우라늄의 입자크기, 흡수형태 및 섭취형태가 내부피폭선량 평가 결과에 미치는 영향 Effects of AMAD, Absorption Type, and Intake Pattern on the Result of Evaluation for Internal Dose by Inhalation of Uranium원문보기
방사선작업종사자가 우라늄을 5년간 만성 흡입섭취하는 경우, 우라늄의 입자크기$(0.1{\sim}10{\mu}m)$, 흡수형태(Type M, Type S) 및 섭취형태(급성, 만성)가 방사선작업종사자의 내부피폭선량 평가 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 우라늄을 1 Bq/day의 섭취율로 섭취할 경우 매분기 폐 방사능 값을 계산하여 실제 일상감시에서의 폐 방사능 측정값으로 간주하였고, 이 측정값으로부터 섭취량 및 예탁유효선량을 평가하였다. 5년간의 우라늄 섭취로 인한 예탁유효선량 평가 결과는 입자크기에 따라 $-37.0{\sim}49.8%$, 흡수형태에 따라 $15.9{\sim}56.6%$, 섭취형태에 따라 $0.55{\sim}4.52%$의 오차를 보였다. 이와 같이 입자크기 및 흡수형태는 분기별 측정값에 근거한 예탁유효선량 평가 결과에 큰 영향을 주었으나, 섭취형태는 평가 결과에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
방사선작업종사자가 우라늄을 5년간 만성 흡입섭취하는 경우, 우라늄의 입자크기$(0.1{\sim}10{\mu}m)$, 흡수형태(Type M, Type S) 및 섭취형태(급성, 만성)가 방사선작업종사자의 내부피폭선량 평가 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 우라늄을 1 Bq/day의 섭취율로 섭취할 경우 매분기 폐 방사능 값을 계산하여 실제 일상감시에서의 폐 방사능 측정값으로 간주하였고, 이 측정값으로부터 섭취량 및 예탁유효선량을 평가하였다. 5년간의 우라늄 섭취로 인한 예탁유효선량 평가 결과는 입자크기에 따라 $-37.0{\sim}49.8%$, 흡수형태에 따라 $15.9{\sim}56.6%$, 섭취형태에 따라 $0.55{\sim}4.52%$의 오차를 보였다. 이와 같이 입자크기 및 흡수형태는 분기별 측정값에 근거한 예탁유효선량 평가 결과에 큰 영향을 주었으나, 섭취형태는 평가 결과에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
The effects of AMAD, absorption type, and intake pattern were compared and analysed for the internal dose evaluation of workers who chronically inhale uranium. The committed effective doses$(E_{50})$ based on AMAD, absorption type, and intake pattern were evaluated using 3 monthly lung pr...
The effects of AMAD, absorption type, and intake pattern were compared and analysed for the internal dose evaluation of workers who chronically inhale uranium. The committed effective doses$(E_{50})$ based on AMAD, absorption type, and intake pattern were evaluated using 3 monthly lung predicted monitoring data due to a chronic intake of uranium for 5 years. The relative error ranges of $E_{50}$ evaluated with each AMAD$(0.1{\sim}10{\mu}m)\;to\;E_{50}$ evaluated with $5{\mu}m$ AMAD were $-37.0{\sim}49.8%$, and the relative error ranges of En evaluated with Type M to $E_{50}$ evaluated with Type S were $15.9{\sim}56.6%$, and the relative error ranges of $E_{50}$ evaluated with an acute intake to $E_{50}$ evaluated with a chronic intake were $0.55{\sim}4.52%$. Thus AMAD and the absorption type affected the results of $E_{50}$, but the intake pattern didn't really affect the results of $E_{50}$.
The effects of AMAD, absorption type, and intake pattern were compared and analysed for the internal dose evaluation of workers who chronically inhale uranium. The committed effective doses$(E_{50})$ based on AMAD, absorption type, and intake pattern were evaluated using 3 monthly lung predicted monitoring data due to a chronic intake of uranium for 5 years. The relative error ranges of $E_{50}$ evaluated with each AMAD$(0.1{\sim}10{\mu}m)\;to\;E_{50}$ evaluated with $5{\mu}m$ AMAD were $-37.0{\sim}49.8%$, and the relative error ranges of En evaluated with Type M to $E_{50}$ evaluated with Type S were $15.9{\sim}56.6%$, and the relative error ranges of $E_{50}$ evaluated with an acute intake to $E_{50}$ evaluated with a chronic intake were $0.55{\sim}4.52%$. Thus AMAD and the absorption type affected the results of $E_{50}$, but the intake pattern didn't really affect the results of $E_{50}$.
