rays according to the concentration of boric acid and the material of the detection target region;
  • a microcomputer for controlling alarm occurrence by judging whether or not boric acid precipitate is detected;
  • a memory storing spectroscopic scanning range and delay time information according to the concentration and the material of the detection target area, and storing normal spectrum data of the material of the detection area when no defect occurs; and the spectral data transmitted from the boric acid precipitate detection device;
  • a comparison unit for comparing normal spectrum data; a display unit for outputting each spectrum data to a screen; a display driver for driving the display unit; a buzzer for generating an alarm; and a buzzer for receiving a control signal from the microphone;
  • a nuclear fault detection system is provided, characterized by a configuration including an alarm drive.
  • the laser generation source is in the range of UV (ultraviolet) to IR (infrared).
  • An atomic defect detection system is provided, characterized in that it is a device for generating laser light having a wavelength.
  • the laser generation source generates laser light having any one of 1064 tun, 532 nm, and 355 nm. It is more desirable to be a device.
  • the concentration of boric acid 7] pp m is at least level, delay time, a material of the detection subject region is set to SA533 or SA508 Ann right, the setting unit is l'Ous, scanning beomhwi is 247nm to about 250.5nm A nuclear defect detection system is provided, which is characterized by the above-mentioned.
  • the concentration of boric acid is more preferably any one of 1000, 3000, 5000 ppm.
  • the present invention is dependent on the material type and the concentration of boric acid in the defect detection target area.
  • a fifth step and a sixth step of generating an alarm upon detection of peak value of a boric acid spectral section are provided.
  • the concentration of boric acid is at least ppm level
  • the delay time set in the setting section is set to 10 people and the dead range is set to 247i to 250.5. It is more preferable to use one of 1000, 3000 and 5000 ppm.
  • the reactor defect detection system and method according to the present invention can effectively detect boric acid precipitates at ppm level through the set values without any pretreatment of the detection target area, and can detect boric acid precipitates in a non-contact manner remotely. This has the advantage of being able to effectively recognize the unsettledness of the reactor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a nuclear reactor defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a laser induced plasma spectrometer included in an atomic defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a remote monitoring apparatus included in a nuclear defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the signal flow of the nuclear defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an analysis of the reactor failure detection system in accordance with one embodiment of the invention.
  • figure 6 eunbon '(28) represents the acid precipitate specimen
  • FIG. 7 is an enlarged view of the boron spectroscopic spectrum detection region of FIG. 6
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an atomic defect detection system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a laser induced plasma spectrometer included in an atomic defect detection system according to an embodiment of the present invention. It is a figure limit.
  • the atomic defect detection system detects boric acid precipitates by intensively monitoring the atomic spectroscopy of the preset scanning range by laser-induced plasma spectroscopy, and thus detects unsettled defects. It is a system that can detect in advance and prevent the radiation leakage or nuclear explosion accident that can occur in the reactor.
  • the reactor defect detection system according to an embodiment of the present invention (2) is a system for detecting boric acid precipitates by applying a control rod and a head cover to a reactor included in the reactor vessel, and largely the reactor vessel. It is composed of a mock-up (not shown), which is configured on the upper side of the position shifting device 12 moving to the detection target region, and generates a laser spread on the detection target region to collect the spectrum of the detection target region and remotely monitor it. Boric acid precipitate transferred to device 20
  • the position shifting device 12 comprises a mock-up which is capable of moving a position to a plurality of detection target areas inside a nuclear reactor container, and is a joint robot detecting device on top thereof.
  • the present invention is not related to the position shifting apparatus 12, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the detection target area for detecting a defect of the reactor through the boric acid precipitate detection device (4) is any one of a control rod drive mechanism (CRDM) nozzle, a bottom mounted instrument (BMI) nozzle, a control rod, and a reactor head cover.
  • CRDM control rod drive mechanism
  • BMI bottom mounted instrument
  • the boric acid precipitate detection device 4 included in the reactor defect detection system 2 generates a laser fill therein to detect a spectrum of the detection target region 7.
  • a barrel module 10 for transmitting the collected spectral optical signal to the remote sensing device 20 is included. .
  • the remote monitoring device 20 included in the reactor defect detection system 2 receives spectral data from the boric acid precipitate detection device 4 therein.
  • a reactor defect monitoring unit 24 is included which compares and analyzes spectral data to detect defects in the reactor.
  • the laser induced plasma spectrometer 6 uses a single wavelength laser.
  • a hole mirror (44) for attenuating the laser light reflected by said fourth reflector (42);
  • a lens 46 for condensing the laser beam passing through the hole mirror 44 in the detection target region 7;
  • a collimator 48 for focusing the emitted light from the laser plasma formed in the detection subject region 7;
  • a spectroscope 52 for spectroscopically receiving light incident through the collimator 48 through an optical fiber 50;
  • detection 7 54 for detecting light passing through the spectrometer 52-.
  • the laser source 26 is a device for generating laser light having a wavelength in the UV (ultraviolet) to IR (infrared) range, and as a practical product, a Q-switched Fils Nd: YAG laser (Continuum Inc.).
  • a laser generator capable of generating a wavelength of 1064 nm, a repetition rate of 10 Hz and an energy of up to 650 mJ / pulse.
  • the laser source 26 is as described above
  • a lens capable of focusing a laser to implement focus probing for the detection of far boric acid precipitates [focal length: 80 mm,
  • the detector 54 measures the intensity of the wavelength star light separated by the spectroscope 52.
  • the device converts electrical or mechanical signals to a data collection and processing device for simultaneous measurement of spectral emission from a certain area, and allows for rapid reaction speeds and gating in a short time.
  • Device was used as a detector.
  • the detector 54 irradiates the laser light to the detection target area to form a plasma, and then stops the generation of the laser light for a predetermined delay time.
  • the laser generator 26 can be switched frequently to reduce the power consumption, and the configuration is simplified since the shutter is not gated for a certain time.
  • the laser induced plasma spectrometer 6 may be configured to transfer the laser light generated from the laser source 26 to the hole mirror 44 by an optical fiber (not shown).
