원전에서 발생하는 주요 방사성핵종들이 방사선작업종사자와 원전 주변주민의 피폭방사선량 평가에 미치는 영향 An Effects of Radiation Dose Assessment for Radiation Workers and the Member of Public from Main Radionuclides at Nuclear Power Plants원문보기
원전 일차계통은 복잡한 수질환경으로 방사화생성물과 부식생성물 등 다양한 방사성핵종이 생성되고 있다. 이 방사성 핵종 중에서 원전종사자 피폭방사선량평가와 방사성유출물관리 측면에서 중요한 핵종으로는 $^3H,\;^{14}C,\;^{58}Co,\;^{60}Co,\;^{137}Cs,\;^{131}I$를 들 수 있다. 본 논문은 원전 방사선작업종사자와 원전 주변주민의 피폭방사선량에 기여가 큰 방사성핵종에 대해 살펴보고, 이들 핵종에 의한 선량평가 과정을 소개하였다. 특히 국내 원전에서 발생하였던 $^{131}I$ 내부피폭사건과 일차계통 냉각수의 탈염수 오염사건 등을 포함한 원전의 운영과정에서 일어났던 종사자와 원전주변주민에 대한 피폭 방사선량 평가 사례를 제시하였다. 또한 최근 이슈로 떠오른 삼중수소와 $^{14}C$의 선량평가에 대한 잠재적인 현안 등도 간단히 기술하였다.
원전 일차계통은 복잡한 수질환경으로 방사화생성물과 부식생성물 등 다양한 방사성핵종이 생성되고 있다. 이 방사성 핵종 중에서 원전종사자 피폭방사선량평가와 방사성유출물관리 측면에서 중요한 핵종으로는 $^3H,\;^{14}C,\;^{58}Co,\;^{60}Co,\;^{137}Cs,\;^{131}I$를 들 수 있다. 본 논문은 원전 방사선작업종사자와 원전 주변주민의 피폭방사선량에 기여가 큰 방사성핵종에 대해 살펴보고, 이들 핵종에 의한 선량평가 과정을 소개하였다. 특히 국내 원전에서 발생하였던 $^{131}I$ 내부피폭사건과 일차계통 냉각수의 탈염수 오염사건 등을 포함한 원전의 운영과정에서 일어났던 종사자와 원전주변주민에 대한 피폭 방사선량 평가 사례를 제시하였다. 또한 최근 이슈로 떠오른 삼중수소와 $^{14}C$의 선량평가에 대한 잠재적인 현안 등도 간단히 기술하였다.
In a primary system at nuclear power plants (NPPs), various radionuclides including fission products and corrosion products are generated due to the complex water conditions. Particularly, $^3H,\;^{14}C,\;^{58}Co,\;^{60}Co,\;^{137}Cs,\;and^{131}I$ are important radionuclides in respect of...
In a primary system at nuclear power plants (NPPs), various radionuclides including fission products and corrosion products are generated due to the complex water conditions. Particularly, $^3H,\;^{14}C,\;^{58}Co,\;^{60}Co,\;^{137}Cs,\;and^{131}I$ are important radionuclides in respect of dose assessment for radiation workers and management of radioactive effluents. In this paper, the dominant contributors of radiation exposure for radiation workers and the member of public adjacent to NPPs were reviewed and the process of dose assessment attributable to those contributors were introduced. Furthermore, the analysis for some examples of radiation exposure to radiation workers and the public during the NPP operation was carried out. This analysis included the notable precedents of internal radiation exposure and contamination of demineralized water occurred in Korean NPPs. Particularly, the potential issue about the dose assessment of tritium and carbon-14 was also reviewed in this paper.
In a primary system at nuclear power plants (NPPs), various radionuclides including fission products and corrosion products are generated due to the complex water conditions. Particularly, $^3H,\;^{14}C,\;^{58}Co,\;^{60}Co,\;^{137}Cs,\;and^{131}I$ are important radionuclides in respect of dose assessment for radiation workers and management of radioactive effluents. In this paper, the dominant contributors of radiation exposure for radiation workers and the member of public adjacent to NPPs were reviewed and the process of dose assessment attributable to those contributors were introduced. Furthermore, the analysis for some examples of radiation exposure to radiation workers and the public during the NPP operation was carried out. This analysis included the notable precedents of internal radiation exposure and contamination of demineralized water occurred in Korean NPPs. Particularly, the potential issue about the dose assessment of tritium and carbon-14 was also reviewed in this paper.
