대표어
권호기사보기
| 기사명 | 저자명 | 페이지 | 원문 | 기사목차 |
|---|
국회도서관 홈으로
정보검색
소장정보 검색
결과 내 검색
동의어 포함
목차보기
표제지
제출문
보고서 요약서
요약문
SUMMARY
목차
제1장 연구개발과제의 개요 35
제2장 국내외 기술개발 현황 37
제1절 국내 기술개발 현황 37
1. 물리적방호시스템 평가기술 37
2. 핵/방사능테러 예방·대응 기술 38
제2절 국외 기술개발 현황 43
1. 물리적방호시스템 평가기술 43
가. 단일 경로 취약성 분석(EASI) 43
나. 다중 경로 취약성 분석(SAVI) 47
다. ASSESS 코드 51
2. 핵/방사능테러 예방·대응 기술 61
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 69
제1절 원자력시설 물리적방호시스템 평가기술 개발 69
1. 물리적 방호시스템의 취약성 평가 방법 개발 69
가. 물리적방호시스템 평가 69
나. 타일맵을 이용한 취약성 분석 코드: SAPE (Systematic Analysis of Physical Protection Effectiveness) 72
2. 원자력시설의 위험도 평가 방법 개발 88
가. 원자력시설의 방호 위험도 개념 88
나. 원자력시설에 대한 위협 시나리오 개발 96
다. 위협 시나리오 평가 방법 106
라. 방호위험도 평가 방법 개발 109
마. INCORIA (Integrated code for Risk Assessment)의 개발 122
바. 시나리오에 따른 위험도 순위화 137
제2절 위험도를 활용한 물리적방호체제 규제 방안 개발 151
1. 국내외 현황 151
2. 방호위험도를 활용한 규제 기술 152
가. 물리적방호시스템 규제 방식 152
나. 방호위험도를 활용한 규제 방법 155
제3절 핵/방사능테러 예방 기술 개발 159
1. 개요 159
가. 핵/방사능테러 159
나. 핵/방사능테러 사례 163
다. 탐지 물질 166
라. 핵/방사능테러의 영향 168
2. 핵/방사능테러 탐지 장비 개발 169
가. 차량이동형 탐지장비 개발 169
나. 고정 통합형 검색장비 개발 267
다. 다중이용시설 출입차량 검색시스템 323
라. Portable X-ray Scan 시스템 개발 330
마. 다중방어적 중앙집중화 탐지시스템 개발 349
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 354
제5장 연구개발결과의 활용계획 359
제6장 참고문헌 361
그림 2.1.1. KAVI의 화면 37
그림 2.1.2. 월성원자력발전소 비상용 환경감시차량 40
그림 2.1.3. 한국원자력안전기술원 환경방사능감시차량 41
그림 2.1.4. 방사능 오염 확산지도 42
그림 2.2.1. 물리적 방호 시스템과 침입 경로 44
그림 2.2.2. EASI의 화면 45
그림 2.2.3. Adversary Sequence Diagram 47
그림 2.2.4. SAVI의 화면 50
그림 2.2.5. 감마선/중성자 페이저(pager) 61
그림 2.2.6. 휴대용 핵종분석장치 62
그림 2.2.7. Backpack type 방사선검출장치 62
그림 2.2.8. 다양한 용도로 사용되는 문형검색기(국경, 항만, 교통요충지) 63
그림 2.2.9. 미국 Ortect사 이동형 방사선검출 시스템 64
그림 2.2.10. 미국 Ortect사 이동형 방사선검출시스템의 검출기(4"x4"x16" NaI) 65
그림 2.2.11. US DNDO에서 사용하고 있는 이동형 방사선검출시스템 65
그림 2.2.12. US DNDO의 이동형 방사선검출시스템으로 얻은 검색 결과 65
그림 2.2.13. 독일 Fraunhofer-INT의 이동형 방사선검출 시스템 66
그림 2.2.14. NARAC 계산 결과의 예 67
그림 3.1.1. 물리적 방호 시스템 70
그림 3.1.2. 탐지, 지연, 대응의 시간 개념 71
그림 3.1.3. SAPE의 화면 73
그림 3.1.4. 너비 우선 탐색(breadth first search)과 휴리스틱 탐색 74
그림 3.1.5. 휴리스틱 알고리즘 76
그림 3.1.6. 침입 경로와 방호 설비들 78
그림 3.1.7. SAPE 민감도 그래프 화면 79
그림 3.1.8. SAPE의 블록 다이어그램 80
그림 3.1.9. SAPE의 순서도 81
그림 3.1.10. 시설의 벡터 모델을 읽어 들이는 화면 82
그림 3.1.11. 취약 경로 탐색 화면 82
그림 3.1.12. 10개의 경로에 대한 취약성 그래프 84
그림 3.1.13. 10개의 취약 경로와 경로 위의 방호설비들 84
그림 3.1.14. 다중 구역과 연결 점들 85
그림 3.1.15. 물리적방호 시설의 바깥 구역 87
그림 3.1.16. 물리적방호 시설의 안쪽 구역 87
그림 3.1.17. 사건에 따른 위험도 89
그림 3.1.18. 무력화 확률을 계산을 위한 Markov Chain 90
그림 3.1.19. 물리적방호 위험도 분석 방법론 95
그림 3.1.20. Acronyms 110
그림 3.1.21. Gen-IV의 물리적방호 평가 방법 113
그림 3.1.22. PP-KINAC의 물리적방호 평가 방법 114
그림 3.1.23. 도출된 원자력 시스템 방호체제 효율성 인자 115
그림 3.1.24. 서로 다른 시설의 스파이더 다이어그램 121
그림 3.1.25. 서로 다른 시나리오의 스파이더 다이어그램 122
그림 3.1.26. 위험도 평가 코드 INCORIA의 개념 122
그림 3.1.27. 상용 TCAD를 이용 개선된 입출력 윈도우 123
그림 3.1.28. 회전, 대칭, 그룹화, 복사 등 새기능 124
그림 3.1.29. 위협 시나리오 작성 화면(한글) 124
그림 3.1.30. 완성된 위협 시나리오와 Print preview(한글) 125
그림 3.1.31. 위협 시나리오 작성 화면 및 완성된 위협 시나리오(영문) 125
그림 3.1.32. INCORIA 메뉴 및 관계도 126
그림 3.1.33. Basic Data 화면 127
그림 3.1.34. 시설 정보 입력 화면 128
그림 3.1.35. 목표 세부 정보 입력 129
그림 3.1.36. Risk Analysis 화면 129