  • the scope of the present invention to omit the optical system is configured in the LES 0] that induced plasma spectroscopy device 6 and the optical fiber is sufficiently possible also be configured to charge the laser light feed, and not a configuration in which departure from the gist of the present invention Reveal your belongings in advance.
  • FIG. 3 is a remote diagram included in the nuclear defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • the atomic defect monitoring unit 24 included in the atomic defect detecting system includes noise contained in the spectral data transmitted from the boric acid precipitate detecting apparatus 4 therein. Noise Rejecting Signal
  • Microcomputer 64 for controlling and storing the information of the scanning spectra and delay time of the paraspectral rays in the material of the boric acid concentration and the detection target region, and storing normal spectrum data for the material of the detection target region 7 when no defect occurs.
  • the alarm driver 74 receives the control signal from the microcomputer 64 and drives the buzzer.
  • the setting value set in the setting unit 62 is a delay time and,
  • the scanning range, and the factors that determine the delay time and the setting of the scanning range are boric acid concentration and the material to be detected. That is, when the concentration of boric acid is equal to or higher than the ppm level, and the material of the detection target region 7 is SA533 or SA508, the delay time set in the setting unit is 10 / is, and the scanning range is set to 247ran to 250.5nm. It can be done spectral analysis for effective boric acid precipitate. At this time, it is more preferable that the concentration of boric acid is any one of 1000, 3000, and 5000 ppm.
  • SA533 or SA508, which is a material of the detection target region (7), is used for the reactor head.
  • FIG. 4 illustrates a signal flow of a reactor defect detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 confirms a spectrum detection interval and a delay time through a reactor defect detection system 2 according to an embodiment of the present invention, according to a defect detection target region, a material type, and a concentration of boric acid. ST-1).
  • SA533 used as a material for reactor heads as a test piece for depositing boric acid
  • the laser-induced plasma that can be collected by the laser-induced plasma spectrometer (6) of the present invention can be classified into several instantaneous states according to time. Indicate
  • powdered boric acid (3 ⁇ 4 B0 3 ) was used for optimal delay time for detecting boron spectral lines and reference spectral lines for boron (B).
  • a single-shaft compression molding machine was used to produce pellets with a diameter of 10 ⁇ and a thickness of about 2 ⁇ .
  • the spectral line collection was performed with a wavelength of 1064 ⁇ Nd-YAG laser and the range of the spectral line between 200 and 975 ran, and the atomic spectral line corresponding to boron could be observed near 250 ran.
  • the spectroscopic line by hydrogen constituting boric acid and the atomic spectral line were measured in the air, and thus the spectral line for oxygen and nitrogen constituting the atmosphere was also detected.
  • any laser having a wavelength in the range of UV (ultraviolet) to IR (infrared) may be used.
  • the scanning range of effective atomic spectroscopy is limited to 240-270 nm, and the gate delay is added to the signal coming into the detector so that spectral lines caused by elements other than boron are not detected.
  • the optimal gate delay was 10, which can be seen from the spectral data of FIGS.
  • the scanning range and delay time to be applied to the detection system (2) have been secured in consideration of the concentration of boron and the material of the detected soybean. 5 days and 15 days by dropping the boric acid solution into the specimen three times daily using a syringe with a concentration ((1000, 3000, 5000 ppm) while maintaining the specimen made with SA508 at 300 ° C And for each of the specimens deposited for 30 days, the time delay obtained from the optimal delay time determination experiments for the observation of boron spectroscopy using an Nd: YAG laser with a wavelength of 1064 nm. 10 / iS was fixed, and the boron spectral observation experiment was performed only in the range of the spectral line is 247 to 25 nm.
  • the spectral line was detected, and as the starting concentration of the boric acid solution used for generating precipitates increased, the intensity of the boron spectral line corresponding to 249.67 nm was increased.
  • a laser is irradiated to a detection object to generate plasma.
  • the substances constituting the object are in the plasma state and then replaced as a function of time .
  • Each good element emits its own spectroscopy.
  • the detection section and the delay time to be applied to the detection system 2 are obtained, the detection section and the delay time are stored in the memory 66 for each detection target area and concentration, and the laser induced plasma spectrometer 6 (LIBS: Laser-Induced
  • Spectral data is detected by injecting into the target region, spectroscopy the laser plasma of the detection target region (ST-3). '
  • the laser induced polarization spectrometer 6 transmits the corresponding spectrum data to the remote monitoring apparatus 20 via the communication modules 10 (ST-4).
  • the remote monitoring device 20 receives the spectrum data of the detection area and monitors the presence or absence of the boric acid spectrum in comparison with the normal spectrum data (ST-5).

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Abstract

본 발명은 원자로 결함 검출시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 레이저 유도 플라즈마 분광법을 통해 미리 세팅된 주사범위의 원자 분광선을 집중적으로 모니터링 하여 붕산 석출물을 검출함으로써, 미소 결함을 조기에 검출할 수 있으며, 그로인해 원자로에서 발생될 수 있는 방사능 누출 또는 원자로 폭발사고를 미연에 방지할 수 있게 한 원자로 결함 검출시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명을 적용하면, 검출 대상영역의 전처리 과정 없이도 기설정값을 통해 ppm수준으로 붕산 석출물을 효과적으로 검출할 수 있으며, 원격지에서 비접촉으로 붕산 석출물을 검출해낼 수 있으므로 조기에 원자로의 미소 결함을 효과적으로 인지할 수 있게 된다는 장점이 있다.

Description

명세서
발명의명칭:원자로결함검출시스템및그방법 기술분야
[1] 본발명은원자로결함검출시스템및그방법에관한것으로，보다상세하게 레이저유도플라즈마분광법을통해미리세팅된주사범위의원자분광선을 집중적으로모니터링하여붕산석출물을검출함으로써，미소결함을조기에 검출할수있으며，그로인해원자로에서발생될수있는방사능누출또는 원자로폭발사고를미연에방지할수있게한원자로결함검출시스템및그 방법에관한것이다.
[2]
배경기술
[3] 주지된바와같이,원자력발전소의원자로해드제어봉구동부
노즐 (CRDM(Control Rod Drive Mechanism)노즐)이나 BMI(Bottom Mounted instrument)영역,제어봉은웅력부식균열 (PWSCC)에의해손상이발생한다.
