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문제 정의
- 본 연구를 통해 작업자의 위치 변화에 따른 방사선 피폭량 계산방법과 최적 작업 경로의 산출방법을 제시하였다. 방사선 피폭량의 예측을 위하여 주어진 공간과 방사선원에서 작업시간과 작업경로에 따른 방사선 피폭량 근사계산법을 제시하였다.
가설 설정
- 최적 작업 경로의 설정을 위한 가상 작업 공간을 그림 1과 같이 정의하였다.가로 31 m, 세로 15 m의 2차원 공간에 두 개의 동일한 점 등 방선원(그림 1의 선원 1, 선원2)을 가정하였다. 시작점(그림 1의 위치1)에서 출발하여, 두 점(그림 1의 위치2, 위치3)을 거쳐 다시 시작점으로 돌아오는 작업 경로를 가정하였다.
- 그림 1의 각 작업 경로(경로 1 : 위치 1 - 위치 2, 경로 2 : 위치 2 t 위치 3, 경로 3 : 위치 3 t 위치1)는 서로에 대해 영향을 미치지 않으므로, 각각의 경로에 대한 최적 작업 경로를 찾고 이 경로들을 연결하면 전체 작업 공간에서 최적 작업경 로가 된다고 가정하였다. 구성된 작업공간을 경로에 따라 영역 1, 영역 2, 영역 3의 세 부분으로 구분하였다 (그림 2).
- 본 연구에서는 작업공간을 방사성폐기물 저장시설로 한정하였으며, 정확한 선원 정보를 안다고 가정하였다. 또한 주어진 선원 이외에 작업자의 방사선 피폭을 발생하는 물질이 없다고 가정하였다.
- 방사선 피폭량 계산식(10)을 이용하여 최적 작업 경로를 찾는 수치 해석 알고리즘을 제안하였다 (그림 4).방사선 피폭량 계산을 위해선원으로 192Ir 20 Ci를 가정하고, 이에 따른 감마상수(Γ ) 로 0.48 [{Rm2)- {hr Ci) -1], 방사능 (s ) 으로 20 Ci를 각각 입력하였다 [6].이동 속도는 3.
- 먼저 주어진 영역을 그림 3에서와 같이 (n+1) 개의 가로 방향 직선(h_0, h_l, h_n)과 (m+1) 개의 세로 방향 직선(v_0, v_l, …, v_m)을 이용하여 가로X세로를 mxn개인 영역으로 나누고 직선의 교점을 절점으로 정의하였다. 본 연구에서는 m=8, n=8이고, 가로 방향 직선의 간격과세로 방향 직선의 간격이 각각 일정하다고 가정하였다.
- USA) 등의 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있도록 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서는 작업공간을 둘러싸고 있는 벽과 작업공간으로 진입하는 문은 완전차폐되었다고 가정하여 작업공간에서의 방사선 피폭만을 고려하였다.
- 마지막으로, 가상 작업 시뮬레이션 프로그램을 개발하여 가상현실 환경에서의 방사선 작업을 통한 방사선 피폭량을 예측하였다. 본 연구에서는 작업공간을 방사성폐기물 저장시설로 한정하였으며, 정확한 선원 정보를 안다고 가정하였다. 또한 주어진 선원 이외에 작업자의 방사선 피폭을 발생하는 물질이 없다고 가정하였다.
- 가로 31 m, 세로 15 m의 2차원 공간에 두 개의 동일한 점 등 방선원(그림 1의 선원 1, 선원2)을 가정하였다. 시작점(그림 1의 위치1)에서 출발하여, 두 점(그림 1의 위치2, 위치3)을 거쳐 다시 시작점으로 돌아오는 작업 경로를 가정하였다. 이때, 작업자의 부피를 무시하고 하나의 점으로 가정하였고, 작업자의 이동 속도는 일정하다고 가정하였다.
- 구성된 작업공간을 경로에 따라 영역 1, 영역 2, 영역 3의 세 부분으로 구분하였다 (그림 2). 이때, 각각의 최적 작업 경로는 구분한 영역의 범위 안에 있다고 가정하였다. 영역의 구분은 계산의 수행 범위를 한정시켜 계산 속도 및 효율을 높이기 위함이다.
- 시작점(그림 1의 위치1)에서 출발하여, 두 점(그림 1의 위치2, 위치3)을 거쳐 다시 시작점으로 돌아오는 작업 경로를 가정하였다. 이때, 작업자의 부피를 무시하고 하나의 점으로 가정하였고, 작업자의 이동 속도는 일정하다고 가정하였다.
- 가 된다. 인처인 경우 ((μ/ρ)m/(μ/ρ)a~=1.1이며 총 방사선 가충치#총조직가중치#로 가정하였다. 따라서 방사선 피폭량(E)은 # 가 된다.
- 현재 방사선 작업계획 수립 시 방사선 피폭 예측량은 작업지역에서 측정된 조사선량률을 바탕으로 작업공간의 선량률이 동일하다고 가정하여 선량률과 작업시간의 곱으로 계산된다. 이 예측량은 작업자의 작업 위치, 경로 등이 명확히 고려되지 않은 예측선량으로 작업자의 실 피폭선 량을 과대 혹은 과소평가할 수 있다.
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