그림 3.1.37. 방호위험도를 비교해주는 웹 다이어그램 130
그림 3.1.38. 방호 위험도 인자 사이의 연관 관계 131
그림 3.1.39. 물리적방호 장비 및 설비 요소 정보 추가 132
그림 3.1.40. 물리적방호 장비·설비에 대한 시험시설 133
그림 3.1.41. 펜스 절단 시험 135
그림 3.1.42. 펜스 월담 시험 135
그림 3.1.43. 주요 센서들의 침입 방법에 따른 감지 확률 137
그림 3.1.44. 연구용 원자로의 물리적방호시스템 140
그림 3.1.45. 원자력 발전소 ＃1의 외곽 지역 140
그림 3.1.46. 원자력 발전소 ＃1의 내부 지역 141
그림 3.1.47. 대학 연구 시설의 1층 141
그림 3.1.48. 대학 연구 시설의 2층 142
그림 3.1.49. 원자력 발전소 ＃2의 물리적방호시스템 142
그림 3.1.50. 연구용 원자로의 분석 결과 143
그림 3.1.51. 원자력 발전소 ＃1의 분석 결과 144
그림 3.1.52. 대학 연구소의 분석 결과 145
그림 3.1.53. 원자력 발전소 ＃2의 분석 결과 146
그림 3.1.54. 신연료 탈취 위협에 대한 시설별 분석 결과 147
그림 3.1.55. 사용후 핵연료 사보타지에 대한 시설별 분석 결과 148
그림 3.1.56. 사용후 핵연료 사보타지에 대한 시설별 분석 결과 149
그림 3.2.1. CDP 개념 154
그림 3.3.1. 핵/방사능테러 상대적 발생 가능성과 위해도 160
그림 3.3.2. 러시아 Balakovo 원자력발전소 164
그림 3.3.3. 오스트레일리아 Lucass Heights 연구로 166
그림 3.3.4. 인가전압 대 출력펄스의 크기 172
그림 3.3.5. GM 계수관 내에서의 전자 사태 173
그림 3.3.6. 감마선 검출기(NaI(Tl), 플라스틱 섬광체 검출기) 175
그림 3.3.7. 이상적 에너지 스펙트럼 176
그림 3.3.8. 중성자 검출에 사용되는 중성자 에너지 대 반응 단면적 178
그림 3.3.9. ³He 중성자 검출기 설계도 180
그림 3.3.10. ³He 중성자 검출기 사진 180
그림 3.3.11. ³He 중성자 검출기 반응도 계산을 위한 geometry 181
그림 3.3.12. 폴리에틸렌 감속재 두께에 따른 ³He 개스 검출기 반응도 182
그림 3.3.13. 다양한 252Cf 스펙트럼(이미지참조) 183
그림 3.3.14. 다양한 252Cf 스펙트럼 조건하에서의 폴리에틸렌 감속재 두께에 따른 ³He 검출기 반응도(이미지참조) 183
그림 3.3.15. Pu-Be, Pu, PuO₂그리고 PuF₄ 중성자 선원의 스펙트럼 184
그림 3.3.16. Pu-Be, Pu, PuO₂그리고 PuF₄ 중성자 선원에 대한 반응도 185
그림 3.3.17. 제작된 폴리에틸렌 감속재(8 종) 185
그림 3.3.18. 중성자 검출기 감도 특성 실험 장치 186
그림 3.3.19. ³He 검출기로 얻은 Bare 252Cf 스펙트럼과 background spectrum(이미지참조) 186
그림 3.3.20. 다른 중성자선원 조건하에서의 폴리에틸렌 감속재 두께에 따른 ³He 검출기전체 개수 187
그림 3.3.21. 신호처리장치 개념도(1차년도) 188
그림 3.3.22. 신호처리장치 개념도(최종) 189
그림 3.3.23. 개발된 신호처리장치(DAS) 189
그림 3.3.24. (a) 긴 tail을 가진 pulse가 중첩이 된 경우, (b) 위의 pulse를 shaping 한 경우 190
그림 3.3.25. Shaping amplifier의 구성 블록도 190
그림 3.3.26. High pass filter, p/z cancellation, baseline restorer. 191
그림 3.3.27. Shaping amplifier의 Input stage. 192
그림 3.3.28. Coarse & fine gain stage. 193
그림 3.3.29. Gain stage. 193
그림 3.3.30. Active filter를 이용한 2단 low pass filter. 194
그림 3.3.31. Pspice 시뮬레이션 결과 194
그림 3.3.32. Output stage. 195
그림 3.3.33. PCB로 제작된 shaping amplifier. 196
그림 3.3.34. gain에 대한 출력신호의 측정 결과. 197
그림 3.3.35. 각 증폭 이득의 변화에 따른 출력 신호의 크기. 198
그림 3.3.36. GM 계수관을 이용한 감마선 계수 시스템의 구성도 199
그림 3.3.37. GM 계수관 Geometry 200
그림 3.3.38. AMP, Discriminator, Counter가 내장된 GM 계수관용 신호처리장치 200
그림 3.3.39. NaI 섬광체 검출기를 이용한 감마선 계측 시스템의 구성도 202
그림 3.3.40. NaI 섬광체 검출기 구조 202
그림 3.3.41. Preamp, AMP, MCA가 내장된 NaI 섬광체 검출기용 신호처리장치 203
그림 3.3.42. He-3 계수관을 이용한 중성자 계측 및 에너지 스펙트럼 측정 시스템의 구성도 204
그림 3.3.43. He-3 계수관 형상 및 구조 204
그림 3.3.44. He-3 계수관용 Preamp 및 AMP, MCA가 통합된 신호처리장치 205
그림 3.3.45. Interface Board 전체 블록 다이어그램 (간략) 206
그림 3.3.46. Interface Board 전체 블록 다이어그램 (세부) 206
그림 3.3.47. ARM Board Block Diagram 208
그림 3.3.48. S3C2410A의 내부 블록도 209
그림 3.3.49. S3C2410A의 USB Host 내부 블록도 210
그림 3.3.50. S3C2410A의 USB Device 내부 블록도 211
그림 3.3.51. S3C2410A의 UART 내부 블록도 211
그림 3.3.52. CS8900A의 외부 인터페이스 212
그림 3.3.53. CS8900A의 외부 적용 회로도 212
그림 3.3.54. ARM CORE 1(AD BUS Line & GPIO) 213
그림 3.3.55. ARM CORE (Power) 214