[4] 즉,부식으로인해응력강도가취약한지점을위주로결함이발생되고있으며, 결함발생시원자로내부의높은압력으로인해고부식성의붕산이원자로 용기의헤드나 BMI로유출되어방사능이누출될우려가높아진다.
[5] 더불어，붕산누출로인해원자로헤드덮개의탄소강이부식될수있으며,그 부식으로대기압의 150배에달하는고압을받는원자로가터지는폭발사고가 발생될수있다는문제점이 있었다.
[6] 따라서원자로결함검출의경우에는선진국의사례에따라검출의필요성은 느끼고있었으나，검사장비나경험이거의전무한상태였다.
[7] 또한，원자로결함검출장비또는모니터링장비는대부분외산장비이므로 장비의국산화가사급한실정이고，종래의원자로결함검출장비또는모니터링 장비는한국특허공개번호 1990-3907호와같이,육안으로결함을모니터링하는 방식이었으므로보다정밀도가높으면서조기에결함을검출해낼수있는 기술의개발이시급한실정이다.
발명의상세한설명
기술적과제
[8] 본발명은상기한종래기술의사정을감안하여이루어진것으로,레이저유도 플라즈마분광법을통해미리세팅된주사범위의원자분광선을집중적으로 모니터링하여붕산석출물을검출함으로써，미소결함을조기에검출할수 있으며，그로인해원자로에서발생될수있는방사능누출또는원자로
폭발사고를미연에방지할수있게한원자로결함검출시스템및그방법을 제공함에그목적이 있다.
[9] 과제해결수단
[10] 상기한목적을달성하기위해,본발명의바람직한실시예에따르면제어봉및 원자로헤드덮개가원자로용기에포함된원자로에 있어서，상기원자로용기에 구성되어검출대상영역으로이동되는위치이동장치의상단에구성되며，검출 대상영역에레이저필스를발생시켜그검출대상영역의스펙트럼을수집하고, 원격감시장치로전송하는붕산석출물검출장치와;상기붕산석출물 . 검출장치로부 스펙트럼데이터를수신하여,기설정된스펙트럼 데이터와 비교함으로써붕산석출물검출여부를판단하여미소결함의발생유무를 감시하고,결함에따른경보를발생시키는원격감시장치로이루어진것을 특징으로하는원자로결함검출시스템이제공된다.
[11] 바람직하게,상기검출대상영역은 CRDM(Control Rod Drive Mechanism)노즐, BMI(Bottom Mounted Instrument)노즐，제어봉，원자로헤드덮개중어느하나인 것을특징으로하는원자로결함검출시스템이제공된다.
[12] 바람직하게 ,상기붕산석출물검출장치는그내부에 레이저필스를발생시켜 검출대상영역에대한스펙트럼을검출하는레이저유도플라즈마분광장치와; 그레이저유도플라즈마분광장치로부터각검출대상영역별스펙트럼 광신호를인가받아수집하는광신호수집부와;수집된스펙트럼광신호를원격 감지장치로전송하는'통신모들이포함된것을특징으로하는원자로결함 검출시스템이제공된다.
[13] 바람직하게,상기원,격감시장치는그내부에상기붕산석출물
검출장치로부터스펙트럼데이터를수신받는통신모듈과;스펙트럼데이터를 비교분석하여원자로의결함을감지하는원자로결함감시부가포함된것을 특징으로하는원자로결함검출시스템이제공된다.
[14] 바람직하게,상기레이저유도플라즈마분광장치는단일파장의 레이저를 발생시키는레이저발생원과;상기레이저발생원으로부터발생된레이저광을 편광처리하는제 1, 2편광기와;상기제 1, 2편광기를통과한레이저광을 반사시키는제 1, 2, 3, 4반사경과;상기제 4반사경에의해반사된레이저광을 감쇠시키는홀미러와;상기홀미러를통과한레이저광을검출대상영역에 집광시키는렌즈와;검출대상영역에형성된레이저플라즈마로부터방사광을 집속하는콜리메이터와;상기콜리메이터를통해입사되는광을분광하는 분광기와;분광기를통과한광을검출하는검출기를포함하여구성된것을 특징으로하는원자로결함검출시스템이제공된다.
[15] 바람직하게，상기 자로결함감시부는그내부에상기붕산석출물 . 검출장치로부터 전송된스펙트럼데이터에포함된노이즈신호를제거하는 노이즈제거필터와;붕산의농도와검출대상영역의재료에따라분광선의 주사범위및지연시간을설정하는설정부와;스펙트럼 데이터를통해붕산 석출물검출여부를비교판단하여경보발생을제어하는마이컴과;붕산의 농도와검출대상영역의재료에따라분광선의주사범위및지연시간정보를 저장하고，결함미발생시검출대상영역의재료에대한정상스펙트럼 데이터를 저장한메모리와;상기붕산석출물검출장치로부터전송된스펙트럼 데이터와 정상스펙트럼데이터를비교하는비교부와;각스펙트럼 데이터를화면으로 출력하는표시부와;상기표시부를구동하는표시구동부와;경보를발생하는 부저와;상기마이컴으로부터제어신호를인가받아부저를구동하는
경보구동부를포함하여구성된것을특징으로하는원자로결함검출시스템이 제공된다.
[16] 바람직하게，상기레이저발생원은 UV (자외선)에서 IR (적외선)범위내의
파장을가진레이저광을발생시키는장치인것을특징으로하는원자로결함 검출시스템이제공된다.이때，상기레이저발생원은 1064 tun, 532 nm, 355 nm 중에서선택되는어느하나의파장을가진레이저광을발생시키는장치인것이 더욱바람직하다.
[17] 바람직하게,붕산의농도 7] ppm수준이상이며，검출대상영역의재료가 SA533 또는 SA508인경우,상기설정부에설정된지연시간은 l'Ous이며，주사범휘는 247nm내지 250.5nm인것을특징으로하는원자로결함검출시스템이제공된다. 이때,붕산의농도가 1000， 3000, 5000 ppm중어느하나인것이더욱바람직하다.
