Fabrication and estimation of the plastic detector for measuring the contamination for beta-ray level of the kind of duct waste

배관류 폐기물의 베타선 오염도 측정용 플라스틱 검출기 제작 및 특성평가

The characterization of radiological contamination inside pipes generated during the decommission of a nuclear facility is necessary before pipes can be recycled or disposed. But, existing direct measurements of radioactive contamination level using the survey-meter can not estimate the characteristic of contamination on a local area such as the pipe inside. Moreover, the measurement of surface contamination level using the indirect methods has many problems of an application because of the difficulty of collecting sample and contamination possibility of a worker when collecting sample. In this work, plastic scintillator was simulated by using Monte Carlo simulation method for detection of beta radiation emitted from internal surfaces of small diameter pipe. Simulation results predicted the optimum thickness and geometry of plastic scintillator at which energy absorption for beta radiation was maximized. In addition, the problem of scintillator processing and transferring the detector into the pipe inside was considered when fabricating the plastic detector on the basis of simulation results. The characteristic of detector fabricated was also estimated. As a result, it was confirmed that detector capability was suitable for the measurement of contamination level. Also, the development of a detector for estimating the radiological characteristic of contamination on a local area such as the pipe inside was proven to be feasible.

원자력 시설의 해체 시 발생되는 다양한 종류의 폐기물 중에서 배관류를 재활용하거나 처분하기 위해서는 배관 내부의 정확한 방사선학적인 오염 특성의 평가가 선행되어야 한다. 그러나 기존의 측정법인 survey-meter를 이용한 오염도의 직접 측정은 배관 내부와 같은 국소지역의 오염 특성을 정확하게 평가할 수 없으며, 간접법을 이용한 표면오염도 측정의 경우도 시료채취의 어려움뿐만 아니라 시료채취 시 작업자의 오염 가능성이 있기 때문에 적용성에 많은 문제점이 있다. 본 연구에서는 Monte Carlo 모사기법을 이용해 직경이 작은 배관 내부의 베타선 오염도를 측정하기 위하여 플라스틱 섬광체를 모사하였으며, 모사 결과에서 베타선 에너지를 효율적으로 측정할 수 있는 최적의 플라스틱 섬광체 두께 및 형상을 도출할 수 있었다. 이 전사모사 결과를 바탕으로 섬광체의 가공 및 배관 내부에서의 검출기 이송 문제를 고려해 검출기를 제작하였으며 그 특성을 평가하였다. 그 결과 배관 내부의 오염도 측정에 적합한 검출기 성능을 확인하였고, 파이프 내부처럼 국소 지역의 방사선학적 오염 특성 평가를 위한 검출기 개발 가능성을 확인하였다.