KR100207607B1 - 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치 및 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬륨 가스통과 연결된 진공챔버, 이 진공챔버의 내부에 용접 토치가 설치되어 있는 용접기, 진공챔버를 진공화시키는 진공펌프, 챔버 내부의 진공도를 측정할 수 있는 측정장치, 챔버내부의 조사용기 고정용 홀더로 구성되어 있는 방사성 동위원소 조사용기 밀봉용접장치와, 중심부분에 핀홀이 관통되어 있는 밀봉캡을 덮고 TIG 용접에 의해 용접시키는 1차 용접단계; 밀봉캡이 용접된 조사용기, 용접토치 및 용가봉을 진공챔버 내부에 미리 넣어두는 진공용접 준비단계; 진공펌프를 가동시켜 진공챔버 내부를 진공화시키는 단계; 진공챔버 내부에 헬륨가스를 공급하여 진공챔버 내부를 헬륨 분위기로 바꾸는 헬륨 공급단계; 밀봉캡의 핀홀을 통하여 조사용기 내부로 헬륨가스를 충진하는 단계; 챔버 내부에서 내압을 조절하면서 TIG 용접에 의해 핀홀을 용접 밀봉시키는 2차 용접단계; 커버를 개방하여 챔버 내부를 대기압 상태로 만든 다음 조사용기를 방열시킨 후 핀홀 용접부위를 세척하는 용접 정리단계; 로 구성된 방사선 동위원소 조사용기 밀봉 용접방법에 관한 것이다.

Description

방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치 및 용접방법

본 발명은 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 밀봉장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선원(放射線源) 또는 방사성 의약품으로 사용되는 디스크, 분말 및 입자 형태의 방사성 동위원소를 생산하기 위한 표적물질을 장입하여 중성자 조사를 행할 수 있도록 되어 있는 조사용기의 제작 공정중 최종적으로 용기의 밀봉캡 중앙에 관통되어 있는 미세공을 헬륨 분위기 상태에서 용접 밀봉함으로써 조사용기를 완전밀봉 상태로 유지할 수 있도록 하며 조사용기의 최종밀봉상태를 검사할 수 있는 조건을 만들어 주는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치에 관한 것이다.

오늘날 방사성 동위원소의 이용범위와 이용기술은 급속도로 발전하고 있으며, 우리나라에서의 연간 이용량도 연간 평균 100 k큐리(kCi)에 이르고 있다. 1995년 현재 국내에서도 3,000여개의 방사성 동위원소 이용업체가 있어서 산업,의료, 기초과학연구 등의 광범위한 분야에 방사성 동위원소를 이용하고 있다.

방사성 동위원소는 원자로나 가속기로부터 생산될 수 있는데 우리나라에는 최근까지 2MW급 소형 연구용원자로만 가동되어 왔기 때문에 이를 이용해서 소규모로 생상할 수밖에 없었다. 최근에 한국원자력연구소에서는 열출력 30MW급의 새로운 다목적 연구용 원자로를 건조함에 따라 국내에서도 방사성 동위원소를 대량으로 생산할 수 있는 길이 열리게 되었다.

이러한 다목적 연구용 원자로를 이용하여 방사성 동위원소를 대량생산하기 위해서는 적합한 부대장비들도 함께 개발되어야만 한다. 종래에 사용되던 원잘 조사용기는 냉각수와 직접 접촉하지 않고 유도관을 따라 조사공에 도달하여 중성자 조사되므로 일차 압접만으로도 사용이 가능하였으나 다목적 연구용 원자로에서는 표적물질을 내장한 조사용기가 직접 냉각수와 접촉하므로 조사용기가 완전밀봉되는 것이 필수적이다.

이를 위하여 개발된 것이 동위원소 제조용 표적물질을 집어 넣고 핀홀 용접을 하여 밀봉검사를 통과한 후 방사선 조사를 할 수 있도록 제작된 표적 조사용기이다.이러한 조사용기는 도 1에 101로 표시되어 도시된 바와 같이 내부용기(115)와 외부용기(103)로 구분되어 있으며 외부용기(103)는 상면이 구형으로 되어있는 원통형의 몸체와 몸체 상부의 구면 중심으로부터 위쪽으로 연장되어 끝부분에 걸이용 돌기(107)가 형성되어 있으며 원통형 몸체 하부면의 개구부(109)에 삽입 밀폐되는 밀봉캡(111)으로 이루어져 있다.