그림 3.3.56. Data Memory (SDRAM) 215
그림 3.3.57. Program Memory & CPLD 215
그림 3.3.58. RS232 Driver & USB Interface 216
그림 3.3.59. ARM Board PCB Layout 216
그림 3.3.60. ARM Board PCB 제작 217
그림 3.3.61. ARM Board PCB Layout 217
그림 3.3.62. ATmega 2560의 내부 블록도 218
그림 3.3.63. ATmega 2560의 USART의 블록도 219
그림 3.3.64. ATmega 2560의 USART의 Clock Generation 블록도 219
그림 3.3.65. ATmega 2560의 Timer 블록도 220
그림 3.3.66. MAX232의 외부 연결 회로도 220
그림 3.3.67. RS232 Controller (GM Controller 1) 221
그림 3.3.68. RS232 Controller (GM Controller 2) 222
그림 3.3.69. CPLD 222
그림 3.3.70. Power & ARM Board Connector 223
그림 3.3.71. RS232 Driver 224
그림 3.3.72. Base Board PCB Layout 225
그림 3.3.73. Base Board PCB 제작 225
그림 3.3.74. ARM Board와 Base Board가 결합된 Interface Board 225
그림 3.3.75. 무선 통신 Block Diagram 226
그림 3.3.76. 무선통신에 의한 System 초기화 과정 227
그림 3.3.77. 무선 통신 프로세스 228
그림 3.3.78. 운영 S/W 초기화면 229
그림 3.3.79. 핵물질 검출시 알람 경고창 230
그림 3.3.80. 실행 파일 Radiation.exe 230
그림 3.3.81. 운영프로그램 초기 화면 231
그림 3.3.82. GPS 설정 방법 232
그림 3.3.83. GPS 환경설정 - 참고사항 233
그림 3.3.84. 하드웨어 MCU 설정 234
그림 3.3.85. MCU 환경 설정 - 참고사항 234
그림 3.3.86. 하드웨어의 UNIT 환경설정 236
그림 3.3.87. 총 5개 채널의 유니트(unit)별 설정 방법 236
그림 3.3.88. 핵/방사능테러 탐지장치 시작화면 237
그림 3.3.89. 환경설정 238
그림 3.3.90. 운영프로그램의 "메인 컨트롤 뷰" 구성 238
그림 3.3.91. "Map" 전체화면 239
그림 3.3.92. "Map" 화면과 환경설정 화면 240
그림 3.3.93. 탑 메뉴의 "구성" 241
그림 3.3.94. 탑 메뉴의 "도구" 242
그림 3.3.95. 탑 메뉴의 "지역선택" 242
그림 3.3.96. "Detection"의 전체 화면 243
그림 3.3.97. "Detection" 화면과 "환경설정" 화면 244
그림 3.3.98. Detection의 Main창에 Plastic1 검출기 244
그림 3.3.99. Detection의 Main창에 Plastic2 검출기 245
그림 3.3.100. Detection의 Main창에 He1 검출기 245
그림 3.3.101. Detection의 Main창에 He2 검출기 246
그림 3.3.102. "Detail"의 전체화면 246
그림 3.3.103. Auto/Man MCA모드 247
그림 3.3.104. Detail 화면 ("Manual" 작동시) 248
그림 3.3.105. Detail 의 세부기능 248
그림 3.3.106. Detail의 Main에 Plastic 1 249
그림 3.3.107. Detail의 Main에 Plastic 2 249
그림 3.3.108. Detail의 말풍선 250
그림 3.3.109. 검출기별 Open 251
그림 3.3.110. MCA 정보가 저장된 날짜별 폴더 251
그림 3.3.111. 엑셀로 변환되는 MCA 정보 252
그림 3.3.112. SCA 정보가 저장되는 DB 252
그림 3.3.113. SCA 정보의 구성 253
그림 3.3.114. Gps Search 254
그림 3.3.115. 핵/방사능테러 탐지장비의 종료 254
그림 3.3.116. 이동형 핵/ 방사능테러 탐지 장치 255
그림 3.3.117. 이동형 핵/방사능테러 탐지장치를 위한 신호처리장치와 검출기 모듈 255
그림 3.3.118. 거리별 검출기 성능평가 실험 방법 256
그림 3.3.119. Cs-137의 계측 시간 및 거리에 따른 Total Counts 변화 257
그림 3.3.120. Co-60의 계측 시간 및 거리에 따른 Total Counts 변화 257
그림 3.3.121. Co-60, Cs-137 Source의 거리에 따른 Count Rate 변화 258
그림 3.3.122. 검출기와 Cs-137 선원의 거리가 1m일 때 1sec 동안 계측한 스펙트럼 258
그림 3.3.123. 검출기와 Cs-137 선원의 거리가 3m일 때 3sec 동안 계측한 스펙트럼 259
그림 3.3.124. 검출기와 Cs-137 선원의 거리가 5m일 때 8sec 동안 계측한 스펙트럼 259
그림 3.3.125. 검출기와 Co-60 선원의 거리가 1m일 때 3sec 동안 계측한 스펙트럼 260
그림 3.3.126. 검출기와 Co-60 선원의 거리가 3m일 때 10sec 동안 계측한 스펙트럼 260
그림 3.3.127. 방사선원 불법 운반 탐지 능력 평가 실험 261
그림 3.3.128. Co-60 : 20 μCi, 1차선 (1m), 속도 : 20 - 80km/hr 262
그림 3.3.129. Co-60 : 20 μCi, 2차선 (4.25m), 속도 : 20 - 60km/hr 262
그림 3.3.130. Co-60 : 20 μCi, 3차선 (7.5m), 속도 : 20 - 60km/hr 263
그림 3.3.131. Cs-137 : 50 μCi, 1차선 (1m), 속도 : 20 - 50km/hr 263
그림 3.3.132. Cs-137 : 50 μCi, 2차선 (4m), 속도 : 20 - 40km/hr 264
