섬광형 검출기와 자율주행장치를 활용한 능동형 해양 감마핵종 분석기 및 해양 감마핵종 분석방법
MARINE GAMMA-RAY ISOTOPES ANALYZER USING SCINTILLATION DETECTOR AND AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLES AND MARINE GAMMA-RAY ISOTOPES ANALYSIS METHOD THEREBY
특허 요약
능동형 해양 감마핵종 분석기 및 해양 감마핵종 분석방법에 관한 것으로, 400m 이상의 깊은 수심에서도 계측이 가능할 정도로 높은 내구성 및 안정성을 가지며 원격으로 관련 정보들을 송수신이 가능한 것은 물론 방사능 유출 사고발생시 신속하게 방사능 준위가 높은 지점을 찾아 능동적으로 이동한 후 확산 평가를 진행할 수 있도록 한 것이다.
청구항
번호청구항
1

유선형의 몸체로 이루어지되 하단부가 노스콘(Nose cone)으로 이루어진 본체 케이싱; 상기 노스콘 외표면에 구비되어 해수 내 감마핵종이 방사하는 감마선을 검출하여 섬광 방출하는 섬광체; 상기 섬광체가 방출하는 섬광으로부터 방사능의 세기를 산출하는 제어기; 상기 본체 케이싱 내 상부에 설치되어 공기 주입에 의해 상기 본체 케이싱에 부력을 제공하는 블래더; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 블래더에 주입되는 공기를 제공하는 부력펌프; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 부력펌프 및 제어기에 전력을 제공하는 배터리; 상기 본체 케이싱의 상단부에 설치되어 상기 제어기 요청에 따라 정보들을 송수신하는 송수신 안테나;를 포함하며, 해표면이나 수중에서 정지하여 부유할 때에는 상기 노스콘이 하측을 향하고 상기 송수신 안테나는 상측을 향하도록 수직하게 세워진 상태로 부유하고, 필요한 경우에는 상기 노스콘을 선미로 하여 이동할 수 있도록 한 것이며,상기 섬광체는 YAlO3을 소재로 이루어지며, 상기 본체 케이싱 내에서 상기 섬광체가 방출한 섬광을 전달받아 증폭한 후 에너지구간별 정보를 상기 제어기에 전달하는 실리콘 광증배기(Silicon photomultipliers); 및 상기 본체 케이싱 내 하단부에서 상기 섬광체에서 방출한 섬광을 받아들여 상기 실리콘 광증배기로 안내하는 다수의 가이드 홀을 갖는 광가이드;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

2

제1항에 있어서상기 본체 케이싱의 외주면에는 수중 이동시 상기 본체 케이싱의 자세를 안정적으로 유지시켜주는 복수의 블레이드가 더 설치된 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

3

제2항에 있어서,상기 복수의 블레이드 중 적어도 어느 하나는 수중 이동시 방향변환을 위해 틸팅 가능하도록 가변 블레이드로 구비된 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

4

제1항에 있어서,상기 본체 케이싱의 중간에서 하단부 쪽으로 치우진 부위에 배터리의 전원을 인가하기 위한 단자를 구비한 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 도킹되어 수중 이동을 위한 추진력을 발생시켜주는 추진체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

5

제4항에 있어서,상기 추진체는, 상기 본체 케이싱의 안착부에 끼워지는 형태로 도킹되어 전원을 인가받는 링 형상의 도킹부와, 상기 도킹부를 중심으로 좌측과 우측 이격된 지점에 각각 설치되어 상기 본체 케이싱이 하단부를 선미로 하여 이동할 수 있도록 추진력을 발생시키는 프로펠러를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

6

삭제

7

제1항에 있어서,상기 섬광체의 외표면은 테프론 코팅함으로써 마찰저항을 줄이고 발수 및 암막 처리한 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

8

삭제

9

제1항에 있어서,상기 본체 케이싱 내에 CTD 센서를 구비하여 해수의 수심별 전기전도도, 수온, 수심을 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

10

제1항에 있어서,상기 송수신 안테나는 상기 본체 케이싱의 상단부에서 상측으로 길게 연장된 바(bar) 형태의 것으로 구비되어 해표면 인근에서 정지 상태로 부유할 때에는 상기 송수신 안테나가 해표면 위로 노출된 상태에서 정보를 송수신할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