[18] 한편，본발명은결함검출대상영역의재료종류와붕산의농도에따라
스펙트럼검출구간및지연시간을확정하는제 1단계와; LIBS에확정된 스펙트럼검출구간과지연시간을설정하는제 2단계와;분광스펙트럼데이터를 검출하는제 3단계;스펙트럼데이터를전송하는제 4단계와;검출영역의 스펙트럼데이터를정상스펙트럼데이터와비교하는제 5단계와;붕산 스펙트럼구간의피크치검출시경보를발생하는제 6단계로이루어진것을 특징으로하는원자로결함검출방법이제공된다.
[19] 바람직하게,상기제 2단계는붕산의농도가 ppm수준이상이며 ,
검출대상영역의재료가 SA533또는 SA508인경우，상기설정부에설정된 지연시간은 10 이명 , 사범위는 247i 내지 250.5 로설정하는것을 특징으로하는원자로결함검출방법이제공된다.이때，'붕산의농도가 1000， 3000, 5000 ppm중어 하나인것이더욱바람직하다.
[20]
발명의효과
[21] 본발명에따른원자로결함검출시스템및그방법은검출대상영역의전처리 과정없이도기설정값을통해 ppm수준으로붕산석출물을효과적으로검출할 수있으며，원격지에서비접촉으로붕산석출물을검출해낼수있으므로조기에 원자로의미소결함을효과적으로인지할수있게된다는장점이 있다.
[22]
도면의간단한설명 [23] 도 1은본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템의개략적인구성을 도시한블록도
[24] 도 2는본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템에포함된레이저 유도플라즈마분광장치를도시한도면
[25] 도 3은본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템에포함된원격 감시장치의구성을도시한블록구성도
[26] 도 4는본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템의신호흐름을 도시한플로우챠트
[27] 도 5는붕산석출물시편을나타내는도면 ' [28] 도 6은본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템으로분석한
지연시간별붕소분광선검출스펙트럼
[29] 도 7은도 6의붕소분광선스펙트럼검출영역을확대한도면
[3이 도 8및도 9는시편별붕소분광선스펙트럼의검출상태를나타내는도면 [31]
발명의실시를위한최선의형태
[32] 이하,본발명에대해도면을참조하여상세하게설명한다.
[33] 도 1은본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템의개략적인구성을 도시한블록도,도 2는본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템에 포함된레이저유도플라즈마분광장치를도시한도면이다.
[34] 이를참조하면，본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템은레이저 유도플라즈마분광법을통해미리세팅된주사범위의원자분광선을 집중적으로모니터링하여붕산석출물을검출함으로써，미소결함을조기에 검출할수있으며,그로인해원자로에서발생될수있는방사능누출또는 원자로폭발사고를미연에방지할수있게한시스템이다.
[35] 보다상세하게 본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템 (2)은 제어봉및원자로헤드덮개가원자로용기에포함된원자로에적용되어붕산 석출물을검출하기위한시스템으로서，크게상기원자로용기 (미도시)에 Mock-Up으로구성되어검출대상영역으로이동되는위치이동장치 (12)의 상단에구성되며,검출대상영역에 레이저펼스를발생시켜그검출대상영역의 스펙트럼을수집하고,원격감시장치 (20)로전송하는붕산석출물
검출장치 (4)와;상기붕산석출물검출장치 (4)로부터스펙트럼데이터를 수신하여，기설정된스펙트럼 데이터와비교함으로써붕산석출물검출여부를 판단하여미소결함의발생유무를감시하고，결함에따론경보를발생시키는 원격감시장치 (20)로이루어진다.
[36] 상기위치이동장치 (12)는원자로용기의내부에다수의검출대상영역으로의 위치이동이가능하게 Mock-Up으로구성된다관절로봇장치이며，그상단에 상기붕산석출물검출장치 (4)가구성되어 레이저플라즈마를검출할수있도록 다수의 검출 대상영 역으로 상기 붕산 석출물 검출장치 (4)를 이동시키는 기능을 수행하는 바, 본 발명^ 이 러한 위치 이동장치 (12)에 관한 발명 이 아니므론 상세 설명은 생략하기로 한다.
[37] 상기 붕산 석출물 검출장치 (4)를 통해 원자로의 결함을 검출하고자 하는 상기 검출 대상영 역은 CRDM(Control Rod Drive Mechanism)노즐, BMI(Bottom Mounted Instrument) 노즐，제어봉, 원자로 헤드 덮개 중 어느 하나인 바, 특히 방사능 누출이 가능한 용접 부위에 대해 붕산 석출물의 집중적으로 감시 할 수 있으며，원격 감시 및 비 접촉 감시를 통해 관리자가 접근하기 불가능한 영 역까지 원자로 결함을 실시간으로 감시할 수 있다.
[38] 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함 검출시스템 (2)에 포함된 상기 붕산 석출물 검출장치 (4)는 그 내부에 레이저 필스를 발생시켜 검출 대상영 역 (7)에 대한 스펙트럼을 검출하는 레이저 유도 플라즈마 분광장치 (6)와; 그 레 이저 유도 플라즈마 분광장치 (6)로부터 각 검출 대상영 역 (7)별 스펙트럼 광신호를 인가받아 수집하는 광신호 수집부 (8)와; 수집된 스펙트럼 광신호를 원격 감지장치 (20)로 전송하는 통 ^모듈 (10)이 포함된다. .
[39] 또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함-검출시스템 (2)에 포함된 ^기 원격 감시장치 (20)는 그 내부에 상기 붕산 석출물 검출장치 (4)로부터 스펙트럼 데이터를 수신 받는 통신모듈 (22)과; 스펙트럼 데이터를 비교 분석하여 원자로의 결함을 감지하는 원자로 결함 감시부 (24)가 포함된다.