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문제 정의
그러나 AMAD, 흡수형태, 섭취형태에 따라 방사성 핵종의 인체 내 거동이 달라지고, 이로 인해 섭취량 및 예탁유효 선량 평가 결과도 달라진다. 따라서 본 연구에서는 AMAD, 흡수 형태, 섭취 형태가 우라늄(U3O8)을 만성 흡입 섭취하는 방사선작업 종사자의 내부피폭선량 평가에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
가설 설정
할지라도 입자 크기는 하나의 값을 갖는 것이 아니고 분포를 이루므로 측정 중간 값을 입자크기로 한다. 그러나 일반적으로 방사선 작업장 내의 입자크기에 대한측정값이 없을 경우에는 5 ㎛를 기본값으로 본다는 ICRP의 권고에 따라 입자크기를 5 ㎛로 가정한다. 본 연구에서 예탁유효선량평가에 사용한 입자 크기는 핵연료 제조 공장에서 일반적으로 관측 가능한 0.
그러나 폐계측 값은 235U 방사능이므로, 이 값으로부터 235U에 대한 섭취량을 구한 후235U 존재비 대 우라늄의 전방사능에 대한 234U,235U 및 238U의 방사능 분율비를 이용하여234U, 238U의 섭취량을 구하였다 [7]. 단, 본 연구에서는 235U의 농축도를 3.5%로 가정하였다. 총우라늄에 대한 예탁유효 선량은 234U, 235U, 238U의 각 섭취량에 각 핵종과 입자 크기 및 흡수 형태에 따른 예탁유효 선량 환산계수[8]를 각각 곱한 값을 모두 더하여 구하였다 [7].
만성섭취로 가정하여 섭취량을 평가할 경우에는 측정일과 측정일 사이의 기간에서 동일한 섭취율로 만성 섭취하는 것으로 하였다. 또한 급성 섭취로 가정하여 섭취량을 평가할 경우에는 섭취 가 능 기간 즉 감시 주기의 중간시점에서 단일 섭취하는 것으로 하였다.
나누어진다.만성섭취로 가정하여 섭취량을 평가할 경우에는 측정일과 측정일 사이의 기간에서 동일한 섭취율로 만성 섭취하는 것으로 하였다. 또한 급성 섭취로 가정하여 섭취량을 평가할 경우에는 섭취 가 능 기간 즉 감시 주기의 중간시점에서 단일 섭취하는 것으로 하였다.
따라서 국제방사선방호위원회(ICRP, International Commission on Radiological Protection)는 적용 가능한 기준 조건을 권고하고 있다. 즉 방사선작업종사자에 대한선량평가에는 5 ㎛의 AMAD를 사용하도록 권고하였고, 각 방사성 화합물에 대한 흡수형태를 지정하였으며, 섭취 시점을 모를 경우에는 섭취 가능 기간의 중간 시점에서 급성 섭취한 것으로 가정하도록 하였다. 그러나 AMAD, 흡수형태, 섭취형태에 따라 방사성 핵종의 인체 내 거동이 달라지고, 이로 인해 섭취량 및 예탁유효 선량 평가 결과도 달라진다.
제안 방법
Table 2. The results of evaluation for the committed effective doses based on AMAD, absorption type and intake pattern by using 3 monthly lung monitoring data of 235U for 5 years.
흡입섭취되는 우라늄은 234U, 235U, 238U으로 혼합되어 있다. 그러나 폐계측 값은 235U 방사능이므로, 이 값으로부터 235U에 대한 섭취량을 구한 후235U 존재비 대 우라늄의 전방사능에 대한 234U,235U 및 238U의 방사능 분율비를 이용하여234U, 238U의 섭취량을 구하였다 [7]. 단, 본 연구에서는 235U의 농축도를 3.
내부 피폭선량 계산코드 BiDAS를 이용하여 입자크기, 흡수 형태, 섭취 형태에 따른 섭취량 및 예탁유효선량을 평가하였다. 대상 핵종은 235U, 섭취경로는 흡입섭취, 측정대상 격실은 폐로 하였다.
