KR20090042654A

KR20090042654A - Collimator and spent nuclear fuel's gamma ray spectroscopic analysis apparatus

Info

Publication number: KR20090042654A
Application number: KR1020070108523A
Authority: KR
Inventors: 박광준; 주준식; 신희성; 강희영; 김호동
Original assignee: 한국원자력연구원; 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-04-30
Also published as: KR100928772B1

Abstract

A collimator and a gamma ray spectroscopic analyzing device of a spent nuclear fuel including the same are provided to analyze an average burn-up and the concentration distribution of the spent nuclear fuel through one measurement by increasing a solid angle. A collimator(200) includes a first member(210) and a second member(220). The first member and the second member are formed with the cylindrical shape. The first member has a first slit(212). The second member corresponds to the first member. The second member has a second slit(222). The first slit and the second slit are formed with the conical shape. The length of the first and second slits is 50mm or 70mm. The spent nuclear fuel is formed with the disc type. The inner diameter of the inlet part of the first slit is greater than the diameter of the spent nuclear fuel.

Description

시준기 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치{Collimator and spent nuclear fuel’s gamma ray spectroscopic analysis apparatus}Collimator and spent nuclear fuel's gamma ray spectroscopic analysis apparatus}

본 발명은 시준기 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치에 관한 것으로서, 감마선을 측정하기 위한 입체각을 크게 하여 사용후핵연료의 전체 면적을 커버할 수 있기 때문에, 단 1회 측정으로 평균 연소도를 결정할 수 있으며, 측정시간을 단축할 수 있는 시준기 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to a collimator and an apparatus for gamma ray spectroscopy of spent fuel containing the same, and because the solid angle for measuring gamma rays can be increased to cover the entire area of the spent fuel, the average combustion degree is measured in only one measurement. The present invention relates to a collimator capable of shortening the measurement time and a gamma ray spectroscopic analyzer for spent fuel including the same.

지금까지 감마선분광분석법을 이용하여 디스크 형태의 사용후 핵연료봉 시편에 대한 핵분열 생성물의 농도분포 및 연소도를 결정할 때, 4각형 슬릿(slit)의 감마선 시준기를 사용하였다. 비록 핵연료봉 시편은 작은 크기의 시편이지만 비교적 많은 양의 감마광자가 방출되기 때문에 계수율 조절 및 직경 방향의 특정위치 측정을 위해서 시준기 사용이 필수적이다.Until now, the gamma ray collimator with a square slit has been used to determine the concentration distribution and the burning degree of fission products for disc-type spent fuel rod specimens using gamma spectroscopy. Although fuel rod specimens are small specimens, relatively large amounts of gamma photons are emitted, so the use of a collimator is essential for counting rate control and for measuring the radial position.

시편 표면의 특정 위치에서 핵분열 생성물의 농도분포 또는 연소도를 얻기 위해서는 미세공간 분할 가능한 4각형 형태의 시준슬릿을 사용하여 여러 지점을 측정하여야 한다. 특히, 연소도는 시편의 위치에 따라 다르기 때문에 여러 지점을 측정한 후, 평균 연소도를 계산하여야 한다. 이로 인해 4각형 형태의 시준슬릿을 사용할 경우에는, 수회에 걸쳐 감마선을 측정하고 분석하는 작업을 해야 함으로 측정시간 및 측정비용이 많이 소요된다.In order to obtain the concentration distribution or burnup of the fission product at a specific location on the specimen surface, several points should be measured using a microspatial dividing quadrangular collimation slit. In particular, since the degree of combustion depends on the location of the specimen, the average degree of combustion should be calculated after measuring several points. As a result, when using the collimated slit of the square shape, the measurement time and the measurement cost are high because the gamma ray must be measured and analyzed several times.