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문제 정의
원전에서 발생되는 방사성핵종은 많지만 원전종사자나 원전주변주민에게 주로 방사선피폭을 일으키는 주요 핵종은 그리 많지 않다. 이 논문은 방사선작업종사자와 원전 주변주민의 피폭방사선량에 기여가 큰 방사성핵종에 대해 살펴보고, 이들 핵종에 의한 선량평가 과정을 소개하였다. 특히 국내원전의 운영과정에서 종사자와 원전 주변주민에 대한 피폭방사선량 평가 사례를 소개하였다.
이 논문은 방사선작업종사자와 원전 주변주민의 피폭방사선량에 기여가 큰 방사성핵종에 대해 살펴보고, 이들 핵종에 의한 선량평가 과정을 소개하였다. 특히 국내원전의 운영과정에서 종사자와 원전 주변주민에 대한 피폭방사선량 평가 사례를 소개하였다. 여기에는 국내 원전에서 발생하였던 핵분열생성핵종인 131I에 의한 종사자의 내부피폭, 일차계통 냉각수의 탈염수 계통으로 누설, 중수로원전에서의 삼중수소 누설 내용 등을 포함하고 있다.
제안 방법
국내에서 운전되고 있는 가압경수로 원전을 대상으로 휴대용 고성능반도체 다중파고분석기(Portable HPGe spectrometer)를 이용하여 감마 방사선장을 측정하였다[13]. 그 결과 감마선의 평균에너지 값의 분포는 가동정지중인 격납건물내에서는 440-780 keV, 가동 중인 보조건물내에서는 280-760 keV로 나타났다.
또한 계획예방정비의 시작과 종료시점에 대부분 종사자에 대해 전신계측을 실시한다. 또한 증기발생기 또는 가압기와 같이 고피폭 또는 방사성물질의 내부섭취가 예상되는 작업을 수행한 경우 수시로 특별감시(Special monitoring)를 실시한다. 이러한 전신계측기는 NaI 검출기 형태의 대형 검출기로서 빠른 시간내에 종사자의 내부피폭 방사능을 측정할 수 있는 특징이 있다.
그런데 원전에서는 계획예방정비기간 동안 일시에 많은 작업이 진행되고 빈번한 종사자의 출입으로, 방사선작업 종료 후 제출하는 뇨시료를 섭취 후 평형에 도달하는 약 2시간 경과 이전에 제출하거나, 지연하여 제출하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 상황을 고려하여 방사선작업 종료 후 종사자가 제출하는 시간대별 뇨시료 중의 삼중수소 농도를 측정하였고, 이를 근거로 체내 삼중수소의 농도에 대한 변화추이와 선량평가에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 종사자의 뇨시료는 대부분 삼중수소 섭취 후 2시간 정도에 신체 내에서 평형에 도달하는 것으로 확인되었다[35].
대상 데이터
본 논문은 한국수력원자력(주)와 한전 전력연구원의 전력사 공동중장기 연구개발사업에 의해 수행되었습니다. 이 논문은 2009년 원전 방사선관리워크샵 발표 자료를 토대로 작성되었습니다.
성능/효과
국내에서 운전되고 있는 가압경수로 원전을 대상으로 휴대용 고성능반도체 다중파고분석기(Portable HPGe spectrometer)를 이용하여 감마 방사선장을 측정하였다[13]. 그 결과 감마선의 평균에너지 값의 분포는 가동정지중인 격납건물내에서는 440-780 keV, 가동 중인 보조건물내에서는 280-760 keV로 나타났다. 한편 가동 중인 원전의 격납건물내에서는 Operation deck을 중심으로 5개 지점에 대해 BMSS(Bonner Multiple Spectrometry System)를 이용하여 중성자 선장을 측정하였는데, 평균에너지 분포는 20-210 keV로 나타났다.