이 조사용기(101)의 안쪽에 형성된 챔버(113)에 내부용기(115)가 삽입 장착된다. 또한, 내부용기(115) 안에는 방사성 동위원소를 생산하기 위한 표적물질이 장입된다. 내부용기(115) 상단 개구부에는 표적물질의 장입이 끝난 후 내부용기(115)를 밀폐시키도록 내부캡(117)이 압입되는 구조로 되어 있다.

이러한 조사용기(101)의 제작은 다음과 같은 제작과정을 거치게 된다. 즉, 표적물질을 세척 또는 건조시킨 다음 내부용기(115)에 장전한다. 일차적으로 표적물질이 장전된 내부용기(115)의 상단 개구부에 내부캡(117)을 덮은 후 압입하여 내부용기(115)를 압접한다. 이렇게 준비된 내부용기(115)를 조사용기(101) 내부에 삽입 장착하고 조사용기(101) 몸체(103) 하부의 개구부를 밀봉캡(111)으로 밀봉한다.

이때, 표적물질을 조사용기(101)에 장입한 다음 이 조사용기(101)를 밀봉캡(111)으로 밀폐시킴에 있어 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 밀봉캡(111)을 조사용기(101)의 하부 개구부(109)에 끼운 뒤 밀봉캡(111)과 조사용기(101)가 접하는 원주부분을 TIG 용접에 의해 용착시키는 방법을 사용하여 왔다. 즉, 도 3에 보다 상세하게 도시된 것처럼 조사용기(101)를 턴테이블(133)에 삽입하고 턴테이블(133) 측면에 구비되어 있는 조절나사(135)를 조사용기(101)를 조여 고정한 뒤 속도조절장치(137)에 의해 회전하도록 한 다음, 직류전원이 걸린 용접 토치(125)의 텅스텐 봉(127)으로부터 발생되는 아크를 이용해 용가봉(129)을 용융시켜 조사용기(101)와 밀봉캡(111)을 용접시켜 왔다.

그러나, 이러한 밀봉방식은 밀봉 용접시 조사용기(101) 내부에 남아있던 공기가 용접으로 인해 가열되어 팽창함으로써 용접이 완전히 끝난 후 미처 응고되지 않아 강도상으로 가장 취약한 상태인 비이드부(131)를 투과하여 외부로 빠져 나올 수 있다. 따라서, 용접에 의한 완전 밀봉이 요구되는 비이드부(131)에 미세한 기공이 발생할 수 있고 이로 인해 조사용기(101)의 밀봉이 실패할 수 있었다.

따라서, 리액터 풀(reactor poll) 내의 원자로 조사공 내에서 이러한 조사용기(101)를 이용해 중성자 조사를 한 다음, 조사용기(101)를 납 용기와 같은 차폐용기에 옮겨 담는 작업을 하기 위해 저장용 서비스 풀(service poll)에 잠겨 있는 작업대로 이동시키는데, 이동시 조사용기(101)의 밀봉상태가 완전하지 못하므로 용기(101) 내부에서 중성자 조사에 의해 방사화된 표적물질로부터 방사선이 유출되어 방사선 차폐를 위해 리액터 풀과 서비스 풀 내에 담겨있는 증류수 및 증류수 주변이 방사능 오염될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 기공을 통해 조사용기(101) 내부로 증류수가 침입하게 되면 내부용기(115)가 밀착상태로 장착되는 조사용기(101)의 내벽면이 부식되어 추후 핫셀에서 조사용기(101)를 절단하여 내부용기(115)를 꺼내는 작업을 할 때 조사용기(101)의 내주면과 내부용기(115)의 외주면이 접착되어 작업이 곤란하게 되는 문제점도 있었다.

이에, 상기한 바와 같은 종래의 조사용기 밀봉방식이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 방안이 모색되기 시작했으며, 본 발명도 또한 이러한 문제점을 해결하기위해 안출되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 표적 물질을 장입하기 위한 조사용기를 밀봉캡에 의해 보다 확실하게 밀봉되도록 용접함으로써 중성자 조사에 의해 생성된 방사성 물질이 외부로 유출되어 제작공정 중에 방사능 오염이 발생할 수 있는 위험성을 미연에 방지하고 이에 따라 방사성 동위원소의 생산을 보다 안전하고 안정적으로 수행할 수 있도록 하는데 있다.