이러한 문제점을 보완하기 위해서 감마선을 차폐하는 동시에 입체각을 크게 함으로서 안전하면서도, 핵연료봉 시편에 대한 정보를 신속 정확하게 알아낼 수 있는 시준기 개발의 필요성이 대두되고 있다.In order to compensate for these problems, the necessity of developing a collimator that can safely and accurately find information on nuclear fuel rod specimens by shielding gamma rays and increasing the three-dimensional angle is increasing.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디스크형 사용후핵연료의 시편으로부터 감마선을 단 한번 측정하여 시편의 평균 연소도 및 농도분포를 알아낼 수 있는 시준기 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is a gamma ray spectroscopic analysis of a spent fuel comprising a collimator capable of determining the average burnup and concentration distribution of a specimen by measuring a gamma ray only once from a disc-type spent fuel specimen. In providing a device.

본 발명의 다른 목적은 사용후핵연료로부터 나오는 감마선을 흡수 및 차폐하도록 하여 적정량의 감마선만이 검출기로 입사되도록 할 수 있는 시준기 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a collimator capable of absorbing and shielding gamma rays emitted from spent fuel so that only an appropriate amount of gamma rays are incident on the detector, and a gamma ray spectroscopic analysis apparatus of spent fuel including the same.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 사용후핵연료로부터 나오는 감마선을 분석하기 위한 본 발명의 감마선 분광 분석장치의 시준기는 제1 부재 및 제2 부재를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above objects, the collimator of the gamma ray spectrometer of the present invention for analyzing the gamma ray from the spent fuel comprises a first member and a second member.

상기 제1 부재는 원추형 모양으로 관통된 제1 슬릿을 가진다. 그리고, 제2 부재는 상기 제1 부재와 대응되도록 형성되는데, 원추형 모양으로 관통된 제2 슬릿을 가진다. 상기 제1 부재 및 제2 부재는 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 직경이 작은 부분이 서로 마주보도록 하여 배치될 수 있다. 이때 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿은 연통된 홀을 형성하며, 상기 사용후핵연료로부터 나오는 감마선이 통과하는 경로를 제공한다.The first member has a first slit penetrated in a conical shape. The second member is formed to correspond to the first member, and has a second slit penetrating in a conical shape. The first member and the second member may be disposed such that portions having a smaller diameter in the first slit and the second slit face each other. In this case, the first slit and the second slit form a communication hole, and provide a path through which the gamma ray from the spent fuel passes.

상기 제1 부재 및 제2 부재는 각각 별개로 형성될 수 있으며, 또는 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1 부재 및 제2 부재가 일체로 형성되는 경우에는, 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿은 서로 연통될 수 있다.The first member and the second member may be formed separately, or may be integrally formed. When the first member and the second member are integrally formed, the first slit and the second slit may communicate with each other.

상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿의 길이는 각각 약 50㎜ 내지 70㎜가 될 수 있으며, 바람직하게는 60㎜로 이루어질 수 있다.The length of the first slit and the second slit may be about 50 mm to 70 mm, respectively, preferably 60 mm.

본 발명에서 사용되는 상기 사용후핵연료는 봉(rod)형태로 형성되며, 감마선을 측정하기 위해서 상기 봉 형태로 형성된 사용후핵연료를 디스크 형태로 절단할 수 있다. 이러한 상기 사용후핵연료는 상기 제1 슬릿의 입구부와 인접하도록 위치할 수 있다. 상기 제1 슬릿의 입구부 내경은 약 10 내지 20㎜로 형성될 수 있고, 상기 사용후핵연료로부터 나오는 감마선은 상기 제1 슬릿의 입구부를 통해 상기 제1 슬릿의 내측으로 들어갈 수 있다.The spent fuel used in the present invention may be formed in a rod shape, and the spent fuel formed in the rod shape may be cut into a disc form in order to measure gamma rays. The spent fuel may be positioned adjacent to the inlet of the first slit. The inner diameter of the inlet of the first slit may be formed to about 10 to 20 mm, and the gamma rays from the spent fuel may enter the inside of the first slit through the inlet of the first slit.

