WO2017057825A1

WO2017057825A1 - 방사능 차폐재

Info

Publication number: WO2017057825A1
Application number: PCT/KR2016/006746
Authority: WO
Inventors: 김동용; 소홍섭
Original assignee: 김동용; 이중희
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-04-06
Also published as: KR101633632B1; CN107251157A; US20180025799A1

Abstract

본 발명은 방사능 차폐재에 관한 것으로서, 종래에는 납성분이 포함되는 방사능 차폐재가 이용되고 있어서 인체의 유해성 등의 문제가 있고, 중량이 무겁다는 문제점이 있다. 본 발명은, 황토에 맥반석을 물에 혼합 교반하여 원하는 차폐체의 형태로 성형후 가열 소성하고, 그 외표면에 탄소섬유에 옻칠하여 부착함으로써 방사선 또는 방사능 폐기물 운반 및 저장용 밀폐용기를 만들거나, 방사능 차폐용 건축 자재로 만들 수 있고, 황토와 맥반석을 물에 혼합교반하여 탄소섬유에 적층하는 방식으로 다층구조를 만들고 표피층을 탄소섬유층으로 형성해 옻도막을 형성하는 방식으로 차폐재를 구성할수도 있고, 콘크리트층의 양면에 상기 황토와 맥반석 혼합 제1차폐층, 탄소섬유에 옻칠한 제2차폐층을 차례로 형성하여 차폐구조물의 벽체등으로 구성할 수 있다.

Description

방사능 차폐재

본 발명은 방사능 차폐재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 의료용 방사선 또는 원자력 설비의 방사능 폐기물의 운반용 차폐체나, 방사능 폐기물 구조체의 벽체 또는 건축자재 등으로 이용할 수 있도록 황토와 맥반석, 탄소섬유 및 옻칠을 이용하여 제조되는 방사능 차폐재에 관한 것이다.

방사성 폐기물이란 방사성 물질 또는 그에 의하여 오염된 물질로 폐기의 대상이 되는 물질이다. 방사성 폐기물은 방사능을 뿜어낸다. 인간에게 심각한 영향을 끼치지 않을 때까지 일정 기간 격리가 불가피한 이유다.

방사성 폐기물은 오염 수준에 따라 ‘중·저준위 방사성 폐기물’과 ‘고준위 방사성 폐기물(사용 후 핵연료)’로 구분하며, 중·저준위 폐기물은 원자력 발전소 등에서 사용한 작업복·장갑·부품 등 방사능 함유량이 상대적으로 적은 폐기물이고, 반감기(핵물질 원자 수가 반으로 줄어드는 기간)는 몇 시간에서 몇 년이다.

최근 원자로나 고속증식로 등의 원자력 시설, 핵융합 시설이나 환부 의료용으로서 사용되는 방사선 치료 시설 등의 원자력 사업의 발전과 함께 이들 각 시설로부터 발생하는 인체에 유해한 방사선의 차폐 보호가 가능한 재료의 개발이 요구되고 있다.

이러한 시설에서 발생하는 방사선은 중성자(Neutron)와 감마선(Gamma-Rays)이 있다. 더욱이 이들의 2차 방사선도 인체에 유해한 대상이 되기 때문에 차폐재에는 인체로부터 이들을 안전하게 차폐하는 능력이 요구 되어진다.

중성자와 감마선은 인간과 환경에 매우 큰 위험을 주고 있다. 예를 들어, 러시아의 Chernovyl 원자력 발전소 붕괴(1986년)와 최근에 일본 Fukushima 원자력 발전소의 붕괴는 인류의 생존을 위험할 정도의 재난을 가져왔으며, 2012~2013년에 닥쳐올 Super Solar Storm과 같은 우주의 Hottest Region에 의해 생기는 감마선 방사에 대한 대비가 시급한 실정이다.