그림 3.3.133. Mn-54 : 50 μCi, 1차선 (1m), 속도 : 20 - 70km/hr 264
그림 3.3.134. Mn-54 : 50 μCi, 2차선 (4m), 속도 : 20 - 60km/hr 265
그림 3.3.135. Ba-133 : 50 μCi, 1차선 (1m), 속도 : 20 - 30km/hr 265
그림 3.3.136. X-ray Line Scanner의 구성도 267
그림 3.3.137. Photodiode 단면구조 267
그림 3.3.138. 0.4mm pitch PD 평면구조 268
그림 3.3.139. Photodiode Pixel Dimension 268
그림 3.3.140. Wafer 상태의 Photodiode 269
그림 3.3.141. 0.4mm pitch Photodiode 세라믹 기판 도면 269
그림 3.3.142. Packing된 상태의 측면 269
그림 3.3.143. 0.4mm Photodiode 270
그림 3.3.144. Photodiode Leakage current 측정 270
그림 3.3.145. Charge Sensitive Pre-Amplifier Module 회로도 271
그림 3.3.146. Charge Sensitive Amplifier PCB Lay Out 272
그림 3.3.147. 16Ch. C-Amp Module 272
그림 3.3.148. X-ray Line Scanner의 Timing and Functional Block Diagram 273
그림 3.3.149. 신호 제어 회로도 274
그림 3.3.150. 제어보드 PCB Lay Out 및 제작된 형상 275
그림 3.3.151. 신호처리보드 회로도 275
그림 3.3.152. 신호처리보드 및 PCB Lay Out 276
그림 3.3.153. USB 통신모듈 276
그림 3.3.154. 0.4mm Pitch Line Scanner 277
그림 3.3.155. 0.4mm Pitch Line Scanner 277
그림 3.3.156. X-ray 분석 소프트웨어 277
그림 3.3.157. Dark 영상 278
그림 3.3.158. Flat 영상 278
그림 3.3.159. Measure 영상 279
그림 3.3.160. Correction 영상 279
그림 3.3.161. X-ray 영상처리 소프트웨어 280
그림 3.3.162. X-ray Inspection System Assembly 윗면 280
그림 3.3.163. X-ray Inspection System Assembly 정면 281
그림 3.3.164. X-ray Inspection System Assembly 측면 281
그림 3.3.165. X-ray Inspection System Assembly 정면 282
그림 3.3.166. X-ray Inspection System Assembly 측면 282
그림 3.3.167. 감마/중성자 탐지장비 Layout 정면 283
그림 3.3.168. 감마/중성자 탐지장비 Layout 측면 283
그림 3.3.169. 감마/중성자 탐지장비 Layout 윗면 284
그림 3.3.170. 감마/중성자 탐지장비 측면 284
그림 3.3.171. 감마/중성자 탐지장비 정면 285
그림 3.3.172. 감마/중성자 탐지장비 정면 285
그림 3.3.173. NaI/He3 Detector 배치 286
그림 3.3.174. X-ray Scanner와 감마/중성자 탐지장비 결합 형태의 사진 286
그림 3.3.175. 구성도 287
그림 3.3.176. xCDMA 모뎀 287
그림 3.3.177. Server의 X-ray viewer 수신 이미지 288
그림 3.3.178. Server의 X-ray viewer에서 저장된 이미지 불러오기 288
그림 3.3.179. Baggage inspection용 가방 팬텀 내부 영상1 289
그림 3.3.180. Baggage inspection용 가방 팬텀 X-ray 영상1 289
그림 3.3.181. Baggage inspection용 가방 팬텀 내부 영상2 290
그림 3.3.182. Baggage inspection용 가방 팬텀 X-ray 영상2 290
그림 3.3.183. Charge Sensitive Amplifier의 구성 291
그림 3.3.184. Charge Sensitive amplifier의 회로 291
그림 3.3.185. Charge Sensitive Amplifier Module 292
그림 3.3.186. Shaping amplifier의 구성 292
그림 3.3.187. Shaping amplifier의 회로 293
그림 3.3.188. 제작된 Shaping Amplifier Module 293
그림 3.3.189. Single Channel Analyzer 의 구성 294
그림 3.3.190. Single Channel Analyzer 회로도 294
그림 3.3.191. 제작된 Single Channel Analyzer Module 295
그림 3.3.192. Multi Channel Analyzer의(의 의) 구성 295
그림 3.3.193. Multi Channel Analyzer 회로도 296
그림 3.3.194. 제작된 Multi-Channel Analyzer Module 296
그림 3.3.195. Main Process Unit의 회로도 298
그림 3.3.196. Count Mode에서의 NaI와 He3의 작동 화면 302
그림 3.3.197. NaI Spectroscopy 영상 302
그림 3.3.198. MCA 흐름도 303
그림 3.3.199. Client 핵물질 관측 화면 305
그림 3.3.200. Server의 핵 물질 data 수신 화면 306
그림 3.3.201. High Voltage vs. Detector Resolution 307
그림 3.3.202. Multi-Channel Analyzer의 Linearity 307
그림 3.3.203. MCA/SCA의 Throughput 시험 308
그림 3.3.204. He3 Detector의 특성 그래프 308
그림 3.3.205. 수화물 검색용 가방팬텀에 감마 선원 장착 310