또한, 본 발명의 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치는 사용후핵연료, 원추형 모양의 홀로 형성되어 상기 사용후핵연료로부터 나오는 감마선에 경로를 제공하기 위한 제1 슬릿을 가지는 제1 부재, 원추형 모양의 홀로 형성되어 상기 제1 슬릿을 통과한 상기 감마선에 경로를 제공하기 위한 제2 슬릿을 가지는 제2 부재 및 상기 사용후핵연료의 대향측에 위치하고 상기 제2 슬릿을 통과한 상기 감마선이 입사되고, 입사된 감마선을 분석하여 상기 사용후핵연료의 평균 연소도 및 핵분열 생성물의 농도를 결정하는 검출 시스템을 포함하고, 상기 제1 부재 및 제2 부재는 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 직경이 작은 부분을 서로 마주보도록 하여 배치될 수 있다.In addition, the gamma ray spectroscopy apparatus for spent fuel of the present invention is formed of spent fuel, a conical shaped hole, and a first member having a first slit for providing a path to a gamma ray coming from the spent fuel, the conical shaped hole. A second member having a second slit formed to provide a path to the gamma ray passing through the first slit and the gamma ray passing through the second slit and positioned on an opposite side of the spent fuel are incident and entered A detection system for analyzing gamma rays to determine the average burnability of the spent fuel and the concentration of fission products, wherein the first member and the second member each have a smaller diameter portion in the first and second slits. Can be placed facing each other.

상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿의 길이는 상기 사용후핵연료로부터 방사되어 상 기 검출기에 입사되는 감마선의 양에 따라 변화될 수 있다.The lengths of the first slit and the second slit may vary depending on the amount of gamma rays emitted from the spent fuel and incident on the detector.

또한, 본 발명의 시준기 조립방법은 원추형 형상으로 관통된 제1 슬릿을 가지는 제1 부재를 제공하는 단계, 원추형 형상으로 관통된 제2 슬릿을 가지는 제2 부재를 제공하되, 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 직경이 작은 부분을 서로 마주보도록 배치하는 단계 및 상기 제1 슬릿의 중심선과 상기 제2 슬릿의 중심선을 일치시키는 단계를 포함한다.In addition, the collimator assembly method of the present invention provides a first member having a first slit penetrated in a conical shape, providing a second member having a second slit penetrated in a conical shape, wherein the first slit and the first Arranging the small diameter portions of the two slits to face each other and matching the centerline of the first slit with the centerline of the second slit.

상기 중심선을 일치시키는 단계는 상기 제1 부재 및 제2 부재를 배치하기 위한 고정틀을 제공하는 단계, 상기 고정틀에 상기 제1 부재 및 제2 부재를 수납하는 단계를 포함한다.Matching the center line includes providing a fixing frame for disposing the first member and the second member, and accommodating the first member and the second member in the fixing frame.

이와 같이 구성하여 감마선을 측정하기 위한 입체각이 커져 사용후핵연료로부터 나오는 감마선을 한번 측정함으로써 사용후핵연료의 평균 연소도와 핵분열 생성물을 농도를 결정할 수 있고, 측정시간을 절약할 수 있다.By constructing in this way, the solid angle for measuring gamma rays is increased, and by measuring the gamma rays emitted from the spent fuel once, the average combustion degree and the fission product concentration of the spent fuel can be determined, and the measurement time can be saved.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 시준기의 슬릿을 원추형으로 형성하여 입체각을 크게 함으로써 한번의 측정으로도 사용후핵연료의 평균 연소도와 핵분열 생성물의 농도를 결정할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by forming a slit of the collimator in a conical shape to increase the solid angle, there is an effect that can determine the average combustion and nuclear fission product concentration of spent fuel even in one measurement.