오늘날 두꺼운 납(Pb)판재를 감마선 방사의 차폐 재료로 사용되고 있으나, 납판재는 매우 무겁고, 인체에 유해(Toxic)하며, 환경에 큰 문제를 유발시킨다. 중성자와 감마선은 각각의 물질에 의해 감쇠 특성이 다르기 때문에 여러 물질의 조합이 차폐재로 생각되고 있다.

다양한 형태로의 가공이 필요한 경우에는 폴리에틸렌(Polyethylene)과 같은 차폐재를 사용하는 것이 일반적이다. 종래에는 폴리에틸렌에 보론 화합물이 함유된 보레이트 폴리에틸렌(Borated Polyethylene) 재료 등이 중성자 차폐재로서 사용되어 왔으나, 이는 전량 수입에 의존하고 있어 가격면에서 비합리적이며, 감마선의 차폐에는 무리가 있다. 따라서, 방사선 차폐재 차폐능이 우수하며, 다양한 분야에 적용이 가능한 새로운 차폐재의 개발이 요구되는 실정이다.

한국공개특허 10-2006-0094712호(2006.08.30)에는, 상기 수입 대체를 위한 보론 및 납이 함유된 폴리에틸렌 방사선 차폐재 및 그 제조방법이 개시되어 있는데, 이 또한 인체에 유해한 납이 포함되어 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 인체에 유해한 납을 포함하지 않은, 방사선 차폐재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은, 의료기관의 방사선 폐기물이나 원자력 시설의 방사능 폐기물로부터 발생되는 방사선 및 방사능을 차폐시키기 위한 방사능 차폐재로서,

소정 두께로 황토와 맥반석을 물에 혼합 교반하여 성형한 제1차폐층과;

탄소섬유에 옻칠을 하여 복수층으로 상기 제1차폐층의 양면에 부착 형성되는 제2차폐층을 포함하는 방사능 차폐재를 구성함에 특징이 있다.

상기 제1차폐층의 맥반석은 분말화하여 황토와 혼합 교반하여 성형하고, 건조 후 가열로나 가마에서 구워서 소성하여 원하는 형태의 차폐체를 제작하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2차폐층은, 탄소섬유를 제1차폐층의 표면에 부착한 후 옻칠하고, 상기 옻칠 위에 탄소섬유를 부착한 후 다시 옻칠하는 방식으로 복수 층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 위한 방사능 차폐재는,

탄소섬유 층, 황토와 맥반석 분말을 물에 혼합 교반하여 상기 탄소섬유에 함침시킴과 아울러 양면으로 소정두께를 이루도록 형성하는 제1차폐층, 탄소섬유 층이 순차적으로 다층으로 적층되고, 최외각 표피층에 탄소섬유 층을 형성하고, 그 표피층의 탄소섬유층 표면에 덧칠하기 방식으로 옻칠을 한 옻 피막층이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 탄소섬유층과 제1차폐층을 다층 구조로 형성한 후, 차폐체의 형상에 따라 성형하여 건조 후 가열로에서 소정한 이후, 상기 표피층에 옻도막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 방사능 차폐재는,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 층으로 이루어진 베이스층과,

상기 베이스층의 양면 또는 어느 한쪽면에 황토와 맥반석을 물에 교반하여 형성하는 제1차폐층과;

옻칠을 한 탄소섬유를 상기 제1차폐층의 외면에 부착한 제2차폐층을 포함하는 방사능 차폐재를 제공할 수 있다.

콘크리트 층을 포함하는 방사능 차폐재는, 방사능 차폐 구조물의 벽체등을 구성하는데 이용될 수 있다.

상기 베이스층은,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 사이에 서로 이격된 복수의 옻칠한 탄소섬유 층을 삽입하여 한 몸체의 콘크리트 층으로 양생한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 콘크리트 속에 다층의 옻칠한 탄소섬유층이 삽입 형성되어 한몸체의 콘크리트 층으로 이루어진 베이스층은 베이스층 단독으로 방사능 차폐재로 이용할 수 있다.

또한 상기 콘크리트 층인 베이스층의 양면 또는 한쪽면에만 상기 옻칠한 탄소섬유층을 부착형성하여 구성할 수도 있다.