그림 3.3.206. 수화물 핵물질 탐지 310
그림 3.3.207. Background와 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 311
그림 3.3.208. Background Spectroscopy 311
그림 3.3.209. Ba-133과 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 312
그림 3.3.210. Ba-133 Spectroscopy 312
그림 3.3.211. Co-57과 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 314
그림 3.3.212. Co-57 Spectorscopy 314
그림 3.3.213. Co-60과 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 316
그림 3.3.214. Co-60 Spectroscopy 316
그림 3.3.215. Cs-137과 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 318
그림 3.3.216. Cs-137 Spectroscopy 318
그림 3.3.217. Mn-54과 X-ray발생장치 작동시 비교Spectroscopy 320
그림 3.3.218. Mn-54 Spectroscopy 320
그림 3.3.219. He3 Background Count 322
그림 3.3.220. 중성자선원 측정 Count 322
그림 3.3.221. 다중이용시설 차량 검색 시스템 구성도 323
그림 3.3.222. He-3 계수관 형상 및 구조 324
그림 3.3.223. Plastic Detector 325
그림 3.3.224. Plastic Detector 325
그림 3.3.225. Plastic Detector 몸체 외부 부분 326
그림 3.3.226. Plastic Detector 몸체 내부 고정체 부분 326
그림 3.3.227. He3 Detector 내부 PE 도면 327
그림 3.3.228. 다중이용시설 출입차량 검색 시스템 전체 조립 도면 327
그림 3.3.229. 다중이용시설 차량 출입 검색 시스템 내부 검출기 배치 사진 328
그림 3.3.230. 제작된 다중이용시설 출입차량 검색 시스템 329
그림 3.3.231. He3 Detector 도면 330
그림 3.3.232. Portable X-ray Scan 시스템의 구성 331
그림 3.3.233. X-ray Scanner의 구성 및 Timing Diagram 332
그림 3.3.234. 제작된 Linear X-ray Scanner 332
그림 3.3.235. Charge Sensitive Amplifier Module의 회로도 333
그림 3.3.236. Charge Sensitive Amplifier Module Art Work 333
그림 3.3.237. Charge Sensitive Amplifier Module 제작 형성 334
그림 3.3.238. Detector Array Controller Module 회로도 335
그림 3.3.239. Detector Array Controller Module PCB Art Work 335
그림 3.3.240. 제작된 Detector Array Controller Module 336
그림 3.3.241. ADC Module의 Timing Diagram 337
그림 3.3.242. Analog to Digital Convertor Module 회로도 337
그림 3.3.243. Motor Control 회로 338
그림 3.3.244. 제작된 ADC Module 339
그림 3.3.245. USB Module의 구성 340
그림 3.3.246. USB Module의 Timing Diagram 340
그림 3.3.247. USB Module의 형상 342
그림 3.3.248. Detector Housing의 도면 343
그림 3.3.249. 실제 제작된 Detector Array Housing의 형상 343
그림 3.3.250. X-ray Scanner 시스템의 기구 도면 344
그림 3.3.251. Portable X-ray Scan 시스템의 사진 345
그림 3.3.252. 휴대용 X-ray Controller 회로도 346
그림 3.3.253. 휴대용 X-ray Controller 제작 347
그림 3.3.254. 휴대용 X-ray 발생장치 윗면 도면 347
그림 3.3.255. X-ray 발생장치 정면도면 348
그림 3.3.256. X-ray 발생장치 측면 도면 348
그림 3.3.257. 제작된 X-ray 발생장치 349
그림 3.3.258. 핵/방사능테러 탐지 체제 350
그림 3.3.259. TDMA모드에서의 사용자 자원 배분 351
그림 3.3.260. CDMA모드에서의 사용자 자원 배분 351
그림 3.3.261. 중앙 집중화 탐지 시스템 프로그램 메인 화면 352
그림 3.3.262. 각 장비에서 전송되는 DATA 뷰어 이미지 353
초록보기
I. 제목
물리적 방호분야 신기술 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
2000년 이후 9.11 테러를 비롯한 전 세계에서 발생한 일련의 사건들-2003년 알카에다의 오염폭탄(dirty bomb) 제조 증거 발견, 2005년 오스트리아 원자력발전소 테러 시도, 2006년 러시아 연방안보부 요원 암살은 핵물질 및 원자력시설을 이용한 테러는 소설속의 가상의 위협이 아닌 우리 주변에서 언제든지 일어날 수 있는 실질적인 위협임을 보여준다. 이처럼 새롭게 대두된 위협으로부터 핵물질 및 원자력시설을 방호하기 위해 IAEA 등과 같은 국제 사회는 국제 협약, 결의안, 그리고 기술 권고안을 개정 혹은 채택하여 원자력시설의 물리적 방호시스템을 강화하고 있다. 이러한 국제적 상황 속에서 우리나라는 2009년 12월에 원자력시설 물리적 방호시스템의 평가 기준인 위협대응 설계기준(DBT)을 설정하였다. 그 후속조치 이행을 위해 국내 원자력시설의 물리적 방호시스템을 정량적으로 평가할 수 있는 도구가 긴요하게 되었다.