또한, 사용후핵연료의 디스크형 시편으로부터 나오는 감마선의 일부가 시준기에 흡수 또는 차폐되도록 하여 검출기에는 필요한 양만큼의 감마선이 입사되도록 하여 검출기의 성능을 유지하고, 측정의 정확성을 높이는 효과가 있다.In addition, a portion of the gamma rays coming from the disk-shaped specimens of spent fuel is absorbed or shielded in the collimator so that the required amount of gamma rays are incident on the detector to maintain the performance of the detector and increase the accuracy of the measurement.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해 당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, while having been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

도 1은 본 발명의 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치의 구조를 설명하기 위해 도시한 평면도이다. 본 발명에서 사용되는 사용후핵연료는 디스크형 시편으로 형성되나, 그 형상이 이에 한정되거나 제한되지는 않는다.1 is a plan view illustrating the structure of a gamma ray spectrometer of spent fuel of the present invention. The spent fuel used in the present invention is formed as a disk-shaped specimen, but the shape is not limited thereto.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치(1)는 사용후핵연료(100), 시준기(200) 및 검출기(200)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the gamma ray spectroscopic analysis device 1 of spent fuel of the present invention includes a spent fuel 100, a collimator 200, and a detector 200.

상기 시준기(200)는 제1 부재(210) 및 제2 부재(220)로 구성되어 각각의 부재에 원추형의 관통된 홀인 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)은 그 형상이 서로 반대가 되도록 형성된다.The collimator 200 is composed of a first member 210 and a second member 220 to form a first slit 212 and a second slit 222 which are conical through holes in each member. The first slit 212 and the second slit 222 are formed so that their shapes are opposite to each other.

상기 시준기(200)는 방사능 차폐 능력을 보유하는 재질로 제조될 수 있다. 일반적으로 방사능을 차폐할 수 있는 재질로써, 보통 높은 밀도를 가지는 텅스텐(W)이나 납(Pb)을 이용할 수 있다. 그런데, 상기 텅스텐은 납보다 밀도가 높아서 차폐능력이 우수하지만, 재료비 및 가공비가 높기 때문에 작은 크기로 높은 차폐효과를 요구할 경우에만 주로 사용된다. 그 대신에, 납은 비용이 저렴하고 가공이 용이하여 널리 이용된다. 한편 본 발명의 상기 시준기(200)를 제조하는 경우에 는 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)은 정밀하게 가공되어야 함으로 연성이 높은 순수납을 이용하는 대신에 납을 포함하는 합금을 사용하는 것이 좋다.The collimator 200 may be made of a material having a radioactive shielding capability. In general, as a material for shielding radiation, tungsten (W) or lead (Pb) having a high density may be used. By the way, the tungsten has a higher density than lead and excellent shielding ability, but is mainly used only when a high shielding effect is required due to its small size and high processing cost. Instead, lead is widely used due to its low cost and ease of processing. Meanwhile, when the collimator 200 of the present invention is manufactured, the first slit 212 and the second slit 222 have to be precisely processed so that an alloy containing lead is used instead of high ductility pure lead. It is good to use.

본 발명에서 사용되는 시준기는 주형틀에 납합금의 주물을 넣고 냉각시킨 후, 주형틀에서 분리하는 과정을 통해 제조될 수 있다.The collimator used in the present invention may be manufactured through a process of separating the casting mold after cooling the casting of the lead alloy in the mold.

상기 검출기(300)는 상기 시준기(200)의 외측에 위치하며, 도 1에서는 상기 제1 슬릿(212)의 상측에 위치한다. 상기 검출기(300)는 상기 감마선을 통해 상기 사용후핵연료의 물성치를 알아낼 수 있다. 구체적으로 상기 물성치는 상기 사용후핵연료의 평균 연소도와 핵분열 생성물의 농도이다.The detector 300 is located outside the collimator 200, and is positioned above the first slit 212 in FIG. 1. The detector 300 may find out the physical properties of the spent fuel through the gamma rays. Specifically, the physical properties are the average burnup of the spent fuel and the concentration of fission products.

