[논문]환경 시료 중 신뢰도 검증을 위한 방사능 분석

강태우; 홍경애

doi:10.5338/kjea.2007.26.2.186

초록
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1998년부터 2006년까지 국내 방사능 교차분석에 참여하여 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 방사능 분석 기술의 능력 검증과 신뢰도를 확보하기 위하여 수행되었다. 전베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다. 전베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의 $^{40}K$와 $137^{CS}$ 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다. 따라서 방사선 이상 사고시 원자력 안전을 위한 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 신뢰도를 확보하여 자체적으로 환경방사능을 분석할 수 있는 능력을 함양하였다.

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The objective of this research was to assess the reliability of data and to improve nuclear analytical techniques concerning the Domestic Radioactivity Intercomparison program for environmental radioactivity monitoring of Jeju from 1998 to 2006. Gross beta for filter papers and water samples was det...

The objective of this research was to assess the reliability of data and to improve nuclear analytical techniques concerning the Domestic Radioactivity Intercomparison program for environmental radioactivity monitoring of Jeju from 1998 to 2006. Gross beta for filter papers and water samples was determined, and gamma nuclides for natural and artificial nuclides in soil and water samples were analyzed. The gross beta activity of all samples except for the water samples of 1998 and 1999 showed a good agreement within the confidence intervals. In gamma nuclides, $^{40}K$ and $^{137}Cs$ of soil samples and most nuclides in the water samples, with the exception of several nuclides, were evaluated to be reliable. Based on these results, it is considered that a reliable method for the analysis and monitoring of environmental radioactivity were established, which may play an important role in case of emergency radiation accident.

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문제 정의

1998년부터 2006년까지 국내 방사능 교차분석에 참여하여 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 방사능 분석 기술의 능력 검증과 신뢰도를 확보하기 위하여 수행되었다. 전 베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다.
전 베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의와 137Cs 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다. 따라서 방사선 이상 사고시 원자력 안전을 위한 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 신뢰도를 확보하여 자체적으로 환경방사능을 분석할 수 있는 능력을 함양하였다
따라서, 본 연구는 방사능 분석 기술의 향상과 신뢰도를 확보하기 위하여 환경 중 방사능 오염경로상의 주요 물질 인공 기부 유진 필터와 물 그리고 토양을 대상으로 1998년부터 2006년까지 국내방사능 교차분석에 참여하여 수행한 결과들을 제시하고자 한다.
이러한 환경방사능 분석 프로그램 과정을 통하여 방사능 분석 기술을 향상시킬 수 있었으며, 일련의 축척된 기술을 바탕으로 만일의 원자력 사고로 인한 환경 중 방사능 오염에 대처할 수 있는 신뢰도를 확보함으로써 원자력에 대한 국민의 이해 기반을 증진시키는데 조금이나마 기여하고자 한다. 또한, 앞으로 환경오염에 대한 관심이 높아지면서 더불어 환경 방사능에 대한 인식도 많이 달라질 것으로 보인다.

제안 방법

)을 이용하여 감마 핵종을 판별하였다. 감마분광 시스템의 에너지 및 효율 교정은 109Cd, 57Co, 139Ce, 203Hg/ 115Sn, 85Srz 137Cs, 88Y 그리고 eCo 감마 핵종이 혼합되어 있는 감마 교정용 표준 용적선원 (QCY44, Amersham Co.)을 사용하였으며, 이들 중에 포함되어 있는 88Y와 60CO에 의한 동시 합산효과와 그리고 시료 밀도에 의한 자체 흡수 효과를 보정하였다.
감마핵종 분석을 위한 토양과 물 시료는 전베타 교차분석용 시료와 같은 방법으로 분배 받은 후 계측용 원통 용기(diameter 50 mm, bight 70 mm; Mizuho Chemical Co., Japan)에 채워 높이와 무게를 확인한 후 고순도 게르마늄 검출기와 다중파고분석기 (EG&G Ortec or Canberra, USA) 로 구성된 감마분광계를 이용하여 측정하였다. 계측된 시료는 스펙트럼 분석용 프로그램(Aptec Co.
같이 제공 받았다. 필터는 전처리 없이 직접 계측 하였으며, 물 시료인 경우는 증발 농축시킨 후 분석용 스테인레스 planchette(diameter 50.8 mm, hight 3 mm) 에 옮겨 적외선 램프로 건고시킨 후 계측하였다. 분석은 가스비례형 계수기인 Low a/B counter(Canberra, USA)를 사용 하였으며, 효율 교정은 시료 매질의 두께에 의한 자체흡수를 보정하기 위하여 KC₁(순도 99%; Katayama Chemical Co.

