KR102329962B1 - A drone based Radiation detector with guides - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변형 차폐가이드가 구비된 드론기반 방사선 검출기에 관한 것으로서, 구체적으로 원전 해체 현장 등에 실제적 적용이 가능하도록 드론에 탑재할 방사선 검출기에 부착되며, 또한 상기 방사선 검출기의 하부에 설치되되 상면과 하면이 개방되고 사방으로 차폐가이드가 구비된 것이다. 이는 원격으로 조종이 가능하고 위치별 방사선량을 정확하게 측정할 수 있는 것이다. The present invention relates to a drone-based radiation detector equipped with a variable shielding guide. Specifically, it is attached to a radiation detector to be mounted on a drone so that it can be practically applied to a nuclear power plant dismantling site, etc., and is also installed under the radiation detector, upper and lower surfaces This is open and provided with shielding guides in all directions. It can be controlled remotely and can accurately measure the radiation dose for each location.
Description
본 발명은 드론 기반 방사선 검출기에 관한 것으로서, 구체적으로 원전 해체 현장 등에 실제적 적용이 가능하도록 드론에 탑재할 방사선 검출기에 부착되며, 또한 원격으로 조종이 가능하고 위치별 방사선량을 정확하게 측정할 수 있는 것이다. The present invention relates to a drone-based radiation detector, and specifically, it is attached to a radiation detector to be mounted on a drone so that it can be practically applied to a nuclear power plant decommissioning site, and it can be controlled remotely and can accurately measure the radiation dose by location. .
최근 원전의 위험성에 대한 경각성이 높아짐에 따라서 향후 원전을 해체하는 작업에 대한 논의가 진행되고 있다. 그러나 원전 해체과정에서 발생되는 방대한 방사능 폐기물의 경우 저준위 방사선 폐기물이라 하더라도 사람이 접근하기 어려우며, 특히 고층이나 난간쪽 경우 외부방사선량률 측정에 어려움이 있다. 특히, 방사선은 거리 역자승의 법칙으로 거리가 2배로 멀어질수로 방사선의 강도는 1/4로 떨어지기 때문에, 누설 방사선 지점을 측정하기가 곤란하다. Recently, as awareness of the dangers of nuclear power plants has increased, discussions are being made on the decommissioning of nuclear power plants in the future. However, in the case of massive radioactive waste generated in the process of dismantling nuclear power plants, it is difficult for people to access even low-level radioactive waste, especially in the case of high floors or railings, it is difficult to measure the external radiation dose rate. In particular, it is difficult to measure the leakage radiation point because the radiation intensity drops to 1/4 as the distance increases by doubling according to the law of the inverse square of the distance.
이에 선행문헌과 같이 드론기반의 방사능/방사선량률 측정기로 접근해서 각 위치에 따른 방사선 검출을 시도하고 있다. 드론기반의 방사선 측정장치는 누설 방사선 지점에 근접하여 측정하는 것이 가능하기 때문에 점차 활용이 확대되고 있다. 그럼에도 불구하고 종래의 드론기반 방사선측정장치는 원전 해체 작업장에서 엉켜있는 파이프 관에서 방사선 기체가 누설 되었다고 했을 때, 방사선량을 측정할 수 있을 뿐, 미세 방사선 기체의 누설 지점을 정확하게 파악하기 어렵습니다. 또한, 일반적인 검출기 구조는 180도 각도에서 들어오는 모든 방사선을 측정하게 되므로, 방사선 산란선 및 자연방사선, 혼합 방사선장에서 들어오는 기타 방사선 까지 측정되므로, 원전 해체 작업 과정 등에서 발생하는 누설 지점을 찾기에는 한계가 있다.Accordingly, as in the preceding literature, an attempt is made to detect radiation according to each location by approaching a drone-based radioactivity/radiation dose rate measuring device. The use of drone-based radiation measuring devices is gradually expanding because it is possible to measure close to the leakage radiation point. Nevertheless, the conventional drone-based radiation measuring device can only measure the amount of radiation when the radiation gas leaks from the tangled pipe in the nuclear power plant dismantling workshop, but it is difficult to accurately identify the leak point of the fine radiation gas. In addition, since the general detector structure measures all radiation entering at an angle of 180 degrees, it also measures scattered radiation, natural radiation, and other radiation that comes from a mixed radiation field. have.