본 실시예의 상기 검출기(300)는 고순도 게르마늄 검출기(HPGe Detector)를 이용할 수 있다.The detector 300 of the present embodiment may use a high purity germanium detector (HPGe Detector).

한편, 상기 검출기(300)는 상기 감마선으로부터 분석된 상기 사용후핵연료의 물성치를 시각화하기 위한 디스플레이를 구비할 수 있으며, 이러한 상기 디스플레이는 각각의 물성치에 대한 수치, 비율 등을 표시할 수 있다.On the other hand, the detector 300 may be provided with a display for visualizing the physical properties of the spent fuel analyzed from the gamma rays, the display may display a numerical value, ratio and the like for each physical property value.

도 2는 도 1에서 시준기의 구조를 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 감마선이 슬릿을 경유하여 검출기에 도달하는 장면을 도시한 작동도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of the collimator in FIG. 1, and FIG. 3 is an operation diagram illustrating a scene in which a gamma ray reaches the detector via a slit in FIG. 2.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 시준기(200)는 한 쌍으로 구성되며, 구체적으로 그 모양이 서로 대응되도록 형성된 제1 부재(210) 및 제2 부재(220)를 포함하여 구성된다.As shown therein, the collimator 200 of the present invention is configured as a pair, and specifically includes a first member 210 and a second member 220 formed so that their shapes correspond to each other.

상기 제1 부재(210) 및 제2 부재(220)는 대략 원기둥 모양으로 형성되며, 각각에는 원추형 형태로 관통된 홀인 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)이 각각 형성된 다. 그리고, 상기 제1 부재(210) 및 제2 부재(220)는 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)에서 내경이 작은 부분이 서로 마주보도록 하여 배치된다. 이러한 배치 구조로 인해 상기 시준기(200)에 형성된 홀은 외측부분에서 중앙부분으로 들어 갈수록 내경이 작아지는 형태를 가진다.The first member 210 and the second member 220 are formed in a substantially cylindrical shape, each of which is formed with a first slit 212 and a second slit 222 which are holes penetrated in a conical shape. In addition, the first member 210 and the second member 220 are disposed such that portions of the first slit 212 and the second slit 222 having small inner diameters face each other. Due to this arrangement structure, the hole formed in the collimator 200 has a form in which the inner diameter decreases from the outer portion to the center portion.

본 발명에서 사용되는 사용후핵연료는 봉 형태로 형성되고, 감마선 측정을 위해서는 디스크 형태로 제공된다. 일반적으로 상기 사용후핵연료가 봉으로 형성될 경우에, 그 직경은 약 10㎜ 내외이다.The spent fuel used in the present invention is formed in the form of a rod, and provided in the form of a disc for gamma ray measurement. Generally, when the spent fuel is formed into a rod, the diameter is about 10 mm.

상기 제1슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)에서 가장 큰 내경 칫수는 약 10㎜ 내지 20㎜로 형성된다. 이는 상기 사용후핵연료의 직경에 대응되도록 형성하기 위함이다. 즉, 상기 사용후핵연료의 시편을 위치시킬 때, 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)의 범위를 벗어날 수도 있기 때문에 편차를 고려하여 상기 사용후핵연료의 직경보다 크게 형성한다.The largest inner diameter in the first slit 212 and the second slit 222 is formed to about 10 mm to 20 mm. This is to form to correspond to the diameter of the spent fuel. That is, when positioning the specimen of the spent fuel, it may be out of the range of the first slit 212 and the second slit 222 is formed larger than the diameter of the spent fuel in consideration of the deviation.

