Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR102217088B1 - 광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계 - Google Patents

광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계 Download PDF

Info

Publication number
KR102217088B1
KR102217088B1 KR1020157028651A KR20157028651A KR102217088B1 KR 102217088 B1 KR102217088 B1 KR 102217088B1 KR 1020157028651 A KR1020157028651 A KR 1020157028651A KR 20157028651 A KR20157028651 A KR 20157028651A KR 102217088 B1 KR102217088 B1 KR 102217088B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
neutron
optical fiber
fiber cable
measuring
neutrons
Prior art date
Application number
KR1020157028651A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150129809A (ko
Inventor
마이클 디 헤이벨
로버트 더블유 플래맹
Original Assignee
웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 filed Critical 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Publication of KR20150129809A publication Critical patent/KR20150129809A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102217088B1 publication Critical patent/KR102217088B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00—Measuring neutron radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T5/00—Recording of movements or tracks of particles; Processing or analysis of such tracks
    • G01T5/08—Scintillation chambers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 원자력 발전소 내에 위치설정되는 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 장치 및 방법은 광파이버 케이블을 통해 중상자를 통과시키는 것을 포함한다. 광파이버 케이블은 중성자를 흡수하여 가스를 생성할 수 있는 중성자 수감 물질을 내부에 배치하고 있다. 가스는 광파이버 케이블 내의 압력의 축적을 초래하며, 이는 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 야기한다. 이러한 변화는 측정되어, 광파이버 케이블 내의 가스의 양, 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 개수, 및 그에 따른 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 결정하는데 사용된다. 특히, 본 발명의 장치 및 방법은 방사성 물질을 채용할 필요 없이도 효과적이다.