이렇게 서로 다른 차폐재 구조는 방사능 폐기물의 종류나 운반용기 또는 차폐 구조물의 주변환경이나 특성을 고려하여 적절히 선택하여 응용할 수 있는 것이다.

본 발명은, 의료기관이나 원자력 설비등에서 오염된 방사선 또는 방사능 폐기물의 방사능을 차폐시키기 위한 차폐재로서, 황토와 맥반석을 혼합 교반하여 제1차폐층을 형성하고, 그 제1차폐층에 옻칠한 탄소섬유로 이루어진 제2차폐층을 형성함으로써 방사선 및 방사능 차폐성능을 얻을 수 있고, 탄소섬유와 옻칠로 인하여 외부 환경으로 인한 차폐체의 표면 손상이나 수분침투 부식 방지의 효과가 있고, 콘크리트층을 베이스층으로 하여 표면에 황토와 맥반석의 제1차폐층 및 옻칠한 탄소섬유를 이용하는 제2차폐층을 형성하는 방식으로 방사능 차폐 구조물의 벽체등으로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 방사능 차폐재의 단면 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 다른 실시예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 방사능 차폐재의 단면 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,

소정 두께로 황토와 맥반석을 물에 혼합 교반하여 성형한 제1차폐층(1)과;

탄소섬유에 옻칠을 하여 복수층으로 상기 제1차폐층(1)의 양면에 부착 형성되는 제2차폐층(2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은, 황토와 맥반석 분말을 물에 교반하여 차폐체의 형상으로 성형하여 제1차폐층(1)을 구성한다.

상기 제1차폐층(1)의 맥반석은 분말화하여 황토와 혼합 교반한다. 제1차폐층(1)을 이루는 황토와 맥반석을 교반하여 성형하고, 건조 후 가열로나 가마 등에서 구워낸다. 이후, 상기 제1차폐층(1)의 양면에 탄소섬유에 옻칠하여 제2차폐층(2)으로 부착 형성한다.

한 장의 탄소섬유를 제1차폐층(1)의 표면에 부착한 후 옻칠하고, 2번째 탄소섬유를 옻칠 위에 부착한 후 다시 옻칠하는 방식으로 복수층의 탄소섬유에 옻칠한 제2차폐층(2)을 구성할 수 있다.

상기 제1차폐층(1)을 성형하는 과정에서 성형된 제1차폐층(1) 즉, 황토와 맥반석을 교반하여 원하는 형태로 성형한 후, 건조 전에 제1차폐층(1)의 양면에 한층 또는 복수층의 탄소섬유를 부착하여 건조 후 가열로 등에서 구워내고, 그 탄소섬유 표면에서 복수회수의 옻칠을 하여 완성하는 방법도 있다. 이는 옻칠이 고온에서 타버릴 수 있기 때문에 고온 가열 소성이 완료된 이후에 그 표면에 옻칠을 덧칠하기로 칠하여 구성할 수 있다.

예부터 황토는 건축 재료로 집의 벽체나 바닥, 부엌아궁이 등을 쌓고 바르는 데 사용하였으며, 토기나 기와 등의 요업 원료뿐만 아니라, 논이나 밭의 토양을 개량하기 위하여 사용하기도 하였다. 황토는 황토·적토·주토·황적토·적황토 등이 있는데, 특정 지역의 황토는 주로 가는 모래로 되어 있으며 다량의 탄산칼슘을 함유하고 있어 쉽게 부서지지 않는 점력을 지니고 있다.

황토는 물을 더하면 찰흙으로 변하는 성질이 있는데다 석영과 장석·운모·방해석 등이 들어 있어서 이들 물질이 철분과 함께 산화작용을 하여 황색, 자색, 적색, 회색 등의 색깔을 나타내기도 한다.