또한, 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)의 각각의 길이는 시편의 방사능 세기를 고려하여 약 60㎜로 결정하였다. 여기서, 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)의 길이를 약 60㎜로 형성하는 이유는, 상기 사용후핵연료 디스크형 시편(100)의 방사능 세기를 1Ci로 가정할 때, 방출되는 감마 광자가 맹시준기(슬릿이 없는 시준기)를 통과하여 검출기에 도달하는 양이 최소가 되도록 하기 위함이다. 즉, 구조물의 크기를 최소화하면서, 동시에 자연방사능 (background) 도 최소한 낮게 유지할 수 있는 길이이다. 만약, 자연방사능이 높을 경우에는 상기 사용후핵연료의 시편에 대한 감마선 스펙트럼으로부터 특정 핵종의 피이크를 정확하게 찾아내 기 어렵다.In addition, the length of each of the first slit 212 and the second slit 222 was determined to be about 60 mm in consideration of the radiation intensity of the specimen. Here, the reason for forming the length of the first slit 212 and the second slit 222 to about 60mm, assuming that the radiation intensity of the spent fuel disk-shaped specimen 100 is 1Ci, is emitted This is to minimize the amount of gamma photons that pass through the sight collimator (the collimator without the slit) to the detector. In other words, it minimizes the size of the structure and at the same time keeps the background at least low. If the natural radioactivity is high, it is difficult to accurately find the peak of a specific nuclide from the gamma-ray spectrum of the spent fuel specimen.

상기 사용후핵연료 디스크형 시편(100)은 도 3에서 상기 시준기(200)의 좌측에 위치하며, 상기 사용후핵연료 디스크형 시편(100)의 감마선을 검출하는 검출기(300)는 상기 시준기(200)의 우측에 위치한다.The spent fuel disc-shaped specimen 100 is located on the left side of the collimator 200 in FIG. 3, and the detector 300 for detecting the gamma ray of the spent fuel disc-shaped specimen 100 is the collimator 200. Located on the right side of the.

상기 사용후핵연료 디스크형 시편(100)으로부터 나오는 감마선은 상기 제1 슬릿(212)의 입구부(212a)로 입사된다. 상기 제1 슬릿(212)은 내측으로 갈수록 내경이 줄어듦으로 상기 제1 슬릿(212)으로 입사된 감마선의 대부분은 상기 시준기(200)의 내부로 흡수되고, 그 중 일부는 상기 제1 슬릿(212)의 출구부(212b)를 거쳐 상기 제2 슬릿(222)의 입구부(222a)로 입사된다. 즉, 상기 사용후핵연료 디스크형 시편의 각 미소부위로부터 나오는 감마선 중에서 오직 상기 제1 슬릿(212)의 출구부(212a) 측으로 방사되는 감마선만이 상기 제1 부재(210)의 내부로 흡수되거나 차폐되지 않고, 상기 제2 슬릿(222)으로 입사될 수 있다.Gamma rays coming from the spent fuel disc-shaped specimen 100 are incident on the inlet portion 212a of the first slit 212. Since the inner diameter of the first slit 212 decreases toward the inside thereof, most of the gamma rays incident to the first slit 212 are absorbed into the collimator 200, and some of the first slit 212 is absorbed. It is incident to the inlet 222a of the second slit 222 via the outlet 212b. That is, only the gamma rays radiated toward the outlet portion 212a side of the first slit 212 of the gamma rays emitted from the minute portions of the spent fuel disc-shaped specimens are absorbed or shielded into the inside of the first member 210. Instead, it may be incident to the second slit 222.

상기 제2 슬릿(222)의 입구부(222a)로 들어온 감마선은 이전 경로의 연장선을 따라 계속 이동하여 상기 제2 슬릿(222)의 출구부(222b)로 나온다. 그리고, 상기 감마선은 상기 검출기(300)로 입사한다.The gamma ray entering the inlet 222a of the second slit 222 continues along the extension line of the previous path and exits the outlet 222b of the second slit 222. The gamma ray is incident on the detector 300.