Description

광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계{NUCLEAR RADIATION DOSIMETER USING STRESS INDUCED BIREFRINGENCE CHANGES IN FIBER OPTIC CABLES}
본 발명은 개략적으로 핵방사선 선량계 장치에 관한 것이며, 또한, 원자로 용기와 관련 부품 및 구조체에 의해 수신된 중성자 선량을 측정하고 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 장치 및 방법은 광파이버 케이블 내에 생성되는 광학적 응력 복굴절 패턴(optical stress birefringence pattern)의 변화를 측정하는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, 본 장치 및 방법은 방사성 물질의 사용을 필요로 하지 않는다.
방사선 피폭 데이터는 상용 원자력 발전소에서의 경수 원자로의 운용과 관련된 다양한 이슈들을 평가하고 관리하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 방사선 플루엔스(fluence) 데이터는 원자로 부품들이 지속적인 운용에 적합한지의 여부 또는 교체가 필요한지를 결정함에 있어서 도움이 될 수 있다. 따라서, 원자력 산업에 있어서 원자로에 대한 방사선 피폭 데이터를 정확하게 그리고 적시에 획득하기 위해 사용 가능한 장치 및 방법을 구비하는 것이 바람직하다.
원자력 발전소 내의 원자로 용기와 관련 부품 및 구조체에 의해 수신되는 중성자 선량을 측정하고 모니터링하기 위한 다양한 장치 및 방법이 공지되어 있다. 이들 공지의 장치 및 방법은 전형적으로, 선택된 재료의 중성자 활성화(neutron activation) 또는 방사선 손상 추정(radiation damage estimate)을 활용하여, 양호하게 특성화된 붕괴 방사선 체계(decay radiation scheme)를 갖는 방사성 물질을 생성함으로써, 수신된 총 중성자 피폭을 결정하는 기술에 의존한다. 나아가, 이들 공지의 장치 및 방법은 측정 데이터를 수집 및/또는 분석하기 위해 방사성 물질의 취급 및 사용을 필요로 한다.
예컨대, 발전소의 운전 정지(shutdown) 동안, 전략적 위치에 있는 원자로 용기 내에 설치되며, 원자력 발전소의 다음 주기의 운전을 위해 내부에 보관된다. 운전시, 방사성 물질은 원자로 용기를 관통하는 중성자를 흡수한다. 운전 사이클에 이어서, 다음의 연료 재장전을 위한 정지 동안, 방사성 물질이 제거되며, 방사성 물질이 발전소 작동시에 원자로 용기 내에 수용되어 있는 동안에 이 물질과 반응한 중성자의 수를 결정하도록 평가된다. 이러한 정보를 기초로, 원자로 용기 및/또는 관련 부품과 구조체의 총 중성자 피폭에 관한 결정이 이루어질 수 있다.
원자로 용기 내의 중성자 플루엔스를 측정 및 모니터링하기 위한 공지의 장치 및 방법과 관련된 몇몇 단점이 존재하는데, 예컨대, 중성자를 흡수하기 위해 방사성 물질을 사용할 필요가 있는 것과, 중성자를 함유한 방사성 물질을 제거하고 분석할 때에 결과적으로 개인이 오염물에 피폭되는 것이 있다.
따라서, 당해 기술 분야에서는, 중성자 선량을 측정 및 모니터링하기 위한 장치 및 방법으로서, 상용 측정 툴을 사용하는 것, 원자로 용기 외부의 위치에서 측정값을 획득하는 것, 및 결과값의 수집 및 분석시에 개인의 방사능 오염물 피폭에 대한 가능성을 최소화하는 것 중 하나 이상의 특징을 포함하는 장치 및 방법을 개량할 필요가 있다.
일 태양에 있어서, 본 발명은 원자력 발전소 내의 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 측정하는 장치를 제공한다. 사전 선택된 위치는 중성자의 소재지(presence)를 포함한다. 본 장치는 길이 및 외면을 갖는 광파이버 케이블을 포함하고, 외면은 광파이버 케이블의 길이에 걸쳐서 연장되는 공동(cavity)을 형성한다. 공동은 내부에 형성된 하나 이상의 코어(core)를 포함할 수 있다. 본 장치는 공동 내에 실질적으로 균일하게 수용된 중성자 수감 물질(neutron sensitive material)을 추가로 포함한다. 중성자 수감 물질은 하나 이상의 코어의 각각 내에 실질적으로 균일하게 수용될 수 있다. 중성자 수감 물질은 광파이버 케이블을 관통하는 중성자를 적어도 부분적으로 흡수하여 가스를 생성하는데 효과적이다. 이 가스는 수소, 헬륨, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택될 수 있다. 본 장치는 광파이버 케이블 내에서의 가스의 압력 축적으로 인해 발생하는 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정하기 위한 광학 측정 툴, 및 하나 이상의 코어 내의 가스의 양과 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 양을 결정하여 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 결정하기 위한 수단을 추가로 포함한다.
특정 실시예에서, 중성자 수감 물질은 리튬-6이며, 리튬-6은 적어도 부분적으로 중성자를 흡수하여 하나 이상의 수소 원자 및 하나 이상의 헬륨 원자를 생성한다.
또한, 특정 실시예에서, 중성자 플루엔스 측정값은 방사성 물질을 이용하지 않고서도 획득된다.