또한 측정대상격실에는 전신, 폐, 갑상선, 소변, 대변 등이 있으나 폐카운터를 이용하여 폐 방사능을 측정하므로 폐를 측정대상 격실로 하였다.
방사선작업 종사자가 5년간 우라늄을 만성 흡입섭취할 경우 우라늄의 입자 크기, 흡수 형태 및 섭취형태가 예탁유효 선량 평가 결과에 미치는 영향을 비교분석하였다. 분석 결과 예탁유효선량은 흡수형태 및 섭취 형태에 관계없이 입자 크기가 1㎛일 때 가장 낮았고, 10 ㎛일 때 가장 높았다.
그러나 일반적으로 방사선 작업장 내의 입자크기에 대한측정값이 없을 경우에는 5 ㎛를 기본값으로 본다는 ICRP의 권고에 따라 입자크기를 5 ㎛로 가정한다. 본 연구에서 예탁유효선량평가에 사용한 입자 크기는 핵연료 제조 공장에서 일반적으로 관측 가능한 0.1 ~ 10 ㎛를 고려하였다.
여기서 우라늄의 만성 흡입 섭취에 따른 매분기말의 폐내 235U 잔류량은 내부 피폭선량 계산코드 BiDAS(Bioassay Data Analysis Software)[5]를 이용하여 구하였으며, BiDAS 계산코드의 신뢰성은 이미 발표된 논문[5,6]에서 입증된 바 있다. 이와 같이 얻은 5년간 분기별 폐방사능 측정값을 입자 크기, 흡수형태, 섭취형태에 따른 섭취량 및 예탁유효선량을 평가하는데 사용하였다.
작업자가 5년 동안 우라늄(Type S, AMAD 5㎛)을 1 Bq/day의 섭취율로 만성 흡입 섭취할 경우, 매분기말의 폐내 235U 잔류량을 분기별 폐 방사능 측정값으로 간주하였다. 여기서 우라늄의 만성 흡입 섭취에 따른 매분기말의 폐내 235U 잔류량은 내부 피폭선량 계산코드 BiDAS(Bioassay Data Analysis Software)[5]를 이용하여 구하였으며, BiDAS 계산코드의 신뢰성은 이미 발표된 논문[5,6]에서 입증된 바 있다.
5%로 가정하였다. 총우라늄에 대한 예탁유효 선량은 234U, 235U, 238U의 각 섭취량에 각 핵종과 입자 크기 및 흡수 형태에 따른 예탁유효 선량 환산계수[8]를 각각 곱한 값을 모두 더하여 구하였다 [7].
대상 데이터
평가하였다. 대상 핵종은 235U, 섭취경로는 흡입섭취, 측정대상 격실은 폐로 하였다. 흡입섭취되는 우라늄은 234U, 235U, 238U으로 혼합되어 있다.
이론/모형
측정값으로 간주하였다. 여기서 우라늄의 만성 흡입 섭취에 따른 매분기말의 폐내 235U 잔류량은 내부 피폭선량 계산코드 BiDAS(Bioassay Data Analysis Software)[5]를 이용하여 구하였으며, BiDAS 계산코드의 신뢰성은 이미 발표된 논문[5,6]에서 입증된 바 있다. 이와 같이 얻은 5년간 분기별 폐방사능 측정값을 입자 크기, 흡수형태, 섭취형태에 따른 섭취량 및 예탁유효선량을 평가하는데 사용하였다.
성능/효과
결과적으로 분기별 폐계측에 의해 우라늄 방사능이 측정 감시되는 방사선작업 종사자의 예탁유효선량 평가에 있어서 섭취형태(급성, 만성)는 평가결과에 거의 영향을 주지 않고, 흡수형태 및 입자크기는 평가결과에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 흡수 형태는 화합물 형태에 따라 적합한 홉수형태를 적용할 수 있으나 입자 크기는 직접 측정하지 않고서는 정확한 입자 크기를 알 수 없다.