상기 검출기(300)는 상기 제1 슬릿(212) 및 제2 슬릿(222)을 통과한 감마선을 검출하고, 그런 다음 감마선 스펙트럼을 분석함으로써 상기 사용후핵연료 디스크형 시편(100)의 평균 연소도를 알아낼 수 있다.The detector 300 detects a gamma ray passing through the first slit 212 and the second slit 222, and then analyzes the gamma ray spectrum to determine the average combustion degree of the spent fuel disc type specimen 100. I can figure it out.

도 4는 본 발명의 시준기의 조립방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다. 이에 도시한 바와 같이, 먼저 원추형 형상으로 관통된 제1 슬릿이 형성된 제1 부재 를 제공한다(S1).4 is a flowchart illustrating a method of assembling the collimator of the present invention. As shown in the drawing, first, a first member having a first slit penetrated in a conical shape is provided (S1).

다음, 원추형 형상으로 관통된 제2 슬릿이 형성된 제2 부재를 제공한다(S2).Next, a second member having a second slit penetrated in a conical shape is provided (S2).

다음, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 수납하기 위한 고정틀을 제공한다(S3). 여기서, 상기 고정틀에는 상기 제1 부재와 제2 부재의 외형에 대응되는 홈이 형성된다.Next, a fixing frame for accommodating the first member and the second member is provided (S3). Here, the fixing frame is formed with a groove corresponding to the outer shape of the first member and the second member.

다음, 상기 고정틀의 홈에 상기 제1 부재 및 제2 부재를 수납한다(S4). 이때 상기 고정틀에서 수납된 상기 제1 부재 및 제2 부재는 그 중심선들이 서로 일치된다.Next, the first member and the second member are accommodated in the groove of the fixing frame (S4). At this time, the center lines of the first member and the second member accommodated in the fixing frame coincide with each other.

도 1은 본 발명의 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치의 구조를 설명하기 위해 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating the structure of a gamma ray spectrometer of spent fuel of the present invention.

도 2은 도 1에서 시준기의 구조를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of a collimator in FIG. 1.

도 3는 도 2에서 감마선이 슬릿을 경유하여 검출기에 도달하는 장면을 도시한 작동도이다.FIG. 3 is an operation diagram illustrating a scene in which the gamma ray reaches the detector via the slit in FIG. 2.

도 4는 본 발명의 시준기의 조립방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of assembling the collimator of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치 100: 사용후핵연료1: gamma-ray spectroscopy apparatus for spent fuel 100: spent fuel

200: 시준기 210: 제1 부재200: collimator 210: first member

212: 제1 슬릿 220: 제2 부재212: first slit 220: second member

222: 제2 슬릿 300: 검출기222: second slit 300: detector

Claims

사용후핵연료로부터 나오는 감마선을 분석하기 위한 감마선 분광 분석장치의 시준기에 있어서,In the collimator of the gamma-ray spectroscopy apparatus for analyzing gamma rays from spent fuel,

원추형 모양으로 관통된 제1 슬릿을 가진 제1 부재;A first member having a first slit penetrated in a conical shape;

상기 제1 부재와 대응되어 형성되되, 원추형 모양으로 관통된 제2 슬릿을 가진 제2 부재;A second member formed corresponding to the first member and having a second slit penetrated in a conical shape;

를 포함하고, 상기 제1 부재 및 제2 부재는 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 내경이 작은 부분이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.The first member and the second member is a collimator of the gamma-ray spectrometer, characterized in that disposed in the first slit and the second slit portion having a small inner diameter facing each other.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 부재 및 제2 부재는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.A collimator of a gamma-ray spectroscopy apparatus, characterized in that the first member and the second member is formed integrally.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 슬릿의 길이 및 제2 슬릿의 길이는 각각 50㎜ 내지 70㎜인 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.The collimator of the gamma-ray spectrometer, characterized in that the length of the first slit and the length of the second slit are 50 mm to 70 mm, respectively.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 사용후핵연료는 디스크 형태의 시편으로 형성되고, 상기 제1 슬릿의 입구부 내경은 상기 사용후핵연료의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.The spent fuel is formed of a disk-shaped specimen, the inner diameter of the inlet of the first slit collimator of the gamma-ray spectrometer, characterized in that formed larger than the diameter of the spent fuel.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 슬릿의 입구부 내경은 10㎜ 내지 20㎜인 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.The collimator of the gamma-ray spectrometer, characterized in that the inner diameter of the inlet of the first slit is 10mm to 20mm.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 사용후핵연료는 상기 제1 슬릿의 입구부에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 감마선 분광 분석장치의 시준기.The spent fuel collimator of the gamma-ray spectrometer, characterized in that located adjacent to the inlet of the first slit.