[40] 이 때 , 상기 레이저 유도 플라즈마 분광장치 (6)는 단일 파장의 레이저를
발생시키는 레이저 발생원 (26)과; 상기 레이저 발생원 (26)으로부터 발생된 레이저광 (32)을 편광 처리하는 제 1， 2 편광기 (28,30: Polarizer)와; 상기 제 1, 2 편광기 (28,30)를 통과한 레이저 광을 반사시키는 제 1, 2， 3, 4 반사경 (34
,36,40,42)과; 상기 제 4 반사경 (42)에 의해 반사된 레이 저 광을 감쇠시 키는 홀미 러 (44)와; 상기 홀미 러 (44)를 통과한 레이저광을 검출 대상영 역 (7)에 집광시키는 렌즈 (46)와; 검출 대상영 역 (7)에 형성된 레이저 플라즈마로부터 방사광을 집속하는 콜리메이터 (48)와; 상기 콜리메이터 (48)를 통해 입사되는 광을 광섬유 (50)를 f해 인간받아 분광하는 분광기 (52)와; 분광기 (52)를 통과한 광을 검출하는 검출 7 (54)를 포함하여 구성된다-. ,
[41] 바람직하게，상기 레이 저 발생원 (26)은 UV (자외선)에서 IR (적외선) 범위 내의 파장을 가진 레이저광을 발생시키는 장치로서，실제 제품으로서는 Q-switched 필스 Nd:YAG 레이저 (Continuum Inc. Surelite Π-10)로 1064 nm 파장과 10 Hz의 반복속도 (repetition rate) 그리고 최고 650 mJ/pulse의 에 너지를 발생시킬 수 있는 레이 저 발생장치를 채택하는 것이 좋겠다. 물론 이는 하나의 실시 예로 이로써 본 발명 이 한정되는 것은 아니며 , 상기 레이저 발생원 (26)은 상술한 바와 같이
UV (자외선)에서 IR (적외선) 범위 내의 파장을 가진 레이 저광을 발생시키는 장치 이되， 1064 nm, 532 nm, 355 nm 중에서 선택되는 어느 하나의 파장을 가진 레이 저광을 발생시키는 장치 인 것이 더욱 바람직하다. [42] 한편,본발명에서는원거리붕산석출물검출을위한 Focus probing을구현하기 위하여레이저를집중시킬수있는렌즈 [초점거리 (focal length): 80 mm,
작동거리 (working distance): 67.4 mm, Number of aperture (NA): 0.15]로, 4.515 Π의 크기의레이저의초점을구현하도록한다.
[43] 또한,상기검출기 (54)는분광기 (52)를통하여분리된파장별빛의세기를
데이터수집및처리장치로전달할수있도록전기적또는기계적신호로 변환시키는장치로써,일정영역에서방출되는분광선을동시에측정할수있고, 빠른반웅속도와짧은시간에개폐 (gating)가가능한 ICCD (Intensified Charge Coupled Device)를검출기로사용하였다.
[44] 이때,상기검출기 (54)는레이저광을검출대상영역에조사하여플라즈마를 형성시킨후,레이저광의발생을정지시키면서일정한지연시간동안
셔터 (Shutter)를개방하여검출대 '상영역에서발생된원자분광선만을
검출기 (54)의내부로유입시키도록구성된바,본발명에서는보다간단한 장치의구성을위해,지연시간동안의셔터 (Shutter)개방을통한원자분광선 검출처리구성대신원자분광선만을통과시킬수있는밴드패스필터 (미도시)를 구성할수도있다.
[45] 그러면，상기레이저발생원 (26)을빈번하게스위칭하여생기는전력소모를 감소시킬수있으며，일정한시간동안셔터 (Shutter)의개폐 (gating)를하지않아도 되므로구성이간단해지게된다.
[46] 또한,상기레이저유도플라즈마분광장치 (6)는상기 레이저발생원 (26)에서 발생된레이저광을광파이버 (미도시)에의해홀미러 (44)까지이송될수있게 구성할수있다.즉,.상기레0]저유도플라즈마분광장치 (6)에구성된광학계를 생략하고광파이버가레이저광의이송을담당하도록구성하는것도충분히 가능하며，본발명의요지를이탈하는구성이아니므로본발명의권리범위에 속함을미리밝힌다.
[47] 도 3은본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템에포함된원격
감시장치의구성을도시한블록구성도이다.
[48] 이를참조하면,본발명의일실시예에따른원자로결함검출시스템에포함된 상기원자로결함감시부 (24)는그내부에상기붕산석출물검출장치 (4)로부터 전송된스펙트럼데이터에포함된노이즈신호를제거하는노이즈
제거필터 (60)와;붕산의농도와검출대상영역의재료에따라분광선의주사범위 및지연시간을설정하는설정부 (62)와;스펙트럼데이터를통해붕산석출물 검출여부를비교판단하여경보발생을제어하는마이컴 (64)과;붕산의농도와 검출대상영역의재료에파라분광선의주사범뷔및지연시간정보를저장하고, 결함미발생시검출대상영역 (7)의재료에대한정상스펙트럼 데이터를저장한 메모리 (66)와;상기용산 ^출물검출장치 (4)로부터'전송된스펙트럼 데이터와 정상스펙트럼데이터를비교하는비교부 (68)와;각스펙트럼 데이터를화면으로 출력하는표시부 (72)와;상기표시부 (72)를구동하는표시구동부 (70)와;경보를 발생하는 부저 (76)와;.상기 마이 컴 (64)으로부터 제어신호를 인가받아 부저를 구동하는 경보구동부 (74)를 포함하여 구성된다.
[49] 바람직하게, 상기 설정부 (62)에서 설정되는 설정 값은 지 연시간과 ,
주사범위 이며 , 그 지 연시간과 주사범위의 설정을 결정하는 요소는 붕산의 농도 및 검출 대상영 역의 재료이다. 즉, 붕산의 농도가 ppm수준 이상이며， 검출대상영 역 (7)의 재료가 SA533 또는 SA508인 경우, 상기 설정부에 설정된 지연시간은 10/is이며 , 주사범위는 247ran 내지 250.5nm으로 설정하는 것이 효과적 인 붕산 석출물에 대한 스펙트럼 분석 이 이루어질 수 있다. 이 때，붕산의 농도가 1000, 3000, 5000 ppm중 어느 하나인 것이 더욱 바람직하다.
[50] 이 때, 상기 검출대상영 역 (7)의 재료인 SA533 또는 SA508은 원자로 헤드용
소재이다.
[51] 상기한 구성의 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함 검출시스템의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[52] 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함 검출시스템의 신호흐름을
도시한 플로우챠트이 '다.