이 핵종에 대해 미국에서 1970-80년대 Carbon-14의 방사선학적 위해를 인지하고 US EPA(Environmental Protection Agency)와 US NRC에서 14C 감시의 필요성이 제기되었으나, 피폭방사선량 평가결과 규제를 요구할 수준이 아닌 것으로 나타났다. 이 결과에 의하면 BWR(Boiling Water Reactor) 원전에서 Carbon-14 배출로 인해 원전주변주민이 받을 수 있는 최대 개인선량(Maximum individual dose)은 0.0086 mSvy-1 (0.86mremy-1)라고 평가하였다. 당시 이러한 평가결과를 반영하여 1970년대 Regulatory guide 1.
C이다[39]. 이 핵종에 대해 미국에서 1970-80년대 Carbon-14의 방사선학적 위해를 인지하고 US EPA(Environmental Protection Agency)와 US NRC에서 14C 감시의 필요성이 제기되었으나, 피폭방사선량 평가결과 규제를 요구할 수준이 아닌 것으로 나타났다. 이 결과에 의하면 BWR(Boiling Water Reactor) 원전에서 Carbon-14 배출로 인해 원전주변주민이 받을 수 있는 최대 개인선량(Maximum individual dose)은 0.
이러한 증기발생기 보수작업에서 가슴과 등에 두개의 열형광선량계(Thermoluminescent dosimeter: TLD)를 패용한 말단 선량계 현장시험이 국내 원전에서 수행되었다. 이 현장 시험 결과의 TLD 4개 소자의 판독값을 분석하고 TLD 선량평가 알고리즘을 이용하여 해석한 결과, 4개 소자의 값이 각각 유사하여 입사방사선장이 고에너지 광자로 판단되었다[18]. 표 1에 Harshaw TLD를 이용한 대표적인 증기발생기 정비작업자의 TLD 판독 값을 나타내었다.
한편 가동 중인 원전의 격납건물내에서는 Operation deck을 중심으로 5개 지점에 대해 BMSS(Bonner Multiple Spectrometry System)를 이용하여 중성자 선장을 측정하였는데, 평균에너지 분포는 20-210 keV로 나타났다. 한편 베타방사선 오염원을 규명하기 위해 가동정지 상태의 원전의 격납건물 내부와 보조건물 내부의 다수 지점에 대해 스메어(Smear) 방법에 의한 시료를 채집하여 표면장벽형 Si 반도체 검출기를 이용하여 에너지 스펙트럼을 측정한 결과 부식생성물인 60Co에 의한 베타에너지가 지배적인 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내에서 운전되고 있는 가압경수로 원전을 대상으로 무엇을 이용하여 감마 방사선장을 측정하였는가?
국내에서 운전되고 있는 가압경수로 원전을 대상으로 휴대용 고성능반도체 다중파고분석기(Portable HPGe spectrometer)를 이용하여 감마 방사선장을 측정하였다[13]. 그 결과 감마선의 평균에너지 값의 분포는 가동정지중인 격납건물내에서는 440-780 keV, 가동 중인 보조건물내에서는 280-760 keV로 나타났다.
국제방사선도량형위원회(International Commission on Radiation Units and Measurements: ICRU)에서는 외부방사선피폭에 대해 개인선량계를 이용하여 측정되는 Hp(10)이라는 개인선량당량(Personal dose equivalent)을 이용하여 유효선량을 측정하도록 규정하고 있다고 본 이유는?
ICRP-60에서는 방사선방호 목적의 단위(Protection quantities)로 유효선량(Effective dose)을 채택하였다[2-4]. 이는 1977년 ICRP-26에서 제시된 유효선량당량(Effective dose equivalent)을 발전시킨 단위이다[3]. 이양은 방사선계측기 등을 이용한 직접 측정이 불가능하기 때문에 실용량(Operational quantities)을 이용하여 측정한다. 따라서 국제방사선도량형위원회(International Commission on Radiation Units and Measurements: ICRU)에서는 외부방사선피폭에 대해 개인선량계를 이용하여 측정되는 Hp(10)이라는 개인선량당량(Personal dose equivalent)을 이용하여 유효선량을 측정하도록 규정하고 있다[4].
ICRP-60에서는 방사선방호 목적의 단위(Protection quantities)로 무엇을 채택하였는가?
ICRP-60에서는 방사선방호 목적의 단위(Protection quantities)로 유효선량(Effective dose)을 채택하였다[2-4]. 이는 1977년 ICRP-26에서 제시된 유효선량당량(Effective dose equivalent)을 발전시킨 단위이다[3].
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