흙 중에서도 으뜸이라 하는 황토는 분해력과 자장력, 흡수력 등 많은 약성을 가지고 있어서 습도 조절 기능과 온도 유지 기능, 전자파 흡수, 원적외선 방출, 생리작용 활성화 등의 효능이 있다고 한다.(출처; 한국향토문화전자대전, 한국학중앙연구원)

본 발명은 상기와 같은 황토의 효능 중에는 전자파 흡수 효능을 이용하는 것으로서, 이를 활용하여 전자파 차폐 및 방사성 차폐기능을 얻을 수 있도록 한 것이다.

또한 맥반석은, 1㎤당 3만 ~ 15만개의 다층 다공질로 구성되어 있고 비 표면적이 넓어 오염물질, 중금속 등을 흡착.분해하는 작용을 하며, 또한 시멘트 독성중화, 항균, 방충 및 강한 탈취력을 보이고 있다. 최근 다이옥신 제거기술(연암공대)을 선보이고 있는 현황이다. 또한 원적외선 방사에 의한 공명, 공진, 흡수 작용등으로 식품 용기 등에 활용되고 있으며, 전자파 차폐 기능이 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상기와 같은 맥반석의 다층 다공질에 의한 중금속 흡착 분해효능과 및 원적외선 방사에 의한 공명.공진, 흡수작용과 전자파 차폐 기능등을 활용하여 전자파 차폐 및 방사능 차폐 기능을 얻을 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 효능의 황토와 맥반석을 물에 혼합 교반하여 제1차폐층(1)을 구성함으로써, 제1차폐층(1) 자체만으로도 방사능 차폐재로서의 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기한 제1차폐층(1)의 외측면에는 탄소섬유에 옻칠을 하여 복수층으로 제2차폐층(2)을 형성하여 부착한다.

탄소 섬유는 철보다 1/4 가볍고, 강도는 10배, 탄성율은 7배 강하며 내 충격성 및 내열성이 뛰어난 고강도/ 고탄성 첨단소재로서, 항공, 우주, 방산 및 반도체 등 고부가가치 복합재료 핵심소재로 사용되어 왔다. 대부분이 구조재료용 복합재료 강화재(强化材)로 사용된다. 특히 고성능 탄소섬유는 에폭시 수지 모재(母材) 복합재료(CFRP)로 가장 많이 사용된다. 그밖에 열가소성 수지, 구리, 알루미계, 마그네슘계 합금, 탄소(CC콤포지트), 시멘트 콘크리트 등을 모재로 하는 복합재료의 강화재로 사용된다. [네이버 지식백과] 탄소섬유 [carbon fibers] (첨단산업기술사전, 1992. 5. 1., 겸지사)

본 발명은 상기와 같은 탄소섬유의 특성을 활용하는 것으로서, 탄소섬유에 옻칠을 함으로써, 탄소섬유 복합재료로서 제2차폐층(2)을 구성한다. 탄소섬유에 옻칠을하고, 다시 그 위에 탄소섬유를 부착하여 옻칠하는 방식으로 복수층으로 구성할 수 있으며, 옻칠방식도 탄소섬유를 옻칠액 속에 넣어 옻칠을 함침시킨 후 부착하는 방식과, 통상의 붇으로 옻칠하는 것과 같은 옻칠방식 또는 옻칠액을 분사시키는 방식등 필요에 따라 다양한 방식을 사용할 수 있다.

탄소섬유는 기본적으로 탄소 분자들의 결합 구조체이므로, 방사능 물질이나 전자파 차폐기능이 있으며, 옻칠은 스텔스기에 칠하는 스텔스 도료의 원료중 하나로 이용되는 것으로서, 전자파 차폐성능이 있음이 알려져 있다. 따라서 탄소섬유에 옻칠을 한 제2차폐층(2)은, 전자파 및 방사능 차폐 성능이 있으며, 탄소섬유의 경량, 고강도, 고탄성율, 내충격성 및 내열성 등의 장점으로 인하여 내측의 제1차폐층(2)의 형상을 손상하지 않고 보호할 수 있으며, 옻칠은 내식성이 우수하고 수분침투 등이 방지되므로 제1차폐층(1)의 손상 및 자연 분해등을 방지하여 긴 수명으로 유지시킬 수 있는 것이다.

