[논문]한국 토양의 <tex>$^{99}Tc$</tex> 분석 및 방사능 농도 준위

이창우; 정근호; 조영현; 강문자; 이완로; 김희령; 최근식

한국 토양의 $^{99}Tc$ 분석 및 방사능 농도 준위
Analysis of $^{99}Tc$ and Its Activity Level in the Korean Soil 원문보기

방사성폐기물학회지 = Journal of the Korean Radioactive Waste Society, v.7 no.1, 2009년, pp.25 - 31

이창우 (한국원자력연구원) , 정근호 (한국원자력연구원) , 조영현 (한국원자력연구원) , 강문자 (한국원자력연구원) , 이완로 (한국원자력연구원) , 김희령 (한국원자력연구원) , 최근식 (한국원자력연구원)

초록
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토양중 $^{99}Tc$의 배경준위를 측정할 수 있는 분석법을 수립하고 한국 토양중의 $^{99}Tc$ 농도를 비교 검토하였다. 토양중의 $^{99}Tc$을 분리 정제하기 위해서 선택성 TEVA수지를 사용하였다. 화학분리 회수율을 계산하기 위해 $^{99}Mo/^{99m}Tc$ 생성기에서 생산한 $^{99m}Tc$를 추적자로 사용하고 그 문제점을 검토하였다. $^{99m}Tc$추적자를 사용하여 계산한 화학분리 회수율은 70% 이상이 가능하였다. 순수 분리된 $^{99}Tc$의 측정을 위한 유도결합프라스마 질량분석기(ICP-MS)의 최적 조건을 수립하였다 이 분석법에 의한 토양의 최소검출하한치(MDA)는 15 mBq/kg-dry 이었다. 제주와 고리 주변 토양 시료의 $^{99}Tc$ 농도는 33.73-89.16 mBq/kg-dry 였다. 이러한 수치는 다른 보고치에 비하여 낮은 편이며 대기권 핵실험에서 기인한 낙진의 영향으로 추정된다.

Abstract ▼ AI-Helper

An analytical method of $^{99}Tc$ concentration in soil was set up and discussed considering the $^{99}Tc$ concentration in Korean soil measured with its analytical method. A selective TEVA resin was used to separate and purify the $^{99}Tc$ in the soil sample. $^{99m}Tc$ from a commercial $^{99}Mo/^{99m}Tc$ generator was used as a yield tracer for the chemical separation of $^{99}Tc$ and its problem when using $^{99m}Tc$ as a tracer was discussed. The chemical recovery yield of $^{99}Tc$ was above 70%. The optimum conditions of inductively coupled plasma mass spectrometry system(ICP-MS) were set up to determine the $^{99}Tc$ after the separation process. The minimum detectable activity(MDA) was 15 mBq/kg-dry in this analytical procedure. The $^{99}Tc$ concentration in soils of Jeju and Kori were measured in the rage of 33.73-89.16 mBq/kg-dry. Those values were less than those reported in other countries and seemed to be originated from atmospheric fallout.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 모래시료는 토양시료와 전 분석과정을 동일한 조건으로 병렬로 진행하였다. 모래시료 분석 결과로 토양시료의 최종결과를 보정할 수 있도록 하였다.
특히99TC의 분석 에서는 테크네튬의 분리 회수율을 정확히 측정해야 하는데 이때 사용할 수 있는 추적자의 선택에 어려움이 많았다. 본 연구에서는 의료용으로 쉽게 얻을 수 있는 99TC를추적자로 사용한 분리 공정을 수립하고 문제점을 검토하였다. 이 공정을 환경 토양에 적용하여 분리 및 정제 절차를 수립하고자 하였다.
본 연구에서는 환경감시에 적용할 수 있도록 환경 배경 준위를 측정할 수 있는 저준위 99TC 분석법을 정립하고자 하였다. 특히99TC의 분석 에서는 테크네튬의 분리 회수율을 정확히 측정해야 하는데 이때 사용할 수 있는 추적자의 선택에 어려움이 많았다.
본 연구에서는 의료용으로 쉽게 얻을 수 있는 99TC를추적자로 사용한 분리 공정을 수립하고 문제점을 검토하였다. 이 공정을 환경 토양에 적용하여 분리 및 정제 절차를 수립하고자 하였다. 또 ICP-MS의 최적 운전 조건을 도출하고 검출 하한치를 검토하였다.