다른 태양에서, 본 발명은 원자력 발전소 내의 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 측정하기 위한 방법을 제공한다. 본 방법은 원통형 외면 및 내부 공동을 갖는 광파이버 케이블을 획득하는 단계를 포함한다. 내부 공동은 그 안에 형성된 하나 이상의 코어를 갖는다. 중성자 수감 물질이 하나 이상의 코어 내에 실질적으로 균일하게 도입된다. 또한, 본 방법은, 중성자 수감 물질이 하나 이상의 중성자를 흡수하여, 수소, 헬륨, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 가스를 생성하도록, 하나 이상의 중성자를 광파이버 케이블에 통과시키는 단계를 포함한다. 본 방법은, 사전 선택된 위치에 배치되기 전의 광파이버 케이블의 제 1 광학적 응력 복굴절 패턴을 획득하는 단계와, 사전 선택된 위치에 배치된 후의 광파이버 케이블의 제 2 광학적 응력 복굴절 패턴을 획득하는 단계와, 가스의 압력 축적으로 인해 광파이버 케이블 내에서 발생되는 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정하는 단계와, 광파이버 케이블 내의 가스의 양 및 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 개수를 결정하여 사전 선택된 위치에서의 총 중성자 피폭을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 추가적인 이해는 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명을 첨부 도면과 함께 숙독함으로써 얻을 수 있다.
도 1a는 본 발명의 특정 실시예에 따른, 원자로 용기 근처에 케이블을 설치하기 전의 센서 1 및 센서 2를 갖는 광파이버 케이블의 대기압에서의 예상되는 광학적 복굴절 패턴을 나타내는 도면,
도 1b는 본 발명의 특정 실시예에 따른, 원자력 발전소의 운전 사이클 동안 원자로 용기 근처에서의 중성자에의 피폭에 후속하는 도 1a의 광파이버 케이블의 예상되는 광학적 복굴절 패턴을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른, 가스 압력 대 반응 리튬의 분수 비율(fractional percentage)의 플롯을 나타내는 도면.
본 발명은 원자로 용기 및/또는 그에 관련된 부품 및/또는 구조체에서의 중성자 플루엔스를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이들 장치 및 방법은 광파이버 케이블의 사용을 포함한다. 또한, 이들 장치 및 방법은 방사성 물질의 사용을 배제한다. 예컨대, 본 장치는 방사성 물질을 사용하지 않고 구성된다. 본 발명은 광파이버 케이블 내에서 발생되는 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정하는 것에 의해 중성자 플루엔스를 측정한다.
일반적으로, 본 발명에 따르면, 중성자 플루엔스 측정이 요구되는 사전 선택된 위치에 광파이버 케이블이 설치된다. 통상, 복수의 광파이버 케이블이 설치된다. 광파이버 케이블은 사전 결정된 길이를 갖는다. 복수의 광파이버 케이블의 길이는 서로 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 사전 선택된 위치는, 예컨대 원자력 발전소 내의 원자로 용기 및/또는 관련 부품 및/또는 구조체를 포함한다. 특정 실시예에서, 관련 부품 및 구조체는 격납고 및 그 안의 설비 위치를 포함한다. 또한, 특정 실시예에서, 원자로 용기 내의 중성자 플루엔스는, 원자로 용기에서 빠져나오는 중성자의 양이 측정되도록 본 발명의 광파이버 케이블을 원자로 용기 외측에 배치된 관련 부품 또는 구조체에 설치함으로써, 원자로 외부의 위치에서 측정될 수 있다.
광파이버 케이블은 적어도 하나 이상의 코어가 내부에 배치되어 있는 중공형 공동을 포함한다. 하나 이상의 코어는 중성자 수감 물질을 수납하는데, 예컨대 적어도 부분적으로 중성자 수감 물질로 충전되어 있다. 사전 선택된 위치에 존재하는 중성자는 광파이버 케이블을 통과하며, 그 케이블 안에 배치된 중성자 수감 물질에 의해 적어도 부분적으로 흡수된다. 중성자와 중성자 수감 물질의 이러한 반응에 의해, 광파이버 케이블의 공동 내에 가스가 축적되고, 이는 내부 압력의 변화, 예컨대 압력 증가를 초래한다. 광파이버 케이블의 공동 내에서의 압력 변화는 광파이버 케이블 내의 응력 분포의 변화를 야기한다. 광파이버 케이블의 공동 내의 압력 변화에 의해 생성되는 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정함으로써, 가스의 양을 추정할 수 있고, 그에 따라 중성자 수감 물질에 흡수된 중성자의 개수도 추정된다. 이는 결국 사전 선택된 위치의 총 중성자 피폭을 결정할 수 있게 한다.
본 발명에 사용하기 위한 적절한 광파이버 케이블은 당해 기술 분야에 공지된 케이블들 중에서 선택할 수 있다. 상술한 바와 같이, 광파이버 케이블은 중공형이다. 따라서, 예컨대 원통 형상의 외면이 내부 공동을 형성한다. 또한, 광파이버 케이블의 길이는 바뀔 수 있다. 내부 공동은 하나 이상의 코어를 포함한다. 내부 공동 및 하나 이상의 코어는 광파이버 케이블의 길이 전체에 걸쳐서 연장된다.