따라서 이와 같은 본 발명은, 제1차폐층(1)과 제2차폐층(2)으로 이루어진 밀폐용기로 제작하여 2차 방사성 오염물질, 예를 들어, 방사능 의료 폐기물이나, 원자력발전소의 장갑이나 의류 등등의 폐기물을 수납 운반처리 및 폐기물 처리장의 밀폐용기로서 이용할 수 있고, 방사능 물질 운반용 용기로 제작하여 이용할 수 있다. 그리고, 방사능 차폐판 등으로 제조하여 건축자재로서 이용할 수 있으며, 특히 지하철역사등의 라돈 발생지역의 방사능 차폐용 건축자재로서 이용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 다른 실시 예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 층(101), 황토와 맥반석 분말을 물에 혼합 교반하여 상기 탄소섬유에 함침시킴과 아울러 양면으로 소정두께를 이루도록 형성하는 제1차폐층(102), 탄소섬유 층(101), 제1차폐층(102)이 순차적으로 다층으로 적층되고, 최외각 표피층에 탄소섬유 층(101)을 형성하고, 그 표피층의 탄소섬유층(101) 표면에 덧칠하기 방식으로 옻칠을 한 옻 피막층(103)이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 탄소섬유 층(101)은 복수의 탄소섬유를 적층한 다층구조이고, 이러한 다층구조의 탄소섬유층(101)의 상하면에 황토와 맥반석 분말을 물에 교반하여 덧칠하면, 탄소섬유 속으로도 황토와 맥반석 분말이 함침되며, 탄소섬유층(101)의 상하면으로 소정두께로 제1차폐층(102)을 형성한다. 이러한 방식으로 탄소섬유층(101)과 황토와 맥반석 교반 제1차폐층(102)을 다층 구조로 적층하고, 양표면을 탄소섬유층(101)으로 형성하여 원하는 형상으로 성형한다. 성형후 건조시켜 가열로에서 가열하여 구어낸 후, 표면의 탄소섬유층(101)에 옻칠액을 복수회 덧칠하여 옻피막층(103)을 형성하여 완료할 수 있다.

여기서, 상기 탄소섬유 층(101)은, 다수의 연결홀(101a)이 형성되어 황토와 맥반석 혼합층인 제1차폐층(102)이 내부에 탄소섬유 층(101)이 삽입되어 한 몸체로 연결 형성되도록 이루어진다. 또는 상기 황토와 맥반석 혼합층인 제1차폐층(102) 속에 삽입되는 탄소섬유층(101)은 다수의 통공이 형성된 메쉬 형태로 이루어져 구조적 강도를 보강할 수 있도록 한다.

이렇게 탄소섬유층(101) 황토와 맥반석 혼합물인 제1차폐층(102)을 형성해 통형태나 박스형태 등등 뚜껑을 닫아 밀폐시킬 수 있는 밀폐용기로서 제작하고, 이를 가열로에서 구어 내어 소성시킴으로써 원하는 방사능 폐기물 운반용기나, 저장용기 또는 차폐체나 차폐용 벽체 등등으로 제작할 수 있으며, 소성된 차폐체의 내외 표면 즉 표피를 이루는 탄소섬유층(101)에 옻칠을 덧칠하여 옻피막(103)을 형성해줌으로써, 차폐체를 완성할 수 있다.

따라서 황토와 맥반석 및 탄소섬유의 적층구조에 의해 방사선 및 방사능의 차폐가 가능하며, 표면의 옻도막에 의해 외부로부터의 습기나 부식방지등의 효과를 얻을 수 있어서, 의료기관에서 사용된 방사선 폐기물이나 원자력발전소의 방사능 폐기능을 수납 운반용기 또는 폐기물 저장용기로서 활용할 수 있다.