원자력시설 등에 대한 물리적 방호시스템 평가와 더불어 중요한 것은 핵물질을 포함한 방사성물질로 인한 핵/방사능 테러를 사전에 탐지하여 예방하고 사고가 발생한 경우 방사능으로 인한 피해정도를 예측하여 사고로 인한 피해를 최소화하는 것이다. 현재, 우리나라에는 21기의 원자력발전소를 운영하고 있고, 의료계와 산업계에서 고방사능 물질을 많은 업체가 이용하고 있기 때문에 이를 이용한 핵/방사능 테러로부터 결코 자유롭지 않은 것으로 평가받고 있다. 핵/방사능 테러는 한 번 발생하면 경제적·환경적·물리적 영향이 심각할 뿐만 아니라 사회적 혼란까지 야기될 수 있기 때문이 예방조치가 그 무엇보다도 중요하다. 핵/방사능 테러를 사전 예방할 수 있는 가장 효과적인 방법은 핵물질 및 기타 방사성물질의 불법 이전·운반을 막는 것이다.
이와 같이 국내외적 필요성에 의해 본 연구를 수행하다. 연구의 목적은 국내 원자력시설 등의 물리적 방호시스템을 정량적, 객관적으로 평가할 수 있는 기술과 방사능 테러 사전 예방 기술을 개발하여 국가 물리적 방호체제 구축을 위한 기술적 토대를 마련하기 위함이다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구는 새롭게 대두되는 위협으로부터 국민의 건강, 안전, 생명 그리고 환경을 보호하기 위해 국가 물리적 방호체제 구축을 위해 수행하였다. 첫째, 원자력시설의 물리적 방호시스템을 정량적으로 평가할 수 있는 방법과 국내 원자력시설의 고유한 특성을 반영한 방호위험도 평가 기술 개발이다. 국내 원자력시설은 각기 다른 부지에 위치하고 또한 시설의 고유한 특성을 가지고 있다. 좀 더 정확하고 현실적인 결과를 얻어내기 위해 국내 원자력시설의 고유한 지형적, 시스템적 특성을 고려하여 물리적 방호 위험도 평가 인자를 도출하고, 도출된 인자를 정량화할 수 있는 컴퓨터 코드(INCORIA)를 개발하였다. 물리적 방호체제 강화를 요구하는 국제적 추세에 부응하여 우리나라는 2009년 말에 국가 DBT를 수립하였다. 수립된 DBT를 기준으로 각 원자력시설의 특성이 반영된 위협 시나리오와 이를 분석할 수 있는 평가방법론을 개발하여, 물리적 방호위험도를 계산하여 각 원자력 시설에서의 발생 가능할 수 있는 위협시나리오를 분석하였다. 물리적 방호 규제에 대한 객관성과 투명성을 증진하기 위해 본 연구에서 개발된 정량적 방호위험도를 기반으로 물리적 방호 심/검사를 수행할 수 있는 규제방안도 제시한다.
둘째는 핵/방사능 테러 예방·대응 기술 개발이다. 핵/방사능테러 예방의 가장 효과적인 방법은 핵/방사능 테러에 사용될 가능성이 있는 핵물질과 기타 방사성물질이 테러리스트 수중에 들어가는 것을 사전에 차단하는 것이다. 핵물질 혹은 기타 방사성물질을 불법적으로 취득하여 악의적 목적으로 사용할 테러리스트의 운반 경로에 따라 단계적으로 탐지할 수 있는 체제를 구축하기 위해 다중방어적 집중화 탐지시스템을 개발하였다. 즉 테러에 위험물질을 활용하기 위해서는 취득, 교통 수단을 이용한 운반, 그리고 목표지점까지 불법 운반하여야 한다. 다중방어적 집중화 탐지시스템은 이처럼 테러리스트의 이동 경로를 고려하여 특정 단계에서 검색에 실패하면 다음 단계에서 검색할 수 있고, 정보를 통합적으로 분석하여 탐지시스템의 전체 효용성을 향상시킬 수 있는 시스템이다. 본 연구의 주요 내용은 다음과 같다.
○ 국내 원자력시설 등의 물리적 방호시스템 평가기술 개발
- 원자력시설 등의 물리적 방호시스템 정량적 평가기술 개발
- 방호위험도 평가 방법론 개발
- 원자력시설 등에 대한 위협 시나리오 및 평가방법 개발
- 방호위험도 평가를 활용한 물리적 방호체제 규제 방안 개발
○ 방사능테러 예방을 위한 탐지 기술 개발
- 차량이동형 탐지장비 개발
- X-ray 스캔 영상과 방사선 검출기 결합형 탐지 시스템 개발
- 다중이용시설 출입 차량 검색 시스템
- Portable X-ray scan 시스템 개발
- 다중방어적 중앙집중화 탐지시스템 개발
IV. 연구개발결과
핵물질 및 원자력시설에 대한 불법이전 및 사보타주에 의해 발생되는 위협으로부터 국민의 건강, 안전, 생명 그리고 환경을 보호하기 위해 국가 물리적 방호체제 구축을 위해 연구를 수행하였다. 원자력시설의 물리적 방호시스템을 정량적으로 평가할 수 있는 방법과 국내 원자력시설의 고유한 특성을 반영한 방호위험도를 정량적으로 계산할 수 있는 방법을 개발하였다. 그리고 핵물질 혹은 기타 방사성물질의 불법이전을 사전에 탐지하여 핵/방사능테러를 예방할 수 있는 기술을 개발하였는데, 그 세부 연구결과는 다음과 같다.
○ 국내 원자력시설의 취약성을 정량적으로 평가할 수 있는 코드(SAPE, Systematic Analysis of Physical Protection Effectiveness) 개발
원자력시설 물리적 방호시스템의 구성요소(탐지, 지연, 대응)간의 상호연관관계를 종합적으로 고려하여 물리적 방호시스템의 유효성을 평가할 수 있는 컴퓨터 코드를 개발하였다. 본 코드는 다양한 외부 침투 경로 중 가장 취약한 부분을 예측하고, 침투 경로에 따른 저지 확률(probability of interruption)의 민감도 분석이 가능하고, 원자력사업자에게는 물리적 방호 체제의 가장 효과적인 유지·관리 방안을 제시할 수 있으며, 또한 물리적 방호 규제기관에게는 주요 점검 사항에 대한 정보를 제공할 수 있다.