이에 따라 본원 발명의 발명자들은 방사선량의 값뿐만 아니라, 방사선의 누설 위치파악이 가능한 드론기반 방사선 측정장치를 고안하게 되었다. Accordingly, the inventors of the present invention have devised a drone-based radiation measuring device capable of determining the location of leakage of radiation as well as the value of radiation dose.
본원 발명은 원자력발전소 해체 현장 등 다양한 방사능 발생지역에서 정확한 오염위치를 파악하고 및 오염위치별 방사선량을 측정할 수 있도록 차폐가이드를 구비하되, 상기 차폐가이드는 원격으로 제어되어 가변될 수 있는 드론기반 방사능 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a shielding guide to determine the exact location of contamination in various radiation generating areas, such as a nuclear power plant dismantling site, and to measure the radiation dose for each contamination location, wherein the shielding guide is remotely controlled and variable based on a drone. An object of the present invention is to provide a radiation detector.
본원 발명은 드론에 설치된 방사선량 디스플레이장치를 촬영하는 카메라를 구비하여 지상의 관찰자가 실시간 측정 방사선량에 기초하여 가변형 가이드를 제어하는 드론기반 반사능검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a drone-based reflectivity detector in which an observer on the ground controls a variable guide based on a real-time measured radiation dose by having a camera for photographing a radiation dose display device installed in a drone.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본원 발명의 드론기반 방사선 검출장치는 적어도 사방(四方)으로 유입되는 방사선에 대한 차폐가이드를 구비하되, 구동모터의 제어에 의해서 방사선 차폐가이드의 회전각을 제어할 수 있는 것이다.In order to solve the above technical problem, the drone-based radiation detection device of the present invention is provided with a shielding guide for radiation entering at least in four directions, but the rotation angle of the radiation shielding guide is controlled by the control of the driving motor it can be done
바람직하게, 본원 발명은 차폐가이드의 방위각 조종을 따라 원하는 방향을 제외한 백그라운드 방사선을 차단하여 정확한 방사선 누설위치를 확인할 수 있다. Preferably, the present invention can check the exact location of radiation leakage by blocking the background radiation except for the desired direction along the azimuth control of the shielding guide.
한편, 본원 발명의 드론기반 방사선 검출장치는 방사선 측정량을 실시간으로 표시하는 디스플레이를 구비하되, 상기 디스플레이를 촬영하는 카메라가 부가되어 지상에서 방사선 측정량을 실시간으로 확인하여 가변형 가이드를 제어할 수 있는 것이다. On the other hand, the drone-based radiation detection device of the present invention is provided with a display that displays the radiation measurement amount in real time, but a camera for photographing the display is added to check the radiation measurement amount on the ground in real time to control the variable guide will be.
가변형 가이드를 구비한 본원 발명은 원전 해체 시설과 같이 혼합 방사선이 방출되는 장소에서 낮은 수치의 자연방사선 및 타 지점의 산란 방사선을 차폐하고, 높은 수치로 들어오는 누설 방사선 지점을 찾을 수 있다. The present invention having a variable guide shields a low level of natural radiation and scattered radiation of other points in a place where mixed radiation is emitted, such as a nuclear power plant decommissioning facility, and can find a leaky radiation point entering a high level.
본원 발명의 가이드는 원전시설의 해체과정에서 같은 구역 내부 및 외부라 하더라도 핵 폐기물에 의해 오염된 정도와 범위가 다르므로, 사람이 접근할 수 없는 부위의 난간, 고준위 방사화 지역 등에 드론 검출기 표면에 하향 부착된 적어도 사방(四方)의 가변형 가이드를 통해서 방사선 누설지점의 위치파악 및 방사선량 측정이 가능하여 사전 작업 환경을 예측할 수 있다.Since the guide of the present invention differs in the degree and extent of contamination by nuclear waste even inside and outside the same area during the dismantling process of nuclear power plant facilities, it is placed on the surface of the drone detector on the railing of a part inaccessible to humans, high-level radiation area, etc. Through the downwardly attached at least four variable guides, it is possible to determine the location of the radiation leak point and measure the radiation dose, so that the pre-work environment can be predicted.