그러므로, 본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 헬륨 가스통으로부터 가스관을 통해 헬륨이 공급되는 진공챔버, 이 진공챔버의 내부에 용접 토치가 설치되어 있는 용접기, 진공챔버가 진공상태로 되도록 해주는 진공펌프로 구성되어 있는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 중심부분에 핀홀이 관통 형성되어 있는 밀봉캡을 덮고 조사용기를 TIG 용접에 의해 용접하는 1차 용접단계; 밀봉캡이 용접된 조사용기, 용접 토치 및 용가봉을 진공챔버 내부에 미리 넣어두는 진공 용접준비단계; 진공펌프를 가동시켜 진공챔버 내부를 진공상태가 되도록 하는 진공화 단계; 진공챔버에 헬륨가스를 공급하여 진공챔버 내부를 헬륨 뷴위기로 바꾸는 헬륨 공급단계; 조사용기에 용착된 밀봉캡의 핀홀을 가스 배출구에 의해 진공챔버의 내압을 조절하면서 TIG 용접에 의해 용접 밀봉시키는 2차 용접단계; 진공챔버 내부를 대기압 상태가 되도록 하고, 커버를 개방하여 진공챔버 내의 조사용기를 방열시킨 다음, 핀홀 용접부위를 철솔로 브러싱하여 청결하게 하는 용접 정리단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 동위원소 조사용기 핀홀 밀봉장치에 의한 조사용기 밀봉 용접방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 방사성 동위원소 조사용기의 분해 사시도.

도 2은 종래의 방식에 의한 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 용접상태를 도시하는 도면.

도 3는 도 2의 밀봉캡 용접상태를 보다 상세하게 도시하는 도면.

도 4는 본 발명에 의해 용접되는 방사성 동위원소 조사용기의 분해 사시도. 도 5는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치를 도시하는 개략 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 용착장치의 내부를 보다 상세하게 도시하는 평단면도.

도 7은 도 5에 도시된 용착장치의 내부를 보다 상세하게 도시하는 정단면도.

도 8는 도 5에 도시된 용착장치의 내부에서 밀봉캡의 핀홀이 용접되는 상태를 보다 상세하게 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 밀봉캡 핀홀 용착장치 3 : 진공챔버

5 : 헬륨 가스통 7 : 용접기

9 : 용접토치 11 : 진공펌프

15 : 몸체 33 : 조사용기 홀더

35 : 용접토치 걸이 37 : 조작용 글로브

41 : 조사용기 63 : 밀봉캡

64 : 핀홀 83 : 용접 비이드

이하, 본 발명에 따른 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용착장치를 첨부도면을 참조로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 본 발명의 용착장치(1)를 설명하기에 앞서 이 장치(1)에 의해 밀봉 용착되는 방사성 동위원소 조사용기(41)와 밀봉캡(63)을 도 4를 참조로 설명하면, 도 1에 도시된 종래의 조사용기(101)와 마찬가지로 조사용기(41)는 원통형으로 되어 있으며, 상면 중앙에 돌기(79)가 형성되어 있으며, 하부에는 밀봉캡(63)이 끼워지는 개구부(81)가 형성되어 있고, 하부에는 밀봉캡(63)이 끼워지는 개구부(81)가 형성되어 있으며, 밀봉캡(63)은 중앙에 직경 0.5㎜의 핀홀(64)이 관통되어 있어 조사용기(41)와 밀봉캡(63)을 용접할 때 열에 의하여 발생되는 팽창된 공기가 밖으로 빠져 나갈 수 있도록 하였다.

따라서, 이와 같은 조사용기(41)를 사용하여 원자로 조사공에서 표적물질에 중성자 조사를 시키기 위해서는 내부용기(16)에 표적물질을 넣은 다음 마개(18)를 덮고 압접한 후 기포 누설시험을 거쳐 사용가능 여부를 확정한 후 외부 조사용기(41)에 장입한다. 다음에 밀봉캡(63)을 끼워 맞춘 후 개구부위(81)와 밀봉캡(63)의 접촉면을 전자선 용접 또는 TIG 아크 용접으로 용접한 후 밀봉캡(63)의 핀홀(64)을 TIG 용접에 의해 용접 밀봉시킨다.