○ 국내 원자력시설의 고유한 특성을 고려한 정량적 방호 위험도 평가 기술 개발
국내 원자력시설의 고유한 특성을 분석하여, 침입자 저지 확률(PI, Probability of Interruption), 침입자 무력화 확률(PN, Probability of Neutralization), 핵물질 종류(MT, Material Type), 물리적 방호 자원의 효율성(EPP, Effectiveness of Physical Protection system), 결과(C, Consequence)로 구성된 원자력시설 방호 위험도를 평가할 수 있는 인자를 도출하고, 도출된 인자를 정량화할 수 있는 방법과 자체 평가표를 개발하였다. 개발된 방호 위험도 척도를 이용하여 가상 시설 및 위협 시나리오에 따른 결과를 spider diagram으로 도출하였다.
○ 원자력시설 등에 대한 위협 시나리오 및 평가 방법 개발
위협 시나리오 구성요소들은 크게 일반적인 위협 특성, 외부침입자의 특성 및 내부자의 특성으로 나뉜다. 각 시설별 위협 시나리오는 위협의 유형별로 작성하도록 되어있으며 그 유형은 원자력시설 등에 대한 핵물질 불법이전, 원자력시설 등에 대한 사보타주 및 핵물질 운송 중 사보타주로 나누어져 있다. 위협 시나리오의 평가는 규제기관의 시나리오 평가자가 시나리오의 목적 및 사용범위에 대해 알 수 있도록 위협 시나리오의 적용 범위 및 대상에 대해 우선 언급하고, 평가 시 보다 객관적이며 쉽게 평가를 할 수 있도록 점검 사항을 도출하였다.
○ 원자력시설 등의 위험도 평가 프로그램 INCORIA(Integrated Code for Risk Assessment) 개발
침입 시나리오에 따른 위험도를 반영하고, 복잡한 방호 위험도 척도를 컴퓨터를 이용하여 계산할 수 있는 원자력시설의 위험도 평가 프로그램(INCORIA)을 개발하였다. 개발된 INCORIA 코드는 원자력시설의 취약성 평가뿐만 아니라 위험도 평가를 하여 시설에 따른 위협 시나리오를 정량적으로 분석할 수 있다.
○ 방호위험도 평가를 활용한 물리적 방호체제 규제 방안 개발
특정 장치 혹은 시설이 설치되었는지 여부로 물리적 방호시스템 성능을 평가하고 있는 기존 방식의 문제점을 개선하기 위해 방호위험도에 기반한 규제방안을 제시하였다. 방호위험도에 기반한 원자력시설 평가 기술은 물리적 방호시스템을 구성하는 장치, 시설, 그리고 업무 종사자, 뿐만 아니라 방사선학적 결과도 통합적으로 상호 연관성을 고려하여 분석한다. 개발된 규제방안은 규제 관점에서는 개인적 주관성을 배재할 수 있으므로 객관성과 투명성을 향상시킬 수 있다. 달성하여야 할 최종 목표만 정확히 정의되어 있고, 목표달성을 위한 방법은 원자력사업자 책임하에 있기 때문에 원자력사업자는 제한된 재원으로 물리적 방호시스템의 유효성 향상을 극대화할 수 있다.
○ 차량이동형 핵/방사능 테러 탐지 시스템 및 운영플랫폼 개발
핵물질 및 기타 방사성물질의 불법거래·운반을 탐지하고, 또한 신속한 분석 정보 제공을 위해 방사선 검출기(감마선과 중성자 검출기), 신호처리 장치, 위치추적시스템, 감마선 검출기 모듈 구동장치, 운영 플랫폼 그리고 운반 차량으로 구성된 차량이동형 탐지 시스템을 개발하였다. 개발된 장비를 이용한 도로상에서의 성능 평가 실험 결과, 20μCi Co-60는 운반 차량과 탐지 차량과의 거리가 7.5mm, 운반 차량 속도는 60km/hr 이하 일 때 탐지 가능한 것으로 확인되었다. 50μCi Cs-137은 4.2m, 30km/hr, 50μCi Mn-54는 4.2m, 30km/hr, 50μCi Ba-133은 1.0m, 30km/hr, 그리고 중성자 선원 4.4μCi Cf-252는 4.2m, 50km/hr까지 측정가능 하였다.
○ X-ray 스캔 영상과 방사선 검출기 결합형 탐지 시스템 개발
철저히 차폐되어 서류가방에 넣어서 운반되는 방사성물질은 누출되는 방사능이 낮아 방사선검출기로 탐지하기는 어렵다는 문제를 극복하기 위해 X-ray 스캔 영상과 방사선 검출기가 결합된 통합 탐지시스템을 개발하였다. 통합 탐지시스템의 spatial resolution은 0.4mm이고, 다양한 선원의 핵종 분석도 가능하였다.
○ 다중이용시설 출입 차량 검색시스템 개발
테러의 목적을 극대화하기 위해서는 테러리스트가 핵물질 및 기타 방사성물질을 목표지점(대중교통 터미널(혹은 역), 백화점, 번화가, 혹은 주요 관공시설 등과 같은 다중이용시설)까지 운반해서 오염폭탄으로 사용하는 것이다. 이를 예방하기 위해 다용이용시설에 출입하는 차량 속에 위험 방사성물질을 은닉했는지 여부를 검사할 수 있는 검색장비를 개발하였다. 6종 방사성동위원소(40μCi Ba-133, 35μCi Co-57, 50μCi Cs-137, 50μCi Mn-54, 20μCi Co-60, 20μCi Na-22, 4.4μCi Cf-252)를 이용하여 성능평가 실험 결과, 운반 차량이 30km/hr 속도로 차량에 의해 운반될 때 탐지 가능함을 실험적으로 확인할 수 있었다.