본원 발명은 드론기반 방사선 검출기에 부착된 가변형 가이드를 원격 제어함으로써, 원전 해체 작업장 상공, 건물내부 난간, 폐기물 이동경로 등을 실시간 모니터링을 용이하게 수행할 수 있으며, 방대한 원전 해체작업 과정에서 발생하는 오염된 분진 및 폐기물의 이동에 따른 위험을 예측하여 사전에 제염 작업을 할 수 있는 정보를 제공하여 작업자의 내부 피폭을 방지할 수 있다. According to the present invention, by remotely controlling a variable guide attached to a drone-based radiation detector, it is possible to easily perform real-time monitoring of the overhead of the nuclear power plant dismantling workshop, the railing inside the building, the waste movement path, etc. It is possible to prevent internal exposure of workers by predicting the dangers caused by the movement of dust and waste and providing information for decontamination in advance.
도 1은 종래의 드론기반 방사선 측정장치 사시도
도 2는 본 발명에 따른 드론기반 방사선 측정장치의 개념도
도 3은 본 발명에 적용되는 가변형 가이드의 개념도1 is a perspective view of a conventional drone-based radiation measuring device;
2 is a conceptual diagram of a drone-based radiation measuring device according to the present invention;
3 is a conceptual diagram of a variable guide applied to the present invention;
도 2는 본원 발명에 따른 드론기반 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 드론 및, 상기 드론 하부에 방사선 검출기(110), 그 외 카메라(200)를 설치 구비한다. 상기 카메라(200)는 지상에서 항공촬영을 하기 위해서 구비되는 일반적이 카메라와 달리, 방사선 검출기(110)에 구비된 측정값, 즉 방사선측정값을 보여주는 디스플레이(111)를 촬영하는 카메라이다.2 is a drone-based radiation detection apparatus according to the present invention, and includes a drone and a
특히, 본 발명의 드론기반 방사선 검출장치는 방사선 검출기(110) 하면에 방사선 차폐가이드를 더 구비한다. 상기 방사선 차폐가이드는 방사선 검출기(110)의 하면에 구비되되 지면을 향하여 개방되고 사방(四方)에 대해서는 방사선을 차폐할 수 있는 차폐가이드이다. In particular, the drone-based radiation detection apparatus of the present invention further includes a radiation shielding guide on the lower surface of the
본 발명의 차폐가이드(300)는 고정형 차폐가이드(310, 320)와 가변형 차폐가이드(330, 340)로 구분되어 장착될 수 있다. 사방의 모든 차폐가이드가 회전가능하게 힌지결합될 수 있으나, 바람직하게 가변형 차폐가이드에 개별적인 구동모터(331, 341)를 구비하여 각각 회전구동될 수 있다. The
상기 차폐가이드(300)는 방사선을 차폐할 수 있는 납재질로 제작된 것으로서 사용자에 의해서 또는 자동적인 제어에 의해서 방사선의 유입방향을 선택적으로 차단하는 역할을 한다. 따라서 원전 등과 같은 방사선 유출지역에서 방사선 검출기(110)를 향해서 측방향으로 들어오는 방사선을 선택적으로 차단할 수 있게 된다. The
따라서 본 발명의 방사선 검출장치는 기본적으로 철판재질의 케이스로 이루어져 있지만, 방사선은 방사선 검출장치 철판 케이스라도 투과하여 검출센서에 도달하게 되어 검출되므로, 철판케이스가 구비되는 것은 방사선 검출에 저해요인이 되지 않는다. 따라서 상하를 제외하고 사방을 둘러싼 차폐가이드(310, 320, 330, 340)로 인해서 방사선은 차폐된다. 그러므로 상부와 하부를 통해서만이 방사선이 유입되고 방사선 검출기(110)는 개방된 상부와 하부를 통해서 유입되는 방사선에 대해서만 측정하게 된다. Therefore, although the radiation detection device of the present invention is basically made of an iron plate case, the radiation passes through even the iron plate case of the radiation detection device and reaches the detection sensor and is detected. does not Therefore, radiation is shielded due to the shielding guides (310, 320, 330, 340) surrounding the four sides except for the upper and lower. Therefore, radiation is introduced only through the upper and lower portions, and the