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삭제

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유선형의 몸체로 이루어지되 하단부가 노스콘(Nose cone)으로 이루어진 본체 케이싱; 상기 노스콘 외표면에 구비되어 해수 내 감마핵종이 방사하는 감마선을 검출하여 섬광 방출하는 섬광체; 상기 섬광체가 방출하는 섬광으로부터 방사능의 세기를 산출하는 제어기; 상기 본체 케이싱 내 상부에 설치되어 공기 주입에 의해 상기 본체 케이싱에 부력을 제공하는 블래더; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 블래더에 주입되는 공기를 제공하는 부력펌프; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 부력펌프 및 제어기에 전력을 제공하는 배터리; 상기 본체 케이싱의 상단부에 설치되어 상기 제어기 요청에 따라 정보들을 송수신하는 송수신 안테나;를 포함하며, 해표면이나 수중에서 정지하여 부유할 때에는 상기 노스콘이 하측을 향하고 상기 송수신 안테나는 상측을 향하도록 수직하게 세워진 상태로 부유하고, 필요한 경우에는 상기 노스콘을 선미로 하여 이동할 수 있도록 한 것이며, 상기 본체 케이싱 내 상부와 하부에는 각각 상기 본체 케이싱의 밸런스 조절을 위해 중량 조절이 가능한 밸런싱 웨이트가 더 구비되며, 상기 밸런싱 웨이트는, 원통형 하우징과, 상기 하우징 내에 삽입되어 적층되되 적층 개수에 의해 중량을 조절할 수 있도록 한 다수의 디스크형 단위 웨이트로 이루어지며, 상기 단위 웨이트는 금속소재의 몸체가 열십자형의 분할선을 중심으로 사분할되고, 그 분할된 몸체들은 중간에 개입된 탄성부재에 의해 결합되되 상기 탄성부재는 탄성을 갖는 고무소재로 구비되어, 상기 단위 웨이트가 상기 하우징에 삽입되어 적층될 때 하우징 내벽에 대하여 축소 가압된 상태가 되어 해양 감마핵종 분석기의 수중 이동시 상기 단위 웨이트가 상기 하우징으로부터 이탈되거나 불안정하게 변위되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

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제12항에 있어서,상기 단위 웨이트의 중앙에는 끼움공이 형성되고, 상기 하우징의 중앙에는 상기 단위 웨이트의 끼움공에 대응하여 상기 단위 웨이트를 끼울 수 있도록 끼움봉이 구비되는 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

14

제1항에 있어서,상기 본체 케이싱 외측에는 초음파 송수신기가 설치되어 자율주행시 주변에 초음파를 조사함으로써 장애물을 감지하고 회피할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 능동형 해양 감마핵종 분석기.

15

제1항에 있어서,상기 본체 케이싱 내에는 해수를 이용하여 발전하는 해수발전기가 설치되고 상기 해수발전기가 발전하는 전력을 상기 배터리에 저장하도록 함으로써 하이브리드 타입의 전력 공급체계를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 감마핵종 분석기.

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해양 감마핵종 분석방법으로서, 능동형 해양 감마핵종 분석기 다수를 방사능 오염이 우려되는 지역의 해표면에 부유시켜 감마핵종이 방사하는 감마선을 실시간 검출하는 제1단계;평소보다 높은 감마선이 검출되면 상기 해양 감마핵종 분석기를 자율이동시켜 고준위 방사능 오염 지점을 탐색하는 제2단계;상기 해양 감마핵종 분석기 중 적어도 어느 하나가 고준위 방사능 오염 지점을 찾은 경우 나머지 능동형 해양 감마핵종 분석기들 중 적어도 일부가 고준위 방사능 오염 지점에 집결하는 제3단계;고준위 방사능 오염 지점에 집결한 해양 감마핵종 분석기들이 각각 해당 지점에서 일정 패턴을 따라 수중 이동하면서 방사능의 세기를 산출하는 제4단계;각각의 해양 감마핵종 분석기들이 산출한 방사능 세기 정보를 수집하여 방사능 확산평가를 수행하는 제5단계;로 이루어지며,상기 능동형 해양 감마핵종 분석기는,유선형의 몸체로 이루어지되 하단부가 노스콘(Nose cone)으로 이루어진 본체 케이싱; 상기 노스콘 외표면에 구비되어 해수 내 감마핵종이 방사하는 감마선을 검출하여 섬광 방출하는 섬광체; 상기 섬광체가 방출하는 섬광으로부터 방사능의 세기를 산출하는 제어기; 상기 본체 케이싱 내 상부에 설치되어 공기 주입에 의해 상기 본체 케이싱에 부력을 제공하는 블래더; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 블래더에 주입되는 공기를 제공하는 부력펌프; 상기 본체 케이싱 내에서 상기 부력펌프 및 제어기에 전력을 제공하는 배터리; 상기 본체 케이싱의 상단부에 설치되어 상기 제어기 요청에 따라 정보들을 송수신하는 송수신 안테나;를 포함하며, 해표면이나 수중에서 정지하여 부유할 때에는 상기 노스콘이 하측을 향하고 상기 송수신 안테나는 상측을 향하도록 수직하게 세워진 상태로 부유하고, 필요한 경우에는 상기 노스콘을 선미로 하여 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 해양 감마핵종 분석방법.

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제16항에 있어서,상기 제1단계에서 상기 해양 감마핵종 분석기를 해표면에 부유시키는 지역은 원전 주변 지역이며, 원전의 방사능 유출 사고 시에는 상기 해양 감마핵종 분석기가 평소보다 높은 감마선을 검출하였는지 여부와 관계없이 상기 해양 감마핵종 분석기를 자율이동시켜 고준위 방사능 오염 지점을 탐색하는 제2단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 해양 감마핵종 분석방법.

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제16항에 있어서,상기 제4단계에서 상기 해양 감마핵종 분석기들이 수중 이동하는 패턴은 구불구불하게 이동하는 서펀틴 패턴, 주변으로 동심원을 그리면서 이동하는 동심원 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 해양 감마핵종 분석방법.