이와 같이, 조사용기(41)와 밀봉캡(63)을 TIG 용접하는 것은 종래의 방식과 동일하지만 현재 사용중인 조사용기(41)에는 도 8에 도시된 바와 같이, 밀봉캡(63)의 중앙에 핀홀(64)이 관통 형성되어 있기 때문에 조사용기(41) 내부의 공기가 용접으로 인해 가열되어 팽창하더라도 핀홀(64)을 통해 방출이 가능하게 되므로, 용접 비이드(83) 부위에서 공기 팽창으로 인한 기공이 발생하지 않게 된다. 따라서, 핀홀(64)을 제외한 비이드(83) 용착부분에서의 완전 밀봉이 가능하게 된다.

위에서 언급한 바와 같이 밀봉캡(63)이 용접된 조사용기(41)는 도 5에 도시된본 발명의 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치(1)에 의해 핀홀(64)이 용접 밀봉되는데, 이 용접장치(1)는 크게 진공챔버(3), 용접기(7) 및 진공펌프(11)로 이루어져 있다.

진공챔버(3)는 예컨대 도시된 바와 같이 직육면체와 같은 몸체(15)에 의해 외체가 형성되어 있으며, 몸체의 내벽면의 전선 통과 부위에는 헬륨 분위기 하에서 TIG 용접을 할 때 발생되는 방전 현상을 방지하기 위해 테프론 피복물(13)이 부착되어 있다. 몸체(15)의 정면에는 각종 용접 장비와 조사용기(41)를 투입하기 위한 2개의 조작구(17)와 용접작업을 할 때 진공챔버(3)의 내부를 볼 수 있도록 해주는 투시창(19)이 구비되어 있으며, 이 조작구(17)에는 기밀 유지를 위한 오링(미도시)이 각각 끼워져 있으며 페쇄시 이 오링과 밀착되면서 조작구(17)를 폐쇄시키는 밀봉 커버(43)가 장착되어 있다.

이 조작구(17)의 안쪽에는 용접 작업시 진공챔버(3) 내부의 용접 토치(39), 조사용기(41) 또는 용가봉(65) 등을 완전하게 조작할 수 있도록 해주는 1쌍의 조작 글로브(37)가 부착되어 있다. 이 조작 글로브(37)는 일반적으로 고무재질로 되어 있으므로 진공챔버(3) 내부에 진공이 걸릴 때 챔버(3) 안쪽으로 팽창하여 터질 염려가 있어 이를 미연에 방지하기 위해 밀봉커버(43)와 진공 챔버(3)를 관통하여 연결해주는 압력 릴리프관(45)이 도시된 바와 같이 밀봉커버(43)와 챔버 몸체(15)에 각각 설치되어 있다. 따라서, 이 릴리프관(45)에 의해 글로브(37) 내외의 압력 평형이 유지되게 된다.

진공챔버(3)의 몸체(15) 측면에는 조사용기(41) 밀봉캡(63)의 핀홀(64)을 용접 밀봉하기 위한 TIG 용접용 토치(9) 및 용가봉(65)과 조사용기(41) 등을 용접 작업전에 미리 넣놓기 위한 투입구(21)가 관통 형성되어 있으며, 가스 배출구(23)와 진공 및 압력계(25)가 구비되어 있다. 진공 챔버(3)의 상면에는 조명 투과창(27)과 계기판(29)이 구비되어 있는데, 이 계기판(29)에는 전원 램프(85)와 진공펌프 스위치(87) 등 각종 표시장치 및 스위치가 설치될 수 있다. 또한, 진공측정 지시계(89) 전류계등 각종 측정장치가 장착되어 있다.