[53] 먼저 , 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함 검출시스템 (2)을 통해， 결함 검출 대상영 역와 재료 종류와 붕산의 농도에 따라 스펙트럼 검출구간 및 지 연시간을 확정 한다 (ST-1).
[54] 붕산 석출물에 대한 육안 검사 (VT)는 이루어지고 있으나, 세계적으로 레이저 유도 플라즈마 분광장치 (6)를 이용한 레이저 유도 플라즈마의 스펙트럼 분석을 통해 붕산 석출물에 대한 감시는 전무한 상태이므로，이를 위해 먼저 시편 제작 및 붕산 석출실험을 통해 최적의 스펙트럼 검출구간 및 지연시간을
도출해내기로 한다. ᅳ
[55] [붕산 석출 실험 예]
[56] 붕산을 석출시키기 위한 시편으로 원자로 헤드용 소재로 사용되는 SA533,
SA508의 두 종류의 소재를 사용하여 붕산 석출들을 만들기 위 한 시편 (20 X 20 X 2 隨)을 제작한다. 제작된 시편은 홈을 내어 붕산 용액이 바로 홀러 내지지 않도록 하였다.
[57] 상업 적으로 판매되고 있는 붕산 (H3B(33) 분말을 구； ¾하여 붕산 (H3B03)을
저울을 사용하여 정량한 다음, 증류수 (distilled water)에 녹여 ppm수준 이상의 농도별 (예를 들어 1000， 3000, 5000 ppm와 같이 농도별 용액을 제작할 수 있으며 , 이하의 실시 예 설명에서는 이 예시를 사용한다)붕산 용액을 제작하여 붕산 석출을 위 한 용액으로 사용하였다.
[58] 붕산 석출물은 원자로 해드용 소재인 SA533, SA508을 가열판 (hot plate)위에 놓고 실제 원자로의 가동온도와 같은 온도인 300 °C로 30분간 유지시켜 시편 전체가 일정한 온도가 유지 될 수 있도록 한 다음, 주사기를 사용하여
농도별 (1000, 3000, 5000 ppm)로 제작된 붕산용액을 SA533, SA508의 소재로 제작한 시편 (20 x 20 X 2 腿)의 홈에 떨어뜨려 붕산 석출물이 형성 되도록 하였다. [59] 300 °C로 유지시 킨 시편에 농도별 (1000, 3000, 5000 ppm)로 제작된 붕산용액을 주사기를 사용하여 매일 3회씩 붕산용액을 시편에 떨어뜨리는 방식으로 5일， 15일 및 30일간 붕산을 석출시킨 시편을 도 5에 도시된 바와 같이 제작하였다.
[60] 본 발명의 레이저 유도 플라즈마 분광장치 (6)를 통해서 수집할 수 있는 레이저 유도 플라즈마는 시간에 따라서 여 러 순간적 인 상태로 구분할 수 있는데 , 초기에는 레이저가 조사된 후 높은 전자 및 이온 밀도를 나타내며
제동복사 (bremsstrahlung) 발광에 의하여 연속적 배경 방출 (continuum background emission) 신호와 Stark 효과에 의하여 선폭 넓어짐 (line broadening) 현상이 발생하기 때문에 높은 P/N비 나타내는 데이터를 얻기 위하여 레이 저유도 플라즈마 분광에서는 데이터의 수집하는 시간을 레아저가 발생된 시 점에서 수에서 수십 정도 늦추게 되는데 이를 지 연시간 (delay time)이라고 한다.
[61] 따라서 본 시스템에서 붕소 분광선 검출을 위 한 최 적의 지 연시간 (delay time)과 붕소 (B)에 대한 기준 (reference) 분광선 검출을 하기 위하여 분말 형 태의 붕산 (¾ B03)을 단일축 압축성형기를 사용하여 지름 10腿, 두께 약 2腿인 pellet형 태로 제작하였다.
[62] 분광선 수집을 파장이 1064 ηπι의 Nd-YAG 레이저와 분광선의 범위를 200 - 975 ran으로 한정하여 수집한 결과, 250 ran 근처에서 붕소에 해당되는 원자 분광선을 관찰 할 수 있었으며 , 또한 붕산의 화학식에서 일 수 있듯이 붕산을 구성하고 있는 수소에 의한 분광선과 이와 함께 대기에서 원자 분광선을 측정하였기 때문에 대기를 구성하고 있는 산소나 질소에 위한 분광선도 검출되었다.
(여 기 에서 1064nm 의 레이저를 사용하였으나 물론 이는 하나의 실시 예일 뿐으로，상술한 바와 같이 UV (자외선)에서 IR (적외선) 범위 내의 파장을 가지는 레이저라면 어떤 것이 라도 사용할 수 있고，바람직하게는 1064 nm, 532 nm, 355 rnn 증에서 선택되는 어느 하나의 파장을 가진 레이 저를 사용할 수 있다. 이하의 실시 예 설명에서는 이 예시를 사용한다.)
[63] 여 러 가지 원자 분광선으로부터 붕소에서 만 나오는 원자 분광선을 수집하기 . 위해서는 레이저 유도 플라즈마 분광에서는 검출기와 플라즈마의 발생시간과의 지 연시간이 필요한데, 지 연시간에 따라 분광선의 세기가 달라지므로 원자 분광선 관찰 시 지 연시간은 중요한 변수 가운데 하나임을 알 수 있었다.
[64] 따라서 본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함 검출시스템 (2)에 가장
효과적으로 적용될 수 있는 원자 분광선의 주사 범위를 240 - 270 nm 으로 한정시키고, 붕소이외의 원소에 의해 발생되는 분광선이 검출되지 않도록 검출기로 들어오는 신호에 시 간지 연 (gate delay)을 2， 5, 10 / s로 변화시켜 붕소 분광선을 관찰한 결과 최 적의 시간지 연 (gate delay)은 10 임을 도 6과 7의 스펙트럼 데이터를 통해 알 수 있었다.
