[Trend Check] 원전에서 나오는 방사성 물질을 탐지하는 장치

원자력발전소(이하 원전)의 수명은 30-60년 정도이며, 수명이 다한 원전은 가스 유출과 폭발 등의 사고 우려가 있다. 국내에서는 고리1호기의 정전 사태, 월성1호기의 핵연료봉 추락 사고가 있었으며, 현재 25년 이상 가동된 원전은 9기 가량이다.

노후화된 원전을 해체하고 폐기물을 처리하는 과정에서 유출될 가능성이 있는 고방사능 물질을 탐지하여 식별하는 방사능 누출 영상감시 장비의 개발이 절실한 상황이다.

하지만 기존의 방사선 감시기는 방사선 선량에 대한 단순 정보만을 제공한다. 따라서 방사능 물질 누출 시, 방사선 계수기로 사고 위치와 원인을 파악하기 위하여 상당한 시간이 소요된다.

이에 서강대학교 전자공학과 최용 교수 연구팀은 방사능 누출 영상 감시를 위한 방사능 측정 측정 기술과 광센서에서 발생하는 신호를 처리하는 기술을 개발하였다. 이는 방사성 물질을 탐지하여 식별할 수 있는 방사선 영상장비를 제작하기 위한 기술이다. ㈜ 우진엔텍은 2019년 최용 교수 연구팀으로부터 해당 기술을 이전받아 방사능 누출 영상감시 감마카메라용 검출기 및 아날로그 신호 처리 보드를 개발하였다.

 

 

 

멀티플렉싱 회로보드

 

감마카메라 검출기 모듈은 반도체 광센서와 섬광 결정으로 구성되며 감마선이 섬광결정에 입사되어 광자를 발생하게 되면 반도체 광센서에서 검출하여 전기신호로 출력된다. 아날로그 신호처리 멀티플렉싱 회로는 반도체 광센서에서 발생하는 다수의 출력신호를 효율적으로 처리하기 위한 신호 감소 회로이다.

 

해당 제품이 상용화 된다면, 원전을 해체하고 핵폐기물을 처리하는 과정에서 방사능에 오염된 공간으로부터 작업자를 보호하고 인근 주민의 안전을 보장할 수 있을 것이다.

나아가, 연구팀이 개발한 기술은 방사능을 이용한 핵 의학기기 및 융합영상기기의 개발에도 도움이 될 것으로 보인다.

 

 

방사능

 

                                                                                             
   

 

 

전자기파 또는 입자의 형태로 에너지를 방출하는 물질의 성질을 말한다. 물질 안에서 불안정한 핵(nucleus)이 붕괴하며 방출되는 입자나 전자기파를 방사선이라고 한다.

핵이 붕괴하며 방출하는 에너지는 매우 높기에 방사능에 직접 노출이 되면 생명체의 세포가 파괴될 수 있다.

 

 

 

 

원자력발전소의 작동 원리

 

 

                                                                                             

 

 

원자력발전소에서는 원자핵이 분열할 때 나오는 에너지를 이용해 전기를 만든다.

우라늄이라는 원소가 지속적으로 핵분열(핵이 붕괴하는 현상)을 하도록 한다.

이 과정에서 발생하는 열에너지로 물을 끓여 얻은 수증기로 터빈을 회전시켜 발전기를 가동하며 사용된 수증기는 냉각시켜 재사용된다.