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Environmental radiation

한국원자력연구원 극저준위 감마선분광분석 실험실

과제 개요

해양환경 방사성핵종 분석기술 개발

해양방사능 감시체계의 4가지 목표. 첫째, 해양방사능 감시 강화 (분석물량 급증 대비, 방사능 이상상황 조기 탐지). 둘째, 신속하고 정밀한 분석 (신속 전처리 및 화학분리 기술, 극미량 방사성물질 측정, 방사성물질 발생원 평가). 셋째, 현장적용성 평가 (분석기술 유효성 검증, 해양환경 시료 적용성 평가). 넷째, 국민 안전 및 안심 (정확한 해양방사능 정보 신속 제공, 해양방사능 조사 능력 향상에 기여).

지상실험실(반응조 10대 + 검출기 10대)의 수행능력 확보

지표면과 심층 지하 실험실의 우주선(Cosmic Ray) 차폐 효과에 따른 측정 스펙트럼 노이즈 감소를 비교한 그림과, 해수 시료를 유입해 간섭 물질을 걸러내고 표적 물질을 분리하여 검출하는 분석 공정 모식도
  • 해양환경 극미량 방사성핵종 신속 분석기술 개발 과제 (2023~2027, 원자력안전위원회)
  • 후쿠시마 오염수 방류 대비 해양방사능 감시 강화에 따른 방사성핵종 분석기술 개발
  • 세부 : 극미량 방사성물질 측정 기술 개발 - 지하실험실 기반 극저준위 감마선분광분석시스템 개발

극저준위 감마선분광분석 실험실

  • 극저준위 감마선분광분석 실험실 사진 1
  • 극저준위 감마선분광분석 실험실 사진 2
  • 극저준위 감마선분광분석 실험실 사진 3

시스템 성능

  • HPGe (상대효율 150%), 50 ml 용기 기준 계측효율 약 7% at 137Cs
  • 시료자동교환 원격제어(80개 연속 측정), 차폐구조 (납 15 cm, 구리 5 cm), 차폐체 내부 질소 퍼징
  • 지상실험실 대비 총백그라운드 계수 (0.04 cps, 0.05~3 MeV) 약 40배 감소, 137Cs 영역 계수 약 20배 감소
  • 해수 시료 3 L, 80,000 초 측정 기준 137Cs MDA 1 mBq/L

    동일조건 상대효율 30% 감마선분광분석 시스템 137Cs MDA 25 mBq/L

  • 빔라인 장치들이 실제 설치된 실험실 전경
  • 80개의 시료를 연속 측정할 수 있는 시료자동교환 원격제어 장치 및 납(15cm)과 구리(5cm)로 이루어진 차폐구조, 내부 질소 퍼징 설비 모습
  • 기기제어 시스템 사진 - 측정상태가 표기됩니다

측정용기 및 효율

  • 측정용기의 구조도
  • 효율성을 나타낸 그래프

지상 및 지하 환경에서 차폐 조건에 따른 백그라운드 스펙트럼 비교 (30만초)

  • 지상 및 지하 환경에서 차폐 조건에 따른 백그라운드 스펙트럼 비교 그래프
  • (a)지상에서 납 차폐 / (b) 지상에서 납, 구리 차폐 / (c) 지하실험실 납 차폐 / (d) 지하실험실 납, 구리 차폐

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