[65] 상기 한 전처 리 실험을 통해，본 발명의 일실시 예에 따른 원자로 결함
검출시스템 (2)에 적용할 주사범위 및 지 연시간이 붕'소의 농도 및 검출 대삼의 재료가 고려되어 확보된 바, 본 발명에서는 원자로 헤드용 소재인 SA533, SA508로 제작한 시편을 300 °C로 유지된 상태에서 농도별 ((1000， 3000, 5000 ppm)로 붕산 용액을 주사기를 사용하여 매일 3회씩 붕산용액을 시편에 떨어뜨리는 방식으로 5일, 15일 및 30일 동안 석출시킨 시편 각각에 대하여， 1064 nm의 파장을 가진 Nd:YAG 레이저를 사용하였을 때 붕소 분광선 관찰에 최 적의 지연시간 (delay time)결정 실험으로부터 얻어진 시간지 연 (gate delay)을 10 /iS으로 고정하였으며，또한 분광선의 주사 범위는 247에서 25으5 nm로 범위 에서만 붕소 분광선 관찰 실험을 수행하였다.
[66] 석출물을 생성시키는데 소요되는 시간이 증가할수록 시편의 표면에 흰색의 석출물의 많이 생성됨을 알 수 있었으며 , 5일， 15일 및 30일 동안 석출시킨 시편 가운데 육안으로도 흰색의 붕산 석출물이 발생 되 었다는 것을 식별할 수 있는 15일 및 30일간 붕산을 석출시킨 시편에 대해서는
레이 저유도플라즈마분광법으로 붕소 분광선을 관찰하는 것은 의미가 없으므로, 육안으로 식 별하기 어 려운 5일간 석출시 킨 시편에 대해서 만 붕소 분광선을 관찰하는 실험을 하였다.
[67] 농도가 다른 붕산용액 (1000， 3000, 5000 ppm)을 사용하여 5일간 각각 SA533, SA508에 석출물을 생성시 킨 시편에 대하여 붕소 분광선을 측정한 결과，모든 농도별 붕산 석출물을 석출 시편에 대해선 붕소 분광선에 해당되는 249. 67 nm의 붕소 원자의 분광선을 도 8 및 도 9에 나 난 바와 같이 ¾찰 할 수 있었다:
[68] 제작된 시편의 매트릭스 종류，즉 SA533, SA508의 소재에 관계없이 붕소
분광선을 검출하였으며 , 석출물 생성을 위해 사용된 붕산 용액의 출발 농도가 높을수록 249. 67 nm에 해당되는 붕소 분광선의 강도 (intensity)가 증가됨을 볼 수 있었다.
[69] 이와 함께，원자로 헤드용 소재로 사용되는 SA533, SA508의 두 종류의 소재에 대하여 동일한 출발 농도를 사용하여 붕산을 석출시킨 석출물에 대하여 붕소 분광선의 강도는 SA508로 만든 시편에서 더 높은 강도의 분광선을 관찰 할 수 있었다.
[70] 이 것은 레이저 유도플라즈마 분광으로 분광선을 검출하기 위해서는 레이저를 검출 대상체에 조사시켜 플라즈마를 발생시 키는데, 이 렇게 발생된
플라즈마에는 대상체를 구성하는 있는 물질들이 플라즈마 상태에 있다가 시간의 함수로써 대^처 j.굿성.원소마다.고유한 분광 들을 방출하게 된다.
[71] 이와 같이 레이저 육도플라즈마 분광에서 가장 먼 해야 하는 것은 대상체의 플라즈마를 만드는 것인데, 본 연구와 같이 기판위에 석출된 물질로부터 분광선을 검출하기 위하여 레이저가 시편에 조사되 게 되면 레이저의 에너지는 석출물뿐만 아니라 기판에도 전달되기 때문에 기판의 물성에 따라 플라즈마의 밀도가 달라진다.
[72] 즉, 사용되는 기판의 표면의 전자밀도와 전자이동도가 높은 경우에 플라즈마 발생 이 용이하고 동일한 에너지 에서 플라즈마 밀도가 증가하게 되므로, 발생되는 분광선이 강도도 함께 증가하게 된다. 이 런 것을 고려하였을 때 SA508이 SA533보다동일한에너지를가지는레이저를고사시켰을때플라즈마 생성이용이하고,더높은플라즈마밀도가얻어쪄동일한출발붕산농도에서 얻어진붕소분광선의강도가크게나온것으로판단할수있다.
[73] 상기한바와같은실험예를통해,본발명의일실시예에따른원자로결함
검출시스템 (2)에적용할스펙트럼검출구간및지연시간이구해지게되면,그 검출구간및지연시간을각검출대상영역별및농도별로메모리 (66)에 저장하고，상기레이저유도플라즈마분광장치 (6)(LIBS: Laser-Induced
Breakdown Spectroscopy)에확정된스펙트럼검출구간과지연시간을
설정한다 (ST-2).
[74] 그상태에서 ,상기레이저발생원 (26)에서발생된레이저광을검출
대상영역으로유입시켜해당검출대상영역의레이저플라즈마를분광시켜 스펙트럼데이터를검출한다 (ST-3). '
[75] 상기 레이저유도플라즈마분광장치 (6)에의해검출대상영역의스펙트럼
데이터가수집되면，상기 레이저유도폴라즈마분광장치 (6)는통신모들 (10)을 매개하여상기원격감시장치 (20)로해당스펙트럼데이터를전송한다 (ST-4).
[76] 그러면,상기원격감시장치 (20)는검출영역의스펙트럼데이터를인가받아, 정상스펙트럼 데이터와비교하여붕산스펙트럼의검출유무를감시한다 (ST-5).
[77] 만약,상기원격감시장치 (20)에서붕산스펙트럼구간의피크치검출시에는 경보를발생한다 (ST-6).
[78] 따라서본발명의실시예에따른원자로결함검출시스템을통해,검출
대상영역의전처리과정없이도기설정값을통해 ppm수준으로붕산석출물을 효과적으로검출할수있으며 ,원격지에서비접촉으로붕산석출물을검출해낼 수있으므로조기에원자로의미소결함을효과적으로인지할수있게된다.
[79] 한편，본발명의.실시예에따른원자로결함검출시스템및그방법은단지
상기한실시예에한정되는것이아니하느기술적요 를이탈하지않는범위 내에서다양한변경이가능하다.