하면에는 진공챔버(3)를 이동시킬 수 있도록 운반 캐스터(31)가 장착되어 있고, 내부에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 조사용기 홀더(33)와 용접 토치 걸이(35)가 설치되어 있다. 조사용기 홀더(33)는 회전축(91)을 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있으며, 회전축(91)으로부터 방사상으로 지지로드(92)가 뻗어 있고, 이 지지로드(93) 끝에는 조사용기(41)를 고정하기 위한 집게(93)가 부착되어 있다. 토치걸이(35)는 기초봉(94)과 이 기초봉(94)에 볼 소켓 조인트(95)로 결합된 회전로드(96) 그리고 회전 로드(96)의 끝부분에서 용접토치(9)를 고정하도록 되어 있는 집게(97)로 이루어져 있다.

다시 도 5를 참조하면, 용접기(7)는 일반적인 용접기와 동일한 형태를 가지고 있으며, 따라서 용접 토치(9)의 텅스텐봉(51)에 직류전원을 가하는 양극 및 음극단 케이블(47,49)에 의해 진공챔버(3)와 연결되어 있다. 또한, 헬륨 가스통(5) 중에 하나와 연결되어 있는 가스관(8)이 용접기(7)를 거쳐 용접토치(9)와 연결되어 있으므로 이 가스관을 통해 공급되는 헬륨가스는 TIG 용접을 하는데 직접 사용된다. 용접기(7)는 또한 전원 케이블(53)에 의해 용접 토치(9)와 연결되어 용접토치(9)에 작동을 위한 전원을 가하도록 되어 있다.

그리고, 진공챔버(3)가 진공상태로 되도록 해주는 진공펌프(11)는 진공 파이프(55)에 의해 진공 챔버(3)와 연결되어 있으며, 진공 파이프(55)의 중간에는 진공 챔버(3)의 진공도를 측정하기 위한 진공 센서(57)가 장착되어 있다. 또한, 이 진공 센서(57)와 진공 챔버(3)의 사이에는 진공 파이프(55)를 개폐하여 진공챔버(3)에 서의 진공 상태를 조절하기 위한 진공 밸브(59)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치(1)에 의하면, 다음과 같은 용접과정을 거쳐 밀봉캡(63)의 핀홀(64)을 용접하게 된다.

즉, 표적물질을 내부용기(16)에 장입하고, 이 용기(16)를 조사용기(41)에 장입한 뒤 일반적인 TIG 용접에 의해 조사용기(41)와 밀봉캡(63)을 일차적으로 용접한다(S1).

다음에, 조사용기(41)를 알코올로 세척하고, 용접하기 위한 핀홀(64) 주변을 철솔로 문질러 주어 용접으로 인해 발생할 수 있는 산화막을 제거한다. 산화막이 제거된 조사용기(41)를 투입구(21)를 통해 진공챔버(3) 내부의 용기 홀더(33)에 장착하게 되는데, 이때 조사용기(3)를 홀더(33)의 집게 (93)에 끼워 조임으로써 고정하게 된다. 또한, 투입구(21)를 통해 용접토치(9)를 진공챔버(3) 내부에 집어 넣어 토치걸이(35)의 집게(97) 부분에 끼워 고정한다. 아울러, 용접 토치(9)에 의해 용융되어 밀봉캡(61)의 핀홀(64)을 용착 밀봉하는데 사용되는 용가봉(65)을 진공챔버(3) 내부에 미리 넣어두는 등 진공상태에서 용접을 할 준비를 한다(S2).

이러한 용접 준비가 끝나면, 밀봉커버(44)를 닫아 투입구(21)를 기밀 상태로 폐쇄하고, 마찬가지로 조작구(17)도 밀봉 커버(43)를 닫아 오링에 의해 기밀이 유지되도록 한 상태에서 밀폐시킨다. 그리고 나서 릴리프관(45)의 진공챔버(3) 측에 구비된 보호밸브(67)를 완전히 개방하고, 가스관(6,8)의 진공챔버(3) 측에 구비된 가스밸브(69,71)를 폐쇄한다. 이렇게 해서 진공챔버(3)와 외계가 완전히 단절되면 진공밸브(59)를 개방하고, 진공펌프(11)를 가동시켜 진공챔버(3) 내부에 진공이 걸리게 한다(S3).

진공챔버(3) 내부가 진공상태로 되면 가스관(6)의 헬륨 가스통(5) 측에 구비된 가스압력 조절기(73)를 연 뒤 개폐밸브(69)를 개방함으로써 진공챔버(3)에 헬륨 가스통(5)으로부터 헬륨가스가 공급되도록 한다(S4).