○ Portable X-ray scan 시스템 개발
국내외 주요 행사에서 의심스러운 물체가 발견되면, 폭발물 가능성 때문에 함부로 처리할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하거나 혹은 의심 차량의 방사성물질의 위치를 신속히 파악하기 위해 이동과 휴대가 간편한 휴대형 X-ray scan 시스템을 개발하였다. 개발된 장치는 크게 3부분(X-ray 발생장치, X-ray 스캐너, 휴대용 노트북)으로 구성되어 있고, 각 장비 간에는 유·무선 통신이 가능하다. 그리고 휴대의 편리성을 위해 배터리 전원이 가능하도록 제작하였다. 개발된 장비의 검색 속도는 40cm/sec, 공간분해능은 0.8mm임을 가방 팬텀을 이용하여 실험적으로 확인되었다.
○ 다중방어적 중앙 집중화 탐지시스템 개발
본 연구과제에서 개발된 4종의 핵/방사능테러 탐지 장비를 개발하였다. 각 장비에서 얻은 정보를 개별적으로 분석하기 보다는 상호연관성을 고려하여 통합적으로 분석함에 따라 핵/방사능테러의 탐지 효과성을 향상시킬 수 있기 때문에 각 장비에서 보내온 데이터를 한 곳에서 분석할 수 있는 다중방어적 중앙 집중화 탐지시스템을 개발하였다.
V. 연구개발결과의 활용계획
본 과제에서 개발된 위협평가 기술은 국제적 요구사항 이행과 국내 원자력시설 유효성 평가에 유용할 것으로 예상된다. 물리적 방호 검사 시 주어진 한정된 시간에 외부에서 핵심구역으로 도달할 수 있는 모든 경로를 검사하는 것은 비효율적이고 또한 불가능하다. 개발된 물리적 방호시스템 정량적 평가 방법론은 국내 원자력시설의 취약점에 관한 정보를 객관적으로 제공하므로 물리적 방호체제의 규제를 위한 심·검사에 활용가능하다. 정량적인 물리적 방호 위험도 수치에 기반한 규제는 개인적인 선입견을 배제시킴으로써 객관성을 향상시킬 수 있고, 목표와 목적을 정확히 한정하여 규제의 투명성을 향상시키며, 또한 준수여부를 입증할 수 있는 필요 요건을 한정함으로써 원자력시설의 물리적 방호에 관한 신뢰성을 증진시킬 것이다. 또한 물리적 방호시스템을 구성하고 있는 어떤 요소 변화에 따른 전체 시스템의 성능 변화를 정량적으로 평가할 수 있기 때문에 원자력시설 운영자에게 주어진 재원으로 최대 효과를 얻을 수 있는 물리적 방호시스템 개선방안도 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
방사능 테러 예방을 위한 가장 효과적인 방법은 불법 거래되거나 운반되는 핵물질 및 기타 방사성 물질이 테러리스트의 수중에 들어가는 것을 막는 것이다. 본 과제를 통해 개발된 차량이동형·탐지 시스템은 차량이 다니는 어디든지 출동하여, 핵물질 및 기타 방사성 물질이 일반 차량 속에 불법 밀수되는지 여부를 검색할 수 있다. 또한 의심 차량을 추적하면서 불법 물질 탐재 여부를 비밀리 검사하거나 혹은 의심스러운 건물에도 접근하여 건물을 배회하며 건물 내에 핵물질 및 기타 방사성물질이 저장되어 있는지 여부도 검사할 수 있다. 방사선량, 탐지 차량의 위치, 그리고 관련 유관 기관에 대한 정보를 항상 실시간으로 갱신되기 때문에 위기 상황 발생 시 비상대응 책임기관에 필요한 정보를 신속히 제공하여 재난의 최소화에 기여할 수 있다. 방사능테러리스트는 소지한 핵/방사능 물질을 철저히 차폐를 하여 건물에 출입할 가능성도 있다. 이 경우는 방출되는 방사능이 낮이 일반적 방사선검출시스템으로는 탐지할 수 없다. 그러나 본 과제에서 개발된 X-ray 스캔 시스템과 방사선검출기가 결합된 통합 검색 시스템은 X-ray 영상 검색 시스템과 방사선 검출기의 단점이 상호 보완적이므로 기존에 탐지할 수 없는 차폐된 물질이 계측가능하다. 따라서 중요 관공서, 다중이용시설, 국제행사장 입구에 설치하여 출입자들이 핵/방사능 물질을 불법적으로 소지했는지 여부를 검사하는데 사용될 수 있다.이용현황보기
| 등록번호 | 청구기호 | 권별정보 | 자료실 | 이용여부 |
|---|---|---|---|---|
| T000036388 | 전자형태로만 열람 가능함 | 이용불가 |
MARC 보기
오류 데이터 정정요청
*표시는 필수 입력사항입니다.
알림톡 발송
| 전화번호 |
|---|
개인정보 수정 바로가기
연속간행물 권호 선택
우편복사 안내
- ◾ 도서관을 방문하지 못할 경우 인터넷, 팩스 등으로 자료 복사를 신청하고, 복사물을 우편·팩스 등으로 제공받는 서비스
- ◾ 대상자료: 일반도서, 연속간행물 및 학위논문
- ※ 고서, 고잡지, 훼손될 우려가 있는 자료, 마이크로폼 자료 및 신문 등 제외
- ◾ 신청 책수: 1인 5책 이하(1일 기준)
- ◾ 신청 절차: 자료 검색 → 우편복사 목록담기 → 복사 범위 입력 → 우편복사 주문서 입력 → 접수 및 확인
- ※ 저작권법에 의거하여 부분 복사(전체 페이지 수의 1/3 범위 이내)만 가능
- ◾ 복사 범위 입력 예시: (연속 페이지) 1-30, (부분 페이지) 25, 30-40
| 번호 | 발행일자 | 권호명 | 제본정보 | 자료실 | 원문 | 신청 페이지 |
|---|
도서위치안내(서울관)
도서위치안내: / 서가번호:
0
확인
우편복사 목록담기를 완료하였습니다.
내서재에 담기
새로운 서재
*표시는 필수 입력사항입니다.
저장
저장 되었습니다.