다만, 본 발명의 방사선검출장치는 드론기반으로서 드론에 의해서 상공에서 방사선을 측정하므로 상부방향에서 유입되는 방사선은 거의 없기 때문에 상부방향으로는 차폐가이드를 구비할 필요가 없다. 결국 방사선은 지상 또는 측면으로부터 유입되기 때문에 사방 측면의 차폐가이드(300)의 개폐를 제어하는 방법으로 하부방향 및 사방 방위각 마다의 방사선량을 측정하는 것이 가능하게 된다.However, since the radiation detection device of the present invention is based on a drone and measures radiation from the sky by a drone, there is no need to provide a shielding guide in the upper direction because there is almost no radiation entering from the upper direction. After all, since radiation is introduced from the ground or from the side, it is possible to measure the radiation dose in the downward direction and in each azimuth angle by controlling the opening and closing of the
도 3은 드론기반 방사선 검출장치에 결합되는 차폐가이드의 작동 형태를 도시한 것으로 이를 기초로 각 모드별 기능 내지 작용효과를 설명한다. 본원 발명의 차폐가이드는 드론기반 방사선검출장치에 있어서 방사선 검출기(110)의 하부에 설치되되 사방(동서남북)으로 각각 배치된다. 구체적으로 차폐가이드의 재질은 납 재질로서, 자연방사선 및 혼합방사선에서 검출장치로 들어오는 산란선을 차단할 수 있도록 한다. 3 shows the operation form of the shielding guide coupled to the drone-based radiation detection device, and based on this, the function or effect for each mode will be described. The shielding guide of the present invention is installed in the lower part of the
바람직하게 본원 발명의 차폐가이드는 가변형 차폐가이드를 포함한다. 즉, 모든 차폐가이드가 상기 방사선 검출기(110)에 대해서 회전가능하게 힌지결합되거나 또는 마주하는 한 쌍의 차폐가이드만 회전가능하고 마주하는 다른 한 쌍의 차폐가이드는 회전 가능하지 않을 수 있다. 즉, 마주하는 한 쌍은 고정형 차폐가이드(310, 320)이고, 다른 마주하는 한쌍은 가변형 차폐가이드(330, 340) 일 수 있다. Preferably, the shielding guide of the present invention includes a variable shielding guide. That is, all of the shielding guides may be rotatably hinged with respect to the
상기 가변형 차폐가이드(330, 340)는 양측의 고정형 차폐가이드(310, 320) 사이에서 회전하면서 측면을 개방하거나 폐쇄한다. 가변형 차폐가이드(330, 340)는 구동모터에 의해서 방사능 방출영역 현장에서 멀리 떨어진 곳에서는 개방된 상태를 취하고 검출된 방사선 검출이 현저하게 두드러지는 곳으로 이동하면서 점점 폐쇄하는 방향으로 회전된다. The variable shielding guides 330 and 340 open or close the sides while rotating between the
또한 필요에 따라서 가변형 차폐가이드(330, 340)는 수직하방보다 더 안쪽으로 회전되어 한쌍의 마주보는 가변형 차폐가이드(330, 340)가 서로 근접하게 되도록 하여 하방 개구를 더 좁은 상태로 제어할 수 있다. In addition, if necessary, the
본원 발명에서 드론기반 방사선 검출장치의 가변형 차폐가이드(330, 340)는 드론에 부착된 카메라로 모니터링 하면서 방위각에 대한 조정이 가능하다. 특히 드론에 부착된 카메라로 방사선 검출기(110)의 디스플레이를 통해서 표시되는 실시간 방사선량을 모니터링하면서 가변형 차폐가이드(330, 340)를 원격조정한다. In the present invention, the variable shielding guides 330 and 340 of the drone-based radiation detection device can adjust the azimuth while monitoring with a camera attached to the drone. In particular, the
따라서, 원전 해체현장에서 방사선의 누설지점을 정확하게 찾기 위해서는 처음에 가변형 차폐가이드를 양측으로 다펼친 상태에서 방사선의 검출여부 및 그 위치를 확인하게 된다. 그리고 일단 전체적인 검출위치가 확인되면, 정확한 누출지점을 확인하기 위해서 가변형 차폐가이드 중 어느 한방향의 차폐가이드를 가변시켜 각도를 좁혀가면서 방사선량이 가장 많이 검출되는 방향을 확인할 수 있게 된다.Therefore, in order to accurately find the point of radiation leakage at the nuclear power plant dismantling site, it is first checked whether the radiation is detected and its location in a state in which the variable shielding guide is spread out to both sides. And once the overall detection position is confirmed, the direction in which the radiation dose is detected the most can be confirmed while narrowing the angle by varying the shielding guide in any one direction among the variable shielding guides in order to confirm the exact leak point.