본 발명에 사용하기 위한 적절한 중성자 수감 물질은 당해 기술 분야에 공지된 물질들 중에서 선택할 수 있다. 상술한 바와 같이, 중성자 수감 물질은 중성자를 흡수하는데 효과적이다. 특정 실시예에서, 중성자 수감 물질은 리튬-6이다. 중성자와 중성자 수감 물질의 이러한 반응에 의해 가스가 생성되며, 이 가스가 광파이버 케이블의 공동 내에서의 압력의 축적을 야기한다. 특정 실시예에서, 수소 원자, 헬륨 원자 또는 이들의 혼합물이 생성될 수 있다.
당해 기술 분야에서는 광파이버 케이블 내에서 획득된 광학적 복굴절 패턴은 인가된 응력의 함수로서 예상 가능한 방식으로 변화할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 광파이버 케이블 내의 응력 분포의 변화의 함수로서의 복굴절 패턴의 변화는 백색광 간섭 측정 기술을 사용하여 쉽게 결정될 수 있다. 예컨대, "Multiplexed system of white-light interferometric hydrostatic pressure sensors based on highly birefringence fibers"란 제목의 Wojtek J. Bock와 Waclaw Ubanczyk의 분석 연구(SPIE의 기록 vol. 2838/243, 1996)는 그러한 기술을 활용하며, 백색광 간섭 측정 기술을 이용한 파이버 탐지는, (초기값 설정 문제가 없는) 절대적 측정값의 가능성, 다수의 단일점 센서(single-point sensor)를 보다 큰 측정 시스템 내에 다중화하는 것의 가능성, 코히런트 방식(coherent system)보다 낮은 노이즈 레벨과 같은 여러가지 중요한 장점을 제공한다고 기술한다. 따라서, 중성자와 중성자 수감 물질의 상호작용 (및 가스와 압력의 축적) 전에 광파이버 케이블에서 획득된 광학적 복굴절 패턴은 그러한 상호작용에 후속하여 획득된 패턴과는 다르다. 도 1a는 센서 1 및 센서 2를 갖는 광파이버 케이블에 대한 대기압에서의 복굴절 패턴을 도시한다. 도 1a에 도시된 복굴절 패턴은 광파이버 케이블을 중성자가 존재하는 위치에 설치하기 전이다. 이는 도 1b에 설명되어 있는데, 도 1b는 도 1b에 도시된 복굴절 패턴이 중성자가 존재하는 위치에 설치된 후인 것을 제외하고는 도 1a에 도시된 광파이버 케이블의 복굴절 패턴을 도시한다. 복굴절 패턴의 변화는 케이블에 인가된 압력의 변화에 의한 케이블 내의 응력 분포의 변화에 의해 초래된다. 도 1b에서, 센서 1 및 센서 2는 각각 24㎫ 및 14㎫의 압력 상태에 있다. 따라서, 도 1a는 "이전(before)" 패턴을 나타내고, 도 1b는 "이후(after)" 패턴을 나타낸다.
중성자가 광파이버 케이블을 통과하는 위치에 광파이버 케이블이 설치되는 경우, 케이블의 단면에 걸친 응력 분포의 변화는 관련된 복굴절 패턴의 변화를 야기한다. 복굴절 패턴의 변화는 인가된 응력 분포에 있어서의 정확한 수치적 변화를 결정하는데 사용될 수 있다. 케이블의 내부 응력의 변화는 중성자 수감 물질과 상호작용하는 중성자의 개수를 결정하는데 용이하게 그리고 정확하게 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 본 발명은 제어된 양의 중성자 수감 물질(예컨대 리튬-6)의 활성화를 이용하는데, 이 중성자 수감 물질은 일정 길이의 광파이버 케이블 내의 하나 이상의 중공형 축방향 코어 내에 실질적으로 균일하게 채워져 있어서, 리튬-6가 케이블 길이에 걸쳐서 통과하는 중성자와 상호작용할 때, 케이블 코어 내의 내부 압력의 변화를 생성한다. 압력의 변화는 코어 물질과 상호작용하는 중성자의 개수를 결정하는데 사용될 수 있다.
예증을 위해, 이하의 설명은 광파이버 케이블을 원자로 용기 내에 설치 또는 도입하는 것에 관한 것이나, 이러한 프로세스는 광파이버 케이블을 관련 부품 또는 구조체 내에 설치하는 것에도 동일하게 적용할 수 있다. 사전 선택된 길이(들)(즉, 피스들(pieces))을 갖는 복수의 광파이버 케이블은 원자로 용기 전체에 걸친, 그리고 원자로 용기와 원자로 용기 지지 구조체 사이의 공간 내의 전략적 위치에 설치된다. 채용되는 광파이버 케이블의 개수는 바뀔 수 있으며, 중성자 플루엔스가 측정되고 있는 특정 부품 및/또는 구조체의 크기 및 형상에 따라 다를 수 있다. 광파이버 케이블은 원자력 발전소가 운전 정지 모드에 있을 때 설치된다. 광파이버 케이블은 후속하는 운전 사이클 동안 원자로 용기 내에 남아 있으며, 그 후에 다음의 예정된 연료 재장전을 위한 정지 동안 제거된다.
원자로 용기 내의 도입 또는 설치 전에, 광파이버 케이블로부터 광학적 복굴절 패턴을 획득한다. 제거 후에, 광파이버 케이블로부터 다른 광학적 복굴절 패턴을 획득하여, 원자로 용기 내의 설치 전의 광파이버 케이블로부터 획득한 최초의 광학적 복굴절 패턴과 비교한다. 패턴의 변화에 관한 평가가 이루어지고, 그 결과로서, 원자로 용기를 관통한 중성자의 개수가 결정된다.
도 2는 가스 압력(㎩) 대 반응한 리튬-6의 분수 비율의 그래프이다. 이 플롯은 중성자 흡수의 결과로서 소정량의 반응 리튬-6에 대한 광파이버 케이블의 공동 내부의 압력 변화(즉, 압력 증가)를 나타낸다.
본 발명은 다양한 특정 실시예의 관점에서 기술되었지만, 당업자는 본 발명이 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에서 변형예로 실시될 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (10)