사용후핵연료;Spent fuel;

원추형 모양의 홀로 형성되어 상기 사용후핵연료로부터 나오는 감마선에 경로를 제공하기 위한 제1 슬릿을 가지는 제1 부재;A first member formed of a conical hole and having a first slit for providing a path to gamma rays exiting from the spent fuel;

원추형 모양의 홀로 형성되어 상기 제1 슬릿을 통과한 상기 감마선에 경로를 제공하기 위한 제2 슬릿을 가지는 제2 부재; 및A second member formed into a conical hole and having a second slit for providing a path to the gamma ray passing through the first slit; And

상기 사용후핵연료의 대향측에 위치하여 상기 제2 슬릿을 통과한 상기 감마선이 입사되고, 입사된 감마선을 분석하여 상기 사용후핵연료의 평균 연소도 및 핵분열 생성물의 농도를 결정할 수 있는 검출 시스템;A detection system positioned on an opposite side of the spent fuel and entering the gamma ray passing through the second slit, and analyzing the incident gamma ray to determine an average combustion degree of the spent fuel and a concentration of fission products;

를 포함하고, 상기 제1 부재 및 제2 부재는 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 직경이 작은 부분을 서로 마주보도록 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치.Wherein the first member and the second member are disposed to face portions of the first slit and the second slit with small diameters facing each other.

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 제1 슬릿의 중심선과 상기 제2 슬릿의 중심선은 서로 일치되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치.And a center line of the first slit and a center line of the second slit coincide with each other.

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 제1 슬릿의 길이 및 제2 슬릿의 길이는 상기 사용후핵연료로부터 방출되어 상기 검출 시스템에 입사되는 상기 감마선의 양에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치.And a length of the first slit and a length of the second slit are changed according to the amount of the gamma rays emitted from the spent fuel and incident on the detection system.

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 사용후핵연료는 디스크형 시편으로 형성된 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 감마선 분광 분석장치.The spent fuel gamma-ray spectroscopic analysis device of the spent fuel, characterized in that formed in the disk-shaped specimens.

원추형 형상으로 관통된 제1 슬릿을 가지는 제1 부재를 제공하는 단계;Providing a first member having a first slit pierced in a conical shape;

원추형 형상으로 관통된 제2 슬릿을 가지는 제2 부재를 제공하되, 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿에서 직경이 작은 부분을 서로 마주보도록 배치하는 단계; 및Providing a second member having a second slit pierced in a conical shape, the second slit having a small diameter facing each other; And

상기 제1 슬릿의 중심선과 상기 제2 슬릿의 중심선을 일치시키는 단계;Matching a centerline of the first slit with a centerline of the second slit;

를 포함하는 시준기 조립방법.Collimator assembly method comprising a.

제11항에 있어서,The method of claim 11,

상기 중심선을 일치시키는 단계는,Matching the centerline,

상기 제1 부재 및 제2 부재를 배치하기 위한 고정틀을 제공하는 단계; 및Providing a fixing frame for disposing the first member and the second member; And

상기 고정틀에 상기 제1 부재 및 제2 부재를 수납하는 단계;Accommodating the first member and the second member in the fixing frame;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 시준기 조립방법.A collimator assembly method comprising a.