이렇게 해서, 진공챔버(3) 내부가 헬륨 분위기로 바뀌면 글로브 보호밸브(67)를 잠금과 동시에 진공밸브(59)를 폐쇄시키고 밀봉 커버(43)를 개방한 뒤, 작업자가 글로브(37)에 양손을 끼우고, 1차 용접단계(S1)에서 밀봉캡(63)이 용접된 상태로 용기홀더(33)에 끼워져 있는 조사용기(41) 밀봉캡(63)의 핀홀(64)을 TIG 용접 한다. 이때, 작업자는 한손으로 용가봉(65)을 잡고 다른 한손으로 회전로드(96)를 돌리면서 용접토치(9)로 용가봉(65)을 녹여 핀홀(64)을 밀봉하게 된다(S5).

이렇게 해서 2차 용접이 종료되면, 가스 조절기(73,75)를 잠그고 가스 배출구(23)를 완전 개방하여 진공챔버(3)내의 헬륨가스를 완전히 배출시킴으로써 진공챔버(3) 내부를 대기압 상태가 되도록 한다. 그리고 나서, 커버(44)를 개방하여 진공챔버(3) 내에서 용접으로 인해 가열된 조사용기(41)를 방열시킨 다음, 핀홀(64)의 용접부위를 철솔로 브러싱함으로써 최종적으로 핀홀(64) 용접이 종료된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 방사선 동위원소 조사용기 핀홀 밀봉장치에 의하면, 조사용기에 표적물질을 장입한 다음 중심부위에 핀홀이 관통 개구되어 있는 밀봉캡을 조사용기 하부 개구부에 끼워 맞추고 밀봉캡과 용기가 맞닿는 접촉 에지면을 용착시킴으로써, 용접에 의해 조사용기 내부의 공기가 가열되어 팽창하더라도 팽창 공기가 핀홀을 통해 빠져 나가게 되므로 용접 비이드 부분에 기공이 발생할 염려가 없어 보다 안전하고 용이하게 일차적으로 밀봉캡을 조사용기에 용접할 수 있게 된다.

또한, 진공챔버를 헬륨과 같은 불활성 기체로 이루어진 분위기로 조성한 상태에서 조사용기의 핀홀을 용접 밀폐시킴으로써 TIG 용접이 보다 원활하게 이루어지도록 함과 동시에 조사용기에 최종 밀봉 용접으로 인한 기공이 발생하지 않도록하여 조사용기를 보다 확실하게 밀봉할 수 있게 된다.

따라서, 표적물질을 장입한 조사용기를 밀봉캡에 의해 보다 확실하게 밀봉할 수 있게 되므로 중성자 조사에 의해 방사능을 띠게된 물질이 유출되어 주변 장비나 작업자에게 방사능 오염으로 인한 피해가 발생할 수 있는 가능성을 사전에 제거함으로써 방사성 동위원소 생산을 안전하게 수행할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 헬륨 가스통(5)으로부터 가스관(6)을 통해 헬륨이 공급되는 진공챔버(3), 상기 진공챔버(3)의 내부에 용접 토치(9)가 설치되어 있는 용접기(7), 상기 진공챔버(3)가 진공상태로 되도록 해주는 진공펌프(11)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 진공챔버(3)의 내벽면에는 방전 방지용 테프론 피복(13)이 부착되어 있으며, 몸체(15)의 정면에는 2개의 장비 및 조사용기 조작구(17)와 조작용 투시창(19)이 구비되어 있고, 측면에는 장비 및 조사용기 투입구(21), 가스 배출구(23)와 진공 및 압력계(25)가 구비되어 있으며, 상면에는 조명 투과창(27)과 계기판(29)이 구비되어 있고, 하면에는 이동용 캐스터(31)가 장착되어 있으며, 내부에는 조사용기 홀더(33)와 용접 토치 걸이(35)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 2개의 장비 및 조사용기 조작구(17) 안쪽에는 작업자가 용접 토치(39) 및 조사용기(41)를 조작할 수 있도록 해주는 조작 글로브(37)가 각각 부착되어 있으며, 상기 2개의 장비 및 조사용기 조작구(17)를 밀폐시키고 있는 밀봉 커버(43)에는 상기 진공챔버(3) 내에 진공이 걸릴 때 상기 글로브(37) 내외에서 압력평형이 이루어지도록 하기 위한 압력 릴리프관(45)이 상기 몸체(15) 벽면과의 사이에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 용접기(7)는 양극 및 음극단 케이블(47,49)에 의해 상기 진공챔버(3) 내부의 상기 용접 토치(9)와 텅스텐봉(51)에 직류전원을 걸어주도록 되어 있으며, 가스관(8)을 통해 상기 헬륨 가스통(5)으로부터 공급되는 헬륨 가스를 상기 용접 토치(9)에 공급하도록 되어 있고, 전원 케이블(53)에 의해 상기 용접 토치(9)에 조작용 전원을 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 진공펌프(11)는 진공 파이프(55)를 통해 상기 진공 챔버(3)의 내부를 진공 상태로 만들며, 상기 진공 파이프(55)의 중간에는 상기 진공 챔버(3)의 진공도를 측정하기 위한 진공 센서(57)가 장착되어 있고, 상기 진공 센서(57)와 상기 진공 챔버(3) 사이에는 상기 진공 파이프(55)를 개폐하기 위한 진공 밸브(59)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 조사용기의 밀봉캡 핀홀 용접장치.
6. 중성자 조사용 표적물질을 내부용기(16)에 장입한 다음 내부용기(16)를 내부캡(18)으로 압입에 의해 밀봉하여 조사용기(41)에 장입한 뒤 중심부분에 핀홀(64)이 관통 형성되어 있는 밀봉캡(63)을 덮고 조사용기(41)를 TIG 용접에 의해 용접시키는 1차 용접단계(S1);

