[논문]사용후핵연료 집합체 수중 관찰용 카메라시스템 개발

권인찬; 유병옥; 김기하; 손영준; 전용범; 김도식; 장정남; 서항석

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권인찬 (한국원자력연구원) , 유병옥 (한국원자력연구원) , 김기하 (한국원자력연구원) , 손영준 (한국원자력연구원) , 전용범 (한국원자력연구원) , 김도식 (한국원자력연구원) , 장정남 (한국원자력연구원) , 서항석 (한국원자력연구원)

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가설 설정

- CCD 카메라는 수중에서 피사체의 초점 및 줌 기능이 원활해야 하며, 초점거리도 긴 것을 선정함. 해상도는 1024x768 pixels 이상으로 함.

제안 방법

사용후핵연료 집합체는 노내에서 연소 중 냉각수에 의한 부식, 부유물에 의한 손상 등으로 인하여 표면의 결함 또는 변형이 발생할 수 있다. 이와 같은 손상의 발생 현황을 파악하기 위하여 사용후핵연료 집합체의 수중관찰용 카메라시스템이 필요하며, 이를 위하여 CCD 카메라, 차폐체, 조명등, 수중취 급툴 및 제어기로 구성한 수중 카메라시스템을 개 발하였다.
본 카메라 시스템은 조사후연료시험 시설의 저장수조에 저장되어 있는 집합체 또는 절단한 핵연료 집합체의 지지격자 및 피복관의 외관검사용으로 활용하였다. 수중 카메라 본체는 CCD 카메라를 방사선으로부터 차폐하기 위한 납으로 제작한 차폐부에 삽입하고, 방수 기능을 가지도록 상/하부 덮개를 조립하였다. 수중에서 카메라의 방향을 조절하기 위한 각도 조절용 브라켓을 본체에 결합시키고, 수중조명등 및 거울(미러판)을 설치하였다.
수중 카메라 본체는 CCD 카메라를 방사선으로부터 차폐하기 위한 납으로 제작한 차폐부에 삽입하고, 방수 기능을 가지도록 상/하부 덮개를 조립하였다. 수중에서 카메라의 방향을 조절하기 위한 각도 조절용 브라켓을 본체에 결합시키고, 수중조명등 및 거울(미러판)을 설치하였다. 이상과 같은 절차로 제작한 수중 카메라 시스템은 그림 1과 같다.
사용후핵연료 집합체의 수중관찰용 카메라시스템의 성능시험을 위하여 먼저 공기 중에서 비조사 PLUS7 중간 지지격자에 대한 외관검사를 수행하였고, 이로부터 검사 화질 및 줌 기능이 정상적으로 작동함을 확인하였다 (그림 2~3).
공기 중에서 성능시험을 성공적으로 마치 고 조 사후연료시험 시설 저장 수조에 보관 중인 실제 사용후핵연료 집합체를 대상으로 외관검사를 수행하였다. 수중 카메라 본체를 취급 틀에 장착한 후 크레인을 사용하여 수조 내로 인입하고, 관찰할 대상 핵연료 집합체까지 이동하였다. 수조 내 저장되어 있는 집합체의 측면 관찰을 통하여 최대 줌까지 깨끗한 화질의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다(그림 4~6).

대상 데이터

본 카메라 시스템은 조사후연료시험 시설의 저장수조에 저장되어 있는 집합체 또는 절단한 핵연료 집합체의 지지격자 및 피복관의 외관검사용으로 활용하였다. 수중 카메라 본체는 CCD 카메라를 방사선으로부터 차폐하기 위한 납으로 제작한 차폐부에 삽입하고, 방수 기능을 가지도록 상/하부 덮개를 조립하였다.
공기 중에서 성능시험을 성공적으로 마치 고 조 사후연료시험 시설 저장 수조에 보관 중인 실제 사용후핵연료 집합체를 대상으로 외관검사를 수행하였다. 수중 카메라 본체를 취급 틀에 장착한 후 크레인을 사용하여 수조 내로 인입하고, 관찰할 대상 핵연료 집합체까지 이동하였다.

성능/효과

수중 카메라 본체를 취급 틀에 장착한 후 크레인을 사용하여 수조 내로 인입하고, 관찰할 대상 핵연료 집합체까지 이동하였다. 수조 내 저장되어 있는 집합체의 측면 관찰을 통하여 최대 줌까지 깨끗한 화질의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다(그림 4~6).
본 연구에서 개발한 사용후핵연료 집합체수중 카메라시스템을 통해 사용후핵연료 집합체의 고화질 외관 검사 자료를 획득할 수 있게 되었으며, 또한 구조부품 시편을 채취하는 데 고화질 실시간 영상을 제공할 수 있게 되었다.

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