  1. 원자력 발전소 내의 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스(fluence)를 측정하는 장치로서, 상기 사전 선택된 위치는 중성자의 소재지(presence)를 포함하는, 중성자 플루엔스 측정 장치에 있어서,
    길이 및 외면을 갖는 광파이버 케이블로서, 상기 외면은 상기 광파이버 케이블의 길이에 걸쳐서 연장되는 공동(cavity)을 형성하는, 상기 광파이버 케이블;
    상기 공동 내에 실질적으로 균일하게 수용되며, 중성자를 적어도 부분적으로 흡수하여 가스를 생성하는데 효과적인 중성자 수감 물질(neutron sensitive material);
    상기 광파이버 케이블의 광학적 응력 복굴절 패턴(optical stress birefringence pattern)의 변화를 측정하기 위한 광학 측정 툴로서, 상기 변화는 생성된 가스로 인한 압력의 축적에 의해 발생하는, 상기 광학 측정 툴; 및
    상기 광파이버 케이블 내의 가스의 양 및 상기 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 양을 결정하여, 상기 사전 선택된 위치에서의 총 중성자 피폭을 결정하기 위한 수단을 포함하는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동 내에는 하나 이상의 코어가 형성되어 있는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 코어는 각각 상기 중성자 수감 물질을 실질적으로 균일하게 수용하는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 수소, 헬륨, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중성자 플루엔스 측정 장치의 구성은 방사성 물질의 존재를 배제하는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중성자 수감 물질은 리튬-6인
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 리튬-6은 적어도 부분적으로 중성자를 흡수하여, 하나 이상의 수소 원자 및 하나 이상의 헬륨 원자를 생성하는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  8. 원자력 발전소 내의 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 측정하는 장치에 있어서,
    길이 및 외면을 갖는 광파이버 케이블로서, 상기 외면은 내부 공동을 형성하고, 상기 내부 공동 내에는 하나 이상의 코어가 형성되며, 상기 내부 공동 및 상기 하나 이상의 코어는 상기 광파이버 케이블의 길이에 걸쳐서 연장되는, 상기 광파이버 케이블;
    상기 광파이버 케이블을 관통하는 복수의 중성자;
    상기 하나 이상의 코어 내에 실질적으로 균일하게 수용되며, 하나 이상의 중성자를 흡수하여, 수소, 헬륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 가스를 생성하는데 효과적인 중성자 수감 물질;
    상기 광파이버 케이블의 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정하기 위한 광학 측정 툴로서, 상기 변화는 상기 가스로 인한 압력의 축적에 의해 발생하는, 상기 광학 측정 툴; 및
    상기 광파이버 케이블 내의 가스의 양 및 상기 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 개수를 결정하여, 상기 사전 선택된 위치에서의 총 중성자 피폭을 결정하기 위한 수단을 포함하는
    중성자 플루엔스 측정 장치.
  9. 원자력 발전소 내의 사전 선택된 위치에서의 중성자 플루엔스를 측정하기 위한 방법에 있어서,
    원통형 외면, 및 하나 이상의 코어가 내부에 형성되어 있는 내부 공동을 갖는 광파이버 케이블을 획득하는 단계;
    상기 광파이버 케이블을 통해 하나 이상의 중성자를 통과시키는 단계;
    상기 하나 이상의 코어 내에 중성자 수감 물질을 실질적으로 균일하게 도입하는 단계;
    상기 하나 이상의 중성자를 상기 중성자 수감 물질 내에 흡수하는 단계;
    상기 하나 이상의 중성자와 상기 중성자 수감 물질의 상호작용에 의해, 수소, 헬륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 가스를 생성하는 단계;
    상기 사전 선택된 위치에 설치되기 전의 상기 광파이버 케이블의 제 1 광학적 응력 복굴절 패턴을 획득하는 단계;
    상기 사전 선택된 위치에 설치된 후의 상기 광파이버 케이블의 제 2 광학적 응력 복굴절 패턴을 획득하는 단계;
    상기 광파이버 케이블 내에서의 상기 가스의 압력 축적으로 인해 발생되는 상기 제 1 및 제 2 광학적 응력 복굴절 패턴의 변화를 측정하는 단계; 및
    하나 이상의 공동 내의 상기 가스의 양 및 상기 중성자 수감 물질에 의해 흡수된 중성자의 개수를 결정하여, 상기 위치에서의 총 중성자 피폭을 결정하는 단계를 포함하는
    중성자 플루엔스 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 광학 측정 툴에 의해 실행되는
    중성자 플루엔스 측정 방법.
KR1020157028651A 2013-03-14 2014-02-19 광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계 KR102217088B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/803,104 2013-03-14
US13/803,104 US20140270039A1 (en) 2013-03-14 2013-03-14 Nuclear radiation dosimeter using stress induced birefringence changes in fiber optic cables
PCT/US2014/017071 WO2014158473A1 (en) 2013-03-14 2014-02-19 Nuclear radiation dosimeter using stress induced birefringence changes in fiber optic cables