좀 더 구체적인 예를 들어 설명한다. A more specific example will be given.
1단계 : 마주하는 한 쌍의 고정형 차폐가이드(310, 320)는 양측에서 고정되고 다른 한쌍의 마주하는 가변형 차폐가이드(330, 340)는 원격으로 구동모터(331, 341)의 제어에 의해서 수평방향으로 회전시켜 양측방향을 개방시킨다. 이때 전체적으로 방사선 누출이 되는 대략적인 지점을 찾을 수 있게 된다. Step 1: A pair of opposing
2단계 : 현저하게 높은 방사선량이 측정되는 위치에서 검출된 방사선량을 기초로 방사선이 유출되는 방향을 파악하기 위해서 마주하는 한쌍의 가변형 차폐가이드 중에서 어느 하나를 회전시켜 폐쇄하고 드론을 회전시키면서 높은 방사선이 검출되는 방위를 방위각 검출센서(400)에 판단한다. 이러한 방식으로 높은 방사선이 방출되는 대략적인 방위각을 파악할 수 있게 된다. Step 2: Rotate and close any one of a pair of facing variable shielding guides to determine the direction in which radiation is emitted based on the detected radiation dose at the location where the remarkably high radiation dose is measured. The detected direction is determined by the
3단계 : 개방된 가변형 차폐가이드를 통해서 유입되는 방사선을 따라서 드론을 이동 비행하면서 가장 높은 값을 가지는 위치로 드론을 이동한다. 그리고 나머지 가변형 차폐가이드를 하방향으로 내리게 되면 하부에서 유입되는 방사선의 측정을 통해서 방사선이 누출되는 정확한 위치를 얻을 수 있다. Step 3: Move the drone to the position with the highest value while moving and flying the drone according to the radiation entering through the open variable shielding guide. And if the rest of the variable shielding guide is lowered in the downward direction, the exact location where the radiation is leaked can be obtained by measuring the radiation coming from the bottom.
4단계 : 이에 더하여 더욱 정확한 위치의 방사선 누출위치를 파악하고자 할 때는 가변형 차폐가이드(330, 340)가 중심부를 향해서 안쪽으로 더 회전되도록 제어함과 동시에 드론을 점점 더 아래방향으로 하향 조정함으로써 방사선이 방출되는 위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다. Step 4: In addition, when you want to determine the location of radiation leakage at a more accurate location, control the
즉, 일반적인 드론기반 검출장치는 수직방향과 수평방향으로만 이동할 수 있기 때문에 차폐가이드가 구비되지 아니하면, 수평방향에서 방사선이 유입되어 방사선 유출지점을 파악할 수 없는데, 이에 따라서 수평되게 들려 있던 가변형 차폐가이드를 구비한 검출장치를 통해서 상공에서 운행하면서 방사선수치가 소정의 값보다 높은 값이 검출되면, 차폐가이드를 방향별로 하방으로 내리면서 아래방향으로 내리면서 더 정확한 방사선 방출지점을 파악할 수 있게 된다. In other words, since a general drone-based detection device can only move in the vertical and horizontal directions, unless a shielding guide is provided, radiation is introduced from the horizontal direction and the radiation outlet point cannot be identified. When a radiation level higher than a predetermined value is detected while driving in the sky through a detection device having a guide, the shielding guide is lowered downward in each direction to determine a more accurate radiation emission point.