대상 데이터

1998년부터 2006년까지 공기부유진 필터와 물 시료 중기 준치와 분석치 그리고 분석 결과에 대한 신뢰범위를 나타내었다(Fig. 1). 필터 시료는 모든 분석 값이 신뢰도 범위 내였고, 물 시료인 경우는 1998년과 1999년도의 결과를 제외하고는 신뢰도 범위 내의 수치였다.
국내의 경우는 한국원자력안전기술원(KINS) 주관하에 1997년부터 현재까지 10 년 동안 국내 원자력사업자와 관련 대학 및 방사능 분석 연구 기관 등이 참여하는 방사능 교차분석을 실시함으로써 방사능 분석 기술의 정립을 위한 상호 정보를 교환함으로써 분석 자료의 신뢰도를 향상시키고 있다. 분석 항목은 전베타 (Gross beta), 감마(Gamma nuclides), 삼중수소 및 90Sr이며, 시료 종류는 공기부유진 채집 필터, 물, 토양 그리고 감마 스펙트럼을 대상으로 핵종을 분석하여 평가하고 있다.
8 mm, hight 3 mm) 에 옮겨 적외선 램프로 건고시킨 후 계측하였다. 분석은 가스비례형 계수기인 Low a/B counter(Canberra, USA)를 사용 하였으며, 효율 교정은 시료 매질의 두께에 의한 자체흡수를 보정하기 위하여 KC₁(순도 99%; Katayama Chemical Co., Japan)를 사용하였는데, KC₁ 은 안정 동위원소 39JC오]. 41K, 그리고 방사성동위원소인 "ID] 포함되어 있으며 은 베타선 방출체이며 방출율은 89%이다.
전 베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다. 전 베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의와 137Cs 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다.
전베타 측정용 시료는 공기부유진 필터와 물로 1998년부터 2006년까지 9년 동안 KINS로부터 분배 받아 사용하였고, 필터와 물 시료는 KINS에서 직접 제조한 것으로 필터 시료인 경우는 분석용 필터와 같은 종류의 background 필터 시료를 같이 제공 받았다. 필터는 전처리 없이 직접 계측 하였으며, 물 시료인 경우는 증발 농축시킨 후 분석용 스테인레스 planchette(diameter 50.

데이터처리

, Japan)에 채워 높이와 무게를 확인한 후 고순도 게르마늄 검출기와 다중파고분석기 (EG&G Ortec or Canberra, USA) 로 구성된 감마분광계를 이용하여 측정하였다. 계측된 시료는 스펙트럼 분석용 프로그램(Aptec Co.)을 이용하여 감마 핵종을 판별하였다. 감마분광 시스템의 에너지 및 효율 교정은 109Cd, 57Co, 139Ce, 203Hg/ 115Sn, 85Srz 137Cs, 88Y 그리고 eCo 감마 핵종이 혼합되어 있는 감마 교정용 표준 용적선원 (QCY44, Amersham Co.

성능/효과

물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들의 방사능 농도는 몇 개의 핵종들을 제외하고는 모두 신뢰도 범위 내의 값을 보였기 때문에 감마분광계 효율 교정 과정이 잘 이루어지고 있는 것으로 사료되었으나(Fig. 3, 4), 2001년의 경우 채널과 에너지와의 관계가 정확히 교정되지 않아 以"%를 “Sc로 판단한 것과 2002년 및 2005년의 다른 여러가지 에너지를 방출하는 ”Co과 125Sb 핵종 판별 과정에 있어서 감마 방출율을고려하지 않아 다소 기준값에 벗어난 결과를 보였다.
전 베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다. 전 베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의와 137Cs 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다. 따라서 방사선 이상 사고시 원자력 안전을 위한 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 신뢰도를 확보하여 자체적으로 환경방사능을 분석할 수 있는 능력을 함양하였다
이. 특히, 핵종 판별과정에서 분석자의 축적된 경험과 탁월한 분석 능력이 뒷받침되어야만 정확한 핵종을 판별할 수 있음을 숙지할 수 있었다.

후속연구

또한, 앞으로 환경오염에 대한 관심이 높아지면서 더불어 환경 방사능에 대한 인식도 많이 달라질 것으로 보인다. 따라서 지속적인 환경방사능에 대한 관리를 위해서 시료의 종류와 분석 핵종수를 늘릴 필요가 있으며, 분석 결과에 대한 평가뿐만 아니라 오차 범위를 줄이기 위한 시료의 전처리 과정부터 분석까지 모든 시스템을 검증할 수 있는 체계를 갖추어야 할 것으로 사료된다.

참고문헌 (11)

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