제안 방법

이 실험에서 첨가한 추적자의 량은 환경토양준위의 99TC와 비교하여 적은 량이지만 낮은 농도의 토양 분석에서는 영향을 줄 수 있다. 그래서 동일한 조건으로 99rnTc 추적자를 첨가하여 진행한 모래시료의 측정 결과를 빼줌으로서 추적자 첨가에 의해 과대평가 되지 않도록 하였다. 본 실험에서 계산한 화학분리 회수율은 60% - 80% 정도였으며 일상적인 작업조건에서 70% 이상의 회수율이 가능하였다.
이 공정을 환경 토양에 적용하여 분리 및 정제 절차를 수립하고자 하였다. 또 ICP-MS의 최적 운전 조건을 도출하고 검출 하한치를 검토하였다. 이 분석법을 적용하여 한국 토양 중 낙진에 의한 9?Tc의 배경준위를 고찰하였다’
따라서 별다른 전처리조작 없이 99mTc를 취하여 추적자로 사용하면 축적된 99TC를 동반하게 되므로 질량분석 시에 농도를 증가시키는 요인이된디, . 본 연구에서는 이온교환주를 0.9% NaCl 용액(약 20 mL)으로 6 회 이상 연속해서 씻어 내어 생성기 내부에 테크네튬을 완전히 제거 하였다. 제거 후 즉시 99mTc。] 생성되기 시작한 후 약 10 분정도 경과 후 0.
»inTc 추적자를 사용하여 계산한 화학분리 회수율은 70% 이상이 가능하였다. 순수 분리된 99Tc의 측정을 위해 사중극자 유도결합프라스마 질량분석기 (ICP-MS)의 최적 조건을 수립하였다. 본 연구에서 수립한 분석법에 의한 토양의 최소검출 하한치 (MDA)는 15 mBq/kg-dry 이었다.
선정하였다. 이 모래시료는 토양시료와 전 분석과정을 동일한 조건으로 병렬로 진행하였다. 모래시료 분석 결과로 토양시료의 최종결과를 보정할 수 있도록 하였다.
추출된 Tc 용액을 감마계수기로 측정하여 회수율을 결정한다. 추출액은 다시 증발 건고한 후 2% 질산 10 mL를 가하여 용해한 후 질량분석 기(ICP-MS)로 분석 한다.
1에 나타낸 분석절차도를 따라 분리정제 후 회수율 측정 까지 걸리는 시간은 8 시간 정도 였다. 회수율 측정 이 끝난 시료는 방사능이 거의 감쇄될 때까지 하루정도 방치한 후질량분석기로 분석하였다. 이 실험에서 첨가한 추적자의 량은 환경토양준위의 99TC와 비교하여 적은 량이지만 낮은 농도의 토양 분석에서는 영향을 줄 수 있다.
99mTc를 밀킹하여 생산하였다. 회수율은 99mTc의 140 keV 감마선을 HPGE 감마검출기 (well-type HPGE gammaspectrometer, EG&G, ORTEC)로 계수하여 계산하였다. 한편 건조한 토양의 "Ms 농도는 일상적인 감마스펙트로메터 (planarl-type HPGE gamma-spectrometer, EG&G, ORTEC) 로 측정하였디.