   조사용기(41)를 알코올로 세척하고, 조사용기(41)와 밀봉캡(61)이 끼워맞춘된 상태에서 용접되는 부위를 철솔로 문질러 이 부위의 산화막을 제거하며, 세척된 상기 조사용기(41)와 밀봉캡(61), 상기 조사용기(41)의 밀봉캡(61) 핀홀(64)을 용접하기 위한 용접 토치(9) 및 상기 용접 토치(9)에 의해 용융되어 상기 조사용기(41)의 밀봉캡(61)을 용접 밀봉하는 용가봉(65)을 진공챔버(3) 내부에 미리 넣어두는 진공 용접준비단계(S2);

   투입구(21)의 밀봉 커버(44)와 조작구(17)의 밀봉 커버(43)를 기밀이 유지되도록 밀폐시키고, 릴리프관(45)의 진공챔버(3) 측에 구비된 보호밸브(67)를 완전히 개방하며, 가스관(6,8)의 진공챔버(3) 측에 구비된 가스밸브(69,71)를 폐쇄하고, 진공밸브(59)를 개방한 다음, 진공펌프(11)를 가동시켜 진공챔버(3) 내부를 진공상태가 되도록 하는 진공화 단계(S3);

   가스관(6,8)의 헬륨 가스통(5) 측에 구비된 가스압력 조절기(73)를 열고, 상기 개폐밸브(69)를 개방하여 상기 진공챔버(3)에 헬륨가스를 공급하여 진공챔버(3) 내부를 헬륨 뷴위기로 바꾸는 헬륨 공급단계(S4);

   상기 보호밸브(67)를 잠그고, 상기 진공밸브(59)를 폐쇄시킨 다음, 밀봉 커버(43)를 개방하고, 글로브(37)를 통해 상기 1차 용접단계(S1)에서 조사용기(41)에 용착된 밀봉캡(63)의 핀홀(64)을 가스 배출구(23)에 의해 진공챔버(3)의 내압을 조절하면서 TIG 용접에 의해 용접 밀봉시키는 2차 용접단계(S5);

   가스 조절기(75)를 잠그고 가스 배출구(23)를 완전 개방한 다음 진공챔버(3)내의 헬륨가스를 완전히 배출하여 진공챔버(3) 내부를 대기압 상태가 되도록 하고, 커버(44)를 개방하여 진공챔버(3) 내의 조사용기(41)를 방열시킨 다음, 핀홀 용접부위를 철솔로 브러싱하여 청결하게 하는 용접 정리단계(S6); 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 동위원소 조사용기 핀홀 밀봉장치에 의한 조사용기 밀봉 용접방법.