[80]
서열목록 Free Text
[81] 4：붕산석출물검출장치 6：레이저유도플라즈마분광장치
[82] 8：광신호수집부 10， 22：통신모들
[83] 12：위치이동장치 20：원격감시장치
[84] 24：원자로결함감시부 62：설정부
[85] 64:마이컴 66:메모리
[86] 68:비교부

Claims

청구범위
제어봉및원자로헤드덮개가원자로용기에포함된원자로에 있어서，
상가원자로용기에구성되어검출대상영역으로이동되는위치 이동장치의상단에구성되며，검출대상영역에 레이저필스를 발생시켜그검출대상영역의스펙트럼을수집하고,원격 감시장치로전송하는붕산석출물검출장치와;
상기붕산석출물검출장치로부터스펙트럼 데이터를수신하여， 기설정된스펙트럼 데이터와비교함으로써붕산석출물검출 여부를판단하여미소결함의발생유무를감시하고,결함에따른 경보를발생시키는원격감시장치로이루어진것을특징으로하는 원자로결함검출시스템.
제 1항에 있어서，
상기검출대상영역은 CRDM(Control Rod Drive Mechanism)노즐, BMI(Bottom Mounted Instrument)노즐，제어봉,원자로헤드덮개 중어느하나인것을특징으로하는원자로결함검출시스템. 제 1¾에—_있어.서, ,
상기붕산석출물검출장치는그내부에레이저필스를발생시켜 검출대상영역에대한스펙트럼을검출하는레이저유도플라즈마 분광장치와;
그레이저유도플라즈마분광장치로부터각검출대상영역별 스펙트럼광신호를인가받아수집하는광신호수집부와;
수집된스펙트럼광신호를원격감지장치로전송하는통신모듈이 포함된것을특징으로하는원자로결함검출시스템.
제 1항에 있어서，
상기원격감시장치는그내부에상기붕산석출물
검출장치로부터스펙트럼 데이터를수신받는통신모듈과; 스펙트럼데이터를비교분석하여원자로의결함을감지하는 원자로결함감시부가포함된것을특징으로하는원자로결함 검출시스템
제 3향에있어서,
상기레이저유도플라즈마분광장치는단 파장의레이 를 뇰생시키는레이저발생원과;
상기레이저발생원으로부터발생된레이저광을편광처리하는제 1,2편광기와;
상기제 1, 2편광기를통과한레이저광을반사시키는제 1， 2， 3， 4 반사경과; 상기제 4반사경에의해반사된레이저광을감쇠시키는홀미러와; 상기홀미러를통과한레이저광을검출대상영역에집광시키는 렌즈와;
검출대상영역에형성된레이저플라즈마로부터방사광을 집속하는콜리메이터와;
상기콜리메이터를통해입사되는광을분광하는분광기와;
분광기를통과한광을검출하는검출기를포함하여구성된것을 특징으로하는원자로결함검출시스템.
[청구항 6] 제 4항에 있어서,
상기원자로결함감시부는그내부에，
상기붕산석출물검출장치로부터전송된스펙트럼데이터에 포함된노이즈신호를제거하는노이즈제거필터와;
붕산의농도와검출대상영역의재료에따라분광선의주사범위 및지연시간을설정하는설정부와;
스펙트럼 데이터를통해붕산석출물검출여부를비교판단하여 경보발생을제어하는마이컴과;
붕산의농도와검출대상영역의재료에따라분광선의주사범위 및지연시간정보를저장하고,결함미발생시검출대상영역의 재료에대한정상스펙트럼데이터를저장한메모리와;
상기붕산석출물검출장치로부터전송된스펙트럼데이터와정상 스펙트럼 데이터를비교하는비교부와;
각스펙트럼 데이터를화면으로출력하는표시부와;
상기표시부를구동하는표시구동부와;
경보를 '발생하는부저와;
상기마이컴으로부터젝어신호를-인간받아부저를구동하는 경보구동부를포함하여'수성된것을특징으로하는원자로결함 검출시스템.
[청구항 7] 제 5항에 있어서，
상기 레이저발생원은 UV (자외선)에서 IR (적외선)범위내의 파장을가진레이저광을발생시키는장치인것을특징으로하는 원자로결함검출시스템.
[청구항 8] 제 5항에 있어서，
상기 레이저발생원에서발생된레이저광은광파이버에의해 홀미러까지이송될수있게구성할수있는것을특징으로하는 원자로결함검출시스템.
[청구항 9] 제 5항에 있어서，
상기분광기와검출기의사이또는검출기전단에는
검출대상영역의월자분광선만을통과시키기위한 밴드패스필터가더포함될수있는것을특징으로하는원자로 결함검출시스템.
제 7항에 있어서，
상기레이저발생원은 1064 nm, 532 nm, 355 nm중에서선택되는 어느하나의파장을가진레이저광을발생시키는장치인것을 흑징으로하는원자로결함검출시스템.
제 6항에 있어서，
붕산의농도가 ppm수준이상이며,검출대상영역의재료가 SA533 또는 SA508인경우，상기설정부에설정된지연시간은 이며, 주사범위는 247nm내지 250.5nm인것을특징으로하는원자로결함 검출시스템
제 11항에 있어서，
붕산의농도가 1000, 3000, 5000 ppm중어느하나인것을특징으로 하는원자로결함검출시스템.
결함검출대상영역의재료종류와붕산의농도에따라스팩트럼 검출구간및지연시간을확정하는제 1단계와;
LIBS에확정된스펙트럼검출구간과지연시간을설정하는제 2단계^;
분광스펙트럼 데이터 f 접출하는제 3단계；
스펙트럼 데이터를전송하는제 4단계와;
검출영역의스펙트럼 데이터를정상스펙트럼 데이터와비교하는 제 5단계와;
붕산스펙트럼구간의피크치검출시경보를발생하는제 6단계로 이루어진것을특징으로하는원자로결함검출방법.
제 13항에 있어서,
상기제 2단계는붕산의농도가 ppm수준이상이며,
검출대상영역의재료가 SA533또는 SA508인경우，상기설정부에 설정된지연시간은 10/S이며 ,주사범위는 247nm내지 250.5ran로 설정하는것을특징으로하는원자로결함검출방법.
제 14항에 있어서,
붕산의농도가 1000, 3000, 5000 ppm중어느하나인것을특징으로 하는원자로.결함검출방법..
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