100 : 드론
110 : 방사선 검출기
111 : 디스플레이
200 : 카메라
300 : 차폐가이드
310, 320 : 고정형 차폐가이드
330, 340 : 가변형 차폐가이드
331, 341 : 구동모터
400 : 방위각 감지센서100 : drone
110: radiation detector
111: display
200 : camera
300: shielding guide
310, 320: fixed shielding guide
330, 340: Variable shielding guide
331, 341: drive motor
400: azimuth detection sensor
Claims (4)
및 상기 드론의 하부에 설치되는 방사선 검출기(110);를 포함하는 드론기반 방사선 검출장치에 있어서,
상기 방사선 검출기의 하단면에 네 방위각으로 차폐가이드(300)가 하향되도록 구비되되, 적어도 마주하는 한 쌍의 가변형 차폐가이드(330, 340)는 상부의 수평방향으로 구비된 힌지결합을 중심으로 지면을 향하는 수직방향과 양측면을 향하는 수평방향 사이에서 회전각도를 조절할 수 있는 구동모터(331, 341)를 각각 구비하되,
상기 방사선 검출기(110)에 의해서 측정된 방사선량을 표시하는 디스플레이(111);
상기 디스플레이를 영상촬영하는 카메라(200);를 구비하는 것으로서,
상기 카메라(200)의 촬영영상은 사용자가 원격으로 지상에서 관찰할 수 있어서 실시간은 방사선량을 관찰하면서 개방할 가변형 차폐가이드(330, 340)를 선택하고 회전각을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변형 차폐가이드가 구비된 드론기반 방사선 검출장치.
drone 100;
and a radiation detector 110 installed under the drone. In the drone-based radiation detection apparatus comprising,
The shielding guide 300 is provided on the lower surface of the radiation detector so that the shielding guide 300 is downward in four azimuth angles. A driving motor (331, 341) capable of adjusting a rotation angle between a vertical direction facing and a horizontal direction facing both sides is provided, respectively,
a display 111 for displaying the amount of radiation measured by the radiation detector 110;
As having a; camera 200 for taking an image of the display,
The captured image of the camera 200 can be observed remotely by the user from the ground, so that the user can select the variable shielding guides 330 and 340 to open while observing the radiation dose in real time and control the rotation angle. A drone-based radiation detection device equipped with a variable shielding guide.
상기 드론은 방위각을 감지하는 방위각 감지센서(400)를 구비하되,
상기 가변형 차폐가이드(330, 340) 중에서 개방된 가변형 차폐가이드를 통해서 유입되는 방사선의 방위각을 파악하는 것을 특징으로 하는 가변형 차폐가이드가 구비된 드론기반 방사선 검출장치.
According to claim 1,
The drone is provided with an azimuth detection sensor 400 for detecting an azimuth,
A drone-based radiation detection device with a variable shielding guide, characterized in that it grasps the azimuth of radiation entering through the open variable shielding guide among the variable shielding guides (330, 340).
상기 가변형 차폐가이드(330, 340)는 수직 아래방향으로 향하는 고정형 차폐가이드(310, 320)보다 더 안쪽으로 회전될 수 있어서, 한 쌍의 가변형 차폐가이드(330, 340)에 의해서 유입되는 방사선의 유입방향을 제한함으로써, 방사선의 방출 위치를 더 정확하게 파악할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변형 차폐가이드가 구비된 드론기반 방사선 검출장치.
According to claim 1,
The variable shielding guides 330 and 340 can be rotated more inward than the fixed shielding guides 310 and 320 that are directed vertically downward, so that the radiation introduced by the pair of variable shielding guides 330 and 340 is introduced. By limiting the direction, a drone-based radiation detection device with a variable shielding guide, characterized in that it is possible to more accurately determine the emission position of the radiation.
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-
2020
- 2020-05-06 KR KR1020200053800A patent/KR102329962B1/en active IP Right Grant
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