결론적으로 분기별 폐계측에 의해 우라늄 방사능이 감시되는 방사선 작업 종사자의 예탁유효선량 평가에 있어서 섭취 형태는 평가 결과에 거의 영향을 주지 않고, 흡수 형태 및 입자 크기는 평가 결과에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 다만 흡수형태는 화합물 형태에 따라 적합한 흡수형태를 적용할 수 있으나 입자 크기는 직접 측정하지 않고서는 정확한 입자 크기를 알 수 없으므로 분기별 폐계측 결과에 근거한 예탁유효 선량 평가 결과의 오차를 줄이기 위해서는 정확한 입자크기를 측정하여 적용하는 가장 중요하다.
8%로 나타났다. 또한 동일한 입자크기 및 섭취 형태 조건 하에서 흡수형태에 따라 예탁유효선량을 평가한 결과 Type S 조건에서의 예탁유효선량에 대한 Type M 조건에서의 예탁유효선량의 상대 오차는 15.9 ~ 56.6%로 나타났다. 다만 동일한 입자 크기 및 흡수형태 조건 하에서 섭취 형태에 따라 예탁유효 선량을 평가한 결과 만성 섭취에 따른 예탁유효선량에 대한 급성섭취에 따른 예탁유효 선량의 상대 오차는 0.
분석 결과 예탁유효선량은 흡수형태 및 섭취 형태에 관계없이 입자 크기가 1㎛일 때 가장 낮았고, 10 ㎛일 때 가장 높았다. 또한 입자 크기를 ICRP 권고 값 5 ㎛로 가정하여 평가한 예탁유효선량에 대해서 여러 입자크기(0.1 ~ 10 ㎛)별로 가정하여 평가한 예탁유효선량의 상대오차는 -37.0 ~ 49.8%, 흡수형태 Type S에 대한 Type M의 예탁유효선량의 상대 오차는 15.9 ~ 56.6%, 만성 섭취에 대한 급성 섭취의 예탁유효선량 상대 오차는 5% 이내로 나타났다.
비교분석하였다. 분석 결과 예탁유효선량은 흡수형태 및 섭취 형태에 관계없이 입자 크기가 1㎛일 때 가장 낮았고, 10 ㎛일 때 가장 높았다. 또한 입자 크기를 ICRP 권고 값 5 ㎛로 가정하여 평가한 예탁유효선량에 대해서 여러 입자크기(0.
평가 결과 예탁유효선량은 흡수 형태 및 섭취형태에 관계없이 입자 크기가 1 ㎛일 때가 가장 낮았고, 10 ㎛일 때가 가장 높았다. 우라늄의 단위 방사능 섭취 당 예탁 유효선량이 10 ㎛일 때가 가장 낮고, 0.
참고문헌 (8)
International Commission on Radiological Protection, Individual Monitoring for Internal Exposure of Workers Replacement of ICRP Publication 54, ICRP Publication 78, Ann ICRP. 27(3/4), Pergamon Press, Oxford, UK (1997)
International Commission on Radiological Protection, Individual Monitoring for Internal Exposure of Workers: Design and Interpretation, ICRP Publication 54, Ann ICRP. 19(1-3), Pergamon Press, Oxford, UK (1988)
International Commission on Radiological Protection, Limits for Intakes of Radionuclide by Workers, ICRP Publication 30, part 1, Ann ICRP. 2(3/4), Pergamon Press, Oxford, UK (1979a)
International Commission on Radiological Protection, Human Respiratory Tract Model for Rdiological Protection, ICRP Publication 66, Ann ICRP. 24(1-4), Pergamon Press, Oxford, UK (1994a)
Tae Young Lee, Jong II Lee, Si Young Chang, 'The BiDAS: Bioassay Data Analysis Software for Evaluating Radionuclide Intake and Dose', 2003 International Symposium on Radiation Safety Management, pp. 606-613, November 5-7, Daejeon, Korea (2003)
이종일, 이태영, 장시영 '방사성핵종의 흡입섭취 후 전신, 장기 및 배설물에서의 섭취량 분율 계산', 한국원자력학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집, 10.24-25, 용평 리조트 (2002)
이종일, 이태영, 장시영, 이재기, '방사능 입자 크기에 따른 예탁유효선량 평가 오차를 최소화하기 위한 특별감시기간 결정', 한국원자력학회 추계학술발표회 논문집, 2003.10.30- 31, 용평리조트 (2003)
International Commission on Radiological Protection, The ICRP Database of Dose Coefficients: Workers and Members of the Public. Version 1.0. CD-Rom distributed by Elsevier Science Ltd., Oxford and New York (1998)
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