한편, 방사능 차폐 구조물의 벽체와 같은 경우, 상기한 제1차폐층(1) 및 제2차폐층(2) 만으로 이루어진 구조는 두께를 두껍게 하는데 한계가 있어서 구조물의 벽체로서의 적합하지 않을 수 있다. 이를 감안하여 본 발명은 중간에 콘크리트층을 베이스층으로 구비한 다른 실시 예를 제시한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이,

방사능 차폐성 금속 산화물이 혼합된 콘크리트 층으로 이루어진 베이스층(10)과,

상기 베이스층의 양면에 황토와 맥반석을 물에 교반하여 형성하는 제1차폐층(20)과;

옻칠을 한 탄소섬유를 상기 제1차폐층(20)의 외면에 부착한 제2차폐층(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 제2차폐층(30)은, 옻칠한 탐소섬유의 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 베이스층(10)을 이루는 콘크리트 층은, 구조적 강도 보강을 위하여 대형 구조물인 경우는 당연히 철근 콘크리트 구조이고, 또는 내부에 철망등의 가는 철근 메쉬가 삽입된 콘크리트층으로 구성된다. 다만 본 발명의 설명에서는 편의상 콘크리트 층으로 표현한 것이다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시 예는, 중앙에 베이스층(10)으로서 방사능 차폐용 금속 산화물이 혼합된 콘크리트층을 형성하고, 그 베이스층(10)의 양면에 황토와 맥반석 분말을 물에 혼합 교반하여 제1차폐층(20)을 형성하고, 제1차폐층(20) 외측면에 복수 층의 옻칠한 탄소섬유로 이루어진 제2차폐층을 형성한 구조로 구성된 것이다. 여기서 상기 방사능 차폐성 금속 산화물은 Bi₂O₃, WO₃ 및 Gd₂O₃로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 금속 산화물을 이용할 수 있다.

베이스 층(10)인 콘크리트 층은 일반적으로 잘 알려진 바와 같이 중성자와 감마선의 차폐재로서 주로 사용되고 있는데, 본 발명은 이 콘크리트 층인 베이층(10)의 외면에 황토 맥반석 혼합층인 제1차폐층(20)과, 그 외면에 탄소섬유에 옻칠한 다층구조의 제2차폐층(30)을 형성함으로써, 고준위에서부터 저준위 방사능까지 모두 차폐시킬 수 있는 차폐재를 제공할 수 있다.

또한 내외측 표면인 제2차폐층(30)이 옻칠한 탄소섬유층으로 이루어져 있으므로, 실내 구조물로서도 적합하게 활용할 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 또 다른 실시 예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이,

상기 베이스층(10)의 일측면에 황토와 맥반석을 물에 교반하여 형성하는 제1차폐층(20)과;

즉, 콘크리트층으로 이루어진 베이스층(10)의 어느 한뽁면에만 제1차폐층(20) 및 제2차폐층(30)을 차례로 부착형성하는 구성으로서, 방사능 차폐 구조물의 설치 환경이나 특성등을 고려하여 콘크리트층의 한쪽 면에만 황토 맥반석 교반 차폐층과, 탄소섬유 차폐층을 적층되게 형성할 수도 있다. 여기서 콘크리트층도 구조적 특성에 따라 철근 콘크리트 구조 또는 철망 메쉬 콘크리트 구조로 구성된다.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 콘크리트층으로 이루어진 베이스 층(10)의 양면 또는 어느 한쪽 면에 제2차폐층(30) 즉, 탄소섬유에 옻칠을 한 차폐층을 형성한 구조로도 구성할 수 있다. 이때 탄소섬유에 옻칠한 차폐층은 다층구조로 이루어진다.

도 5는 본 발명에 의한 또 다른 실시 예를 보인 방사능 차폐재의 단면 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이,

방사능 차폐 금속산화물이 포함된 콘크리트층(10) 속에 복수의 탄소섬유에 옻칠한 탄소섬유층(101)이 삽입되어 일체형 베이스층(10)으로 구성됨을 특징으로 한다.