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150129809A KR20150129809A (ko) 2015-11-20
KR102217088B1 true KR102217088B1 (ko) 2021-02-17

Family

ID=51527016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157028651A KR102217088B1 (ko) 2013-03-14 2014-02-19 광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20140270039A1 (ko)
EP (1) EP2973602B1 (ko)
JP (1) JP6362185B2 (ko)
KR (1) KR102217088B1 (ko)
CN (1) CN105190774B (ko)
ES (1) ES2649482T3 (ko)
WO (1) WO2014158473A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683576C1 (ru) * 2018-04-12 2019-03-29 Виталий Евгеньевич Поляков Однопроходный усилитель монохроматических коллимированных поляризованных нейтронов

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070237476A1 (en) 2005-10-21 2007-10-11 Tracer Jamison Lithium niobate coated optical fiber apparatus and method
US20080237485A1 (en) 2007-03-30 2008-10-02 Tamper Proof Container Licensing Corp. Integrated optical neutron detector

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3065345A (en) * 1958-09-05 1962-11-20 Saint Gobain Method and apparatus for the measurement of a flux of neutrons
US2982855A (en) * 1959-01-29 1961-05-02 Thompson Ramo Wooldridge Inc Neutron detector
SE463385B (sv) * 1989-03-08 1990-11-12 Stefan Karlsson Saett att utnyttja en optisk fiber som sensor
CA1322109C (en) * 1989-05-24 1993-09-14 Universite Du Quebec A Hull Birefringent optical fiber device for measuring of ambient pressure in a stabilized temperature environment
WO1992002912A1 (en) * 1990-08-06 1992-02-20 Schier J Alan Sensing apparatus
US5298756A (en) * 1992-10-16 1994-03-29 Fibertek, Inc. Scintillator fiber optic long counter
US5317160A (en) * 1993-05-21 1994-05-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Laser pulsed fiber optic neutron detector
US5680423A (en) * 1995-03-24 1997-10-21 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for detecting neutrons
JPH09218270A (ja) * 1996-02-08 1997-08-19 Toshiba Corp 中性子計測システム及び放射線計測システム
US20030165211A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 Lee Grodzins Detectors for x-rays and neutrons
US20050105665A1 (en) * 2000-03-28 2005-05-19 Lee Grodzins Detection of neutrons and sources of radioactive material
US7289691B2 (en) * 2005-09-01 2007-10-30 Fanasys, Llc Lithium-Niobate fiber optic sensor and system
KR101060576B1 (ko) * 2008-11-11 2011-08-31 정준모 플라스틱 섬광체와 그 제조방법
JP5388288B2 (ja) * 2009-07-14 2014-01-15 独立行政法人日本原子力研究開発機構 中性子照射量測定方法及び中性子照射量測定装置
GB2481039A (en) * 2010-06-09 2011-12-14 Rolls Royce Plc Temperature, Pressure and Neutron Fluence Measurment
US8946646B2 (en) * 2012-11-09 2015-02-03 Part Tec, Ltd. System, method, and apparatus for detecting neutrons