대상 데이터

9?Tc가 완전히 제거된 정제한 모래시료를 백그라운드 보정 시료로 선정하였다. 이 모래시료는 토양시료와 전 분석과정을 동일한 조건으로 병렬로 진행하였다.
2 지점에서 채취하였다. 제주도의 성판악과 영실 지역의 교란이 없는 평탄한 지형에서 표토 깊이 5 cm 이내에서 채취하였다. 한편 고리 주변의 137Cs 농도가 비교적 높은 지역으로 삼각산 지역 2 지점을 선정 채취하였다.
토양시료는 원자력시설의 영향이 적을 것으로 예상되는 제주도의 2 지점에서 채취하였다. 제주도의 성판악과 영실 지역의 교란이 없는 평탄한 지형에서 표토 깊이 5 cm 이내에서 채취하였다.
제주도의 성판악과 영실 지역의 교란이 없는 평탄한 지형에서 표토 깊이 5 cm 이내에서 채취하였다. 한편 고리 주변의 137Cs 농도가 비교적 높은 지역으로 삼각산 지역 2 지점을 선정 채취하였다. 제주도와 고리 주변 토양은 유기물의 함량이 특히 높은 지역이다.
가장 현실적인 방법이다. 화학분리 회수율을 계산하기 위해 99Mo/»mTc 생성기에서 생산한 99mTc를 추적자로 사용할 수 있었다. 의료용으로 생산되는 99mTc는 99Tc를 많이 포함하고 있으므로 바로 사용하면 질량분석 결과가 과대평가 된다.
회수율 측정에 사용된 ^99mTc는 의료용으로 사용되고 있는 99Mo/99mTc 발생기(Samyoung Unitech, Daejeon, Korea)로부터 99mTc를 밀킹하여 생산하였다. 회수율은 99mTc의 140 keV 감마선을 HPGE 감마검출기 (well-type HPGE gammaspectrometer, EG&G, ORTEC)로 계수하여 계산하였다.

이론/모형

토양 시료의 전처리 및 분석 절차는 Tagami 등[61 이 제안한 방식을 기본으로 하여 Fig. 1에 정리하였다. 건조한 토양을 0.

성능/효과

또 추적자로 생산한 99mTc 용액 에 99MO가 섞 여 있으므로 다시 TEVA에 통과 시켜 제거해야 순수한 99mTc용액을 추적자로 쓸 수 있다. »inTc 추적자를 사용하여 계산한 화학분리 회수율은 70% 이상이 가능하였다. 순수 분리된 99Tc의 측정을 위해 사중극자 유도결합프라스마 질량분석기 (ICP-MS)의 최적 조건을 수립하였다.
그래서 동일한 조건으로 99rnTc 추적자를 첨가하여 진행한 모래시료의 측정 결과를 빼줌으로서 추적자 첨가에 의해 과대평가 되지 않도록 하였다. 본 실험에서 계산한 화학분리 회수율은 60% - 80% 정도였으며 일상적인 작업조건에서 70% 이상의 회수율이 가능하였다.
추적자의 첨가량은 99mTc의 짧은 반감기와 분리 정제에 소요되는 시간을 감안하여 결정해야 한다. 본 연구에서 사용한 99mTc 추적자는 약 50 KBq 정도에 이르는 상당히 고농도였다. 따라서 가능한 한 분리 정제 시간을 짧게 하고 고방사선의 방호에도 주의해야한다.
6% 이다. 본 연구에서 사용한 분리 정제법은 이들 Ru 동위원소를 완벽히 제거할 수 있었으며 이들이 질량분석 스펙트럼에서 검출되지 않음을 확인 하였다.
본 연구에서 사용한 분석 조건인 질량분석용액(V) 10 mL, 토양시료의 량 0.03 kg-dry soil, 회수율 0.75를 적용하면 검출하한치(MDA)는 약 15 mBq/kg-dry soil 이었다. 이 정도의 검출하한치는 액체섬광계수기(LSC)를 사용하는 경우보다 50배 정도 낮은 값이다.
순수 분리된 99Tc의 측정을 위해 사중극자 유도결합프라스마 질량분석기 (ICP-MS)의 최적 조건을 수립하였다. 본 연구에서 수립한 분석법에 의한 토양의 최소검출 하한치 (MDA)는 15 mBq/kg-dry 이었다.
회수율 측정 이 끝난 시료는 방사능이 거의 감쇄될 때까지 하루정도 방치한 후질량분석기로 분석하였다. 이 실험에서 첨가한 추적자의 량은 환경토양준위의 99TC와 비교하여 적은 량이지만 낮은 농도의 토양 분석에서는 영향을 줄 수 있다. 그래서 동일한 조건으로 99rnTc 추적자를 첨가하여 진행한 모래시료의 측정 결과를 빼줌으로서 추적자 첨가에 의해 과대평가 되지 않도록 하였다.

후속연구

기후 및 지역적인 특성을 고려하더라도 정확한 분석법의 확립이 중요하다. 본 연구에서 수립한 분석법은 환경 감시활동에서 한국 토양 분석 에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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