이는 콘크리트 층 속에 복수의 탄소 섬유층을 삽입하여 콘크리트 층을 양생시키는 것으로서, 콘크리트 층 속의 탄소 섬유층(101)은 다수의 연결홀(101a)이 형성되어 콘크리트 층이 한 몸체로 양생되게 이루어진다. 물론 도면에 도시되지는 않았으나 구조적 특성에 따라 철근 콘크리트 또는 철망 콘크리트 구조로 이루어지고, 이 속에 옻칠을 한 복수의 탄소섬유 층을 삽입하여 구성한 것이다.

따라서, 이러한 구조는 폐기물 운반 저장용 콘크리트 드럼을 만들거나 동굴식 방사능 폐기물 저장시설과 같은 곳에서 동굴 외벽을 탄소섬유 층이 콘크리트 속에 삽입된 콘크리트 층으로 구성할 수 있다.

Claims

의료기관의 방사선 폐기물이나 원자력 시설의 방사능 폐기물로부터 발생되는 방사선 및 방사능을 차폐시키기 위한 방사능 차폐재로서,

소정 두께로 황토와 맥반석을 물에 혼합 교반하여 성형한 제1차폐층(1)과;

탄소섬유에 옻칠을 하여 복수층으로 상기 제1차폐층(1)의 양면에 부착 형성되는 제2차폐층(2)을 포함하는 방사능 차폐재.
제 1 항에 있어서, 상기 제1차폐층(1)의 맥반석은 분말화하여 황토와 혼합 교반하여 성형하고, 건조 후 가열로나 가마에서 구워서 소성되는 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
제 1 항에 있어서, 상기 제2차폐층(2)은,

탄소섬유를 제1차폐층(1)의 표면에 부착한 후 옻칠하고, 탄소섬유를 상기 옻칠 위에 부착한 후 다시 옻칠하는 방식으로 복수 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
의료기관의 방사선 폐기물이나 원자력 시설의 방사능 폐기물로부터 발생되는 방사선 및 방사능을 차폐시키기 위한 방사능 차폐재로서,

탄소섬유 층(101), 황토와 맥반석 분말을 물에 혼합 교반하여 상기 탄소섬유에 함침시킴과 아울러 양면으로 소정두께를 이루도록 형성하는 제1차폐층(102), 탄소섬유 층(101)이 순차적으로 다층으로 적층되고, 최외각 표피층에 탄소섬유 층(101)을 형성하고, 그 표피층의 탄소섬유층(101) 표면에 덧칠하기 방식으로 옻칠을 한 옻 피막층(103)이 형성된 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
제 4 항에 있어서, 상기 탄소섬유층(101)과 제1차폐층(102)을 다층 구조로 형성한 후, 차폐체의 형상에 따라 성형하여 건조 후 가열로에서 소정한 이후, 상기 표피층에 옻도막(103)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
방사능 차폐재로서,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 층으로 이루어진 베이스층(10)과,

상기 베이스층(10)의 한 쪽면 또는 양면에 황토와 맥반석을 물에 교반하여 형성하는 제1차폐층(20)과;

옻칠을 한 탄소섬유를 상기 제1차폐층(20)의 외면에 부착한 제2차폐층(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
제 6 항에 있어서, 상기 베이스층(10)은,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 사이에 서로 이격된 복수의 옻칠한 탄소섬유 층을 삽입하여 한 몸체의 콘크리트 층으로 양생한 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
방사능 차폐재로서,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 사이에 서로 이격된 복수의 옻칠한 탄소섬유 층을 삽입하여 한 몸체의 콘크리트 층으로 양생한 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.
방사능 차폐재로서,

방사능 차폐성 금속산화물이 혼합된 콘크리트 층으로 이루어진 베이스층(10)과,

상기 베이스층(10)의 양면 또는 어느 한쪽 외면에 옻칠을 한 탄소섬유가 복수로 적층되는 제2차폐층(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사능 차폐재.