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070237476A1 (en) 2005-10-21 2007-10-11 Tracer Jamison Lithium niobate coated optical fiber apparatus and method
US20080237485A1 (en) 2007-03-30 2008-10-02 Tamper Proof Container Licensing Corp. Integrated optical neutron detector

Also Published As

Publication number Publication date
ES2649482T3 (es) 2018-01-12
CN105190774A (zh) 2015-12-23
US20180329087A1 (en) 2018-11-15
KR20150129809A (ko) 2015-11-20
EP2973602A1 (en) 2016-01-20
EP2973602B1 (en) 2017-08-30
US20140270039A1 (en) 2014-09-18
EP2973602A4 (en) 2016-11-02
JP6362185B2 (ja) 2018-07-25
CN105190774B (zh) 2017-10-10
JP2016510129A (ja) 2016-04-04
WO2014158473A1 (en) 2014-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Remy et al. Compaction in optical fibres and fibre Bragg gratings under nuclear reactor high neutron and gamma fluence
Di Francesca et al. Distributed optical fiber radiation sensing in the proton synchrotron booster at CERN
Rempe et al. New in-pile instrumentation to support fuel cycle research and development
JP2010529448A (ja) 原子炉心内の出力分布に関連する不確かさ成分を算出する方法
EP2286414B1 (en) A method of and an apparatus for monitoring the operation of a nuclear reactor
Kuhnhenn et al. Gamma radiation tests of radiation-hardened fiber Bragg grating-based sensors for radiation environments
Zaghloul et al. High spatial resolution radiation detection using distributed fiber sensing technique
JP6157501B2 (ja) 水素を検出及び／又は投与するデバイス、並びに水素を検出及び／又は投与する方法
KR102217088B1 (ko) 광파이버 케이블 내에서의 응력 유도 복굴절 변화를 이용한 핵방사선 선량계
Fernandez et al. Long-term radiation effects on fibre Bragg grating temperature sensors in a low flux nuclear reactor
Cheymol et al. Irradiation tests of optical fibers and cables devoted to corium monitoring in case of a severe accident in a nuclear power plant
Butov et al. Optical fiber sensor for deformation monitoring of fuel channels in industrial nuclear reactors
Failleau et al. Development of facilities and methods for the metrological characterization of distributed temperature sensing systems based on optical fibres
Larsson et al. Comparative study of 2-group P1 and diffusion theories for the calculation of the neutron noise in 1D 2-region systems
JP2014228362A (ja) 核燃料の未臨界度測定監視システム及び方法
Laffont et al. Regenerated Fiber Bragg Grating sensors for high temperature monitoring in Sodium-cooled Fast Reactor
JP5567904B2 (ja) 照射燃料集合体の未臨界増倍率測定方法、測定装置および測定用プログラム、並びに照射燃料集合体の核種組成の予測精度の確証方法
Pheron et al. UV irradiation influence on stimulated Brillouin scattering in photosensitive optical fibres
CZ2014163A3 (cs) Zařízení pro zjišťování polohy tyče a příslušný způsob
JPH09264984A (ja) 原子炉炉外計装装置およびその方法
Ferdinand et al. Optical fiber sensors for the nuclear environment
KR102607743B1 (ko) 원자로 압력용기 중성자 조사량 감시방법
KR950001735B1 (ko) 분열 중성자 조사선량계에서 동위원소 버언-인(Burn-In)효과에 대하여 보정하기 위한 방법
Vecchi Potential of radiation sensitive silica-based optical fibers for dosimetry and regeneration techniques
Stancalie et al. Experimental Characterization of the Optical Fibre Sensors

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant