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문제 정의
- 이처럼 환경방사선은 지리적요인, 암석과 토양의 구성 및 해발고도가 높아짐에 따라 차이를 보이는 것으로 알려졌다. 따라서 본 연구는 특정지역에 설치되어 있는 국가환경방사선측정소 이외의 지역에서 일반인들의 출입이 많은 전국 국립공원을 중심으로 해발 고도와 지각 구성 물질 및 지리적 위치에 따른 지표선량과 지표 1m에서 계측한 공간선량을 측정하여 환경방사선량을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 공간선량 측정은 지표 1m 높이에 삼각스텐드를 설치하고 측정장비를 스텐드 위에 고정 후 2분간 장비를 안정시킨 다음 5분 간격으로 5회 측정하였다. 지표선량은 지표면에 측정기를 위치시키고 측정하였다.
- 지표 1m에서의 공간감마선량 측정은 해발고도 500m 단위로 구분하여 측정하였다. 측정 결과 국립공원에 따라 유의한 차이를 보였다.
- 공간선량 측정은 지표 1m 높이에 삼각스텐드를 설치하고 측정장비를 스텐드 위에 고정 후 2분간 장비를 안정시킨 다음 5분 간격으로 5회 측정하였다. 지표선량은 지표면에 측정기를 위치시키고 측정하였다. 측정위치는 국립공원의 입구(매표소)에서 측정하고, 해발고도 500m, 1,000m, 1,500m, 정상에서 각각 측정하였다.
- 측정기의 Dose range는 10nSvh-1에서 10 ㏜h-1까지 등가선량으로 표시되며, Gamma dose rate와 Neutron counter가 가능하고 µ㏜h-1까지 표현되는 스펙트럼 파장을 얻을 수 있는 장비를 사용하였다.
- 측정위치는 국립공원의 입구(매표소)에서 측정하고, 해발고도 500m, 1,000m, 1,500m, 정상에서 각각 측정하였다. 측정기의 위치는 암반으로 구성된 곳은 암석위에 위치시키고 평균 수치를 체크하는 방식으로 측정하였다.
대상 데이터
- 측정기의 Dose range는 10nSvh-1에서 10 ㏜h-1까지 등가선량으로 표시되며, Gamma dose rate와 Neutron counter가 가능하고 µ㏜h-1까지 표현되는 스펙트럼 파장을 얻을 수 있는 장비를 사용하였다. 고도계는 5,000m까지 측정 가능한 MINGLE(China, 2011)을 사용하였다[Fig. 2].
- 특히 지대가 높은 곳에 위치한 국립공원의 경우 환경방사선의 측정은 실시간 모니터링이 필요하지만 산악지역의 특성상 자동감시망을 운영하지 않고 있다. 본 연구는 이러한 예외지역을 중심으로 탐방객이 많은 8월에서 11월까지 일반인들이 많이 방문하는 국립공원 10곳을 선정하여 환경방사선 측정을 실시하였다. 연구결과 1,000m 이하의 국립공원 4곳 중 북한산, 계룡산, 월출산 500m 지점에서 계측한 공간감마선량이 평균 0.
- 지리적 위치에 따른 국립공원의 공간선량 측정치를 분석하기 위해 중부지역을 설악산, 북한산, 속리산, 소백산으로 하여 65곳을 측정하고, 남부지역은 한라산, 지리산, 월출산, 내장산으로 분류하여 70곳에서 측정하였다. 측정 결과 중부지역에서는 평균 선량이 0.
- 해발고도 1,000m 이상인 6곳으로는 한라산, 지리산, 설악산, 소백산, 가야산, 속리산을 선정하였으며, 1,000m 이하인 4곳은 계룡산, 북한산, 내장산, 월출산으로 선정하였다. 측정 시기는 탐방객이 가장 많은 8월과 11월을 기준으로 2011년 8월부터 11월까지 4개월 동안 일출 후 일몰 전에 측정하였다. 측정을 위한 등산로는 일반인들이 많이 왕래하는 탐방로를 이용하였으며, 도보로 고도계를 보며 측정 위치를 선정하였다[Fig.
- 지표선량은 지표면에 측정기를 위치시키고 측정하였다. 측정위치는 국립공원의 입구(매표소)에서 측정하고, 해발고도 500m, 1,000m, 1,500m, 정상에서 각각 측정하였다. 측정기의 위치는 암반으로 구성된 곳은 암석위에 위치시키고 평균 수치를 체크하는 방식으로 측정하였다.
- 측정 시기는 탐방객이 가장 많은 8월과 11월을 기준으로 2011년 8월부터 11월까지 4개월 동안 일출 후 일몰 전에 측정하였다. 측정을 위한 등산로는 일반인들이 많이 왕래하는 탐방로를 이용하였으며, 도보로 고도계를 보며 측정 위치를 선정하였다[Fig. 1].
- 환경방사선 측정을 위한 국립공원의 선정은 산악지대에 위치한 공원을 대상으로 하였으며, 전국토의 균형적인 측정을 위해 지리적 위치와 지형적인 형태 및 암반 구성을 기준으로 총 10곳을 선정하였다. 해발고도 1,000m 이상인 6곳으로는 한라산, 지리산, 설악산, 소백산, 가야산, 속리산을 선정하였으며, 1,000m 이하인 4곳은 계룡산, 북한산, 내장산, 월출산으로 선정하였다. 측정 시기는 탐방객이 가장 많은 8월과 11월을 기준으로 2011년 8월부터 11월까지 4개월 동안 일출 후 일몰 전에 측정하였다.
- 환경방사선 측정을 위한 국립공원의 선정은 산악지대에 위치한 공원을 대상으로 하였으며, 전국토의 균형적인 측정을 위해 지리적 위치와 지형적인 형태 및 암반 구성을 기준으로 총 10곳을 선정하였다. 해발고도 1,000m 이상인 6곳으로는 한라산, 지리산, 설악산, 소백산, 가야산, 속리산을 선정하였으며, 1,000m 이하인 4곳은 계룡산, 북한산, 내장산, 월출산으로 선정하였다.
데이터처리
- 통계처리는 SPSS(Ver. 12.0)을 활용하여 5회 측정한 데이터에서 표준편차와 오차를 표시하고 Sigma Plot 8.0을 활용하여 Grouped vertical Bar 차트로 작성하였으며, 추정된 회기계수의 95% 신뢰수준으로 작성하였다. 측정단위는 국제방사선방호위원회(ICRP)와 방사선 표준진료지침서(과학기술부, 2001)[10], 국제단위계(한국표준과학연구원, 2006)에서 권고사항인 국제단위계(SI)의 단위체계인 선량당량의 명칭인 시버트(Sievert(Sv, j/kg))를 사용하였으며[11], 이것은 흡수선량에 방사선 하중계수를 곱한 등가선량(Equivalent dose)이다.
이론/모형
- 공간 감마선 측정을 위한 측정장비는 파장에 따른 에너지 분포와 핵종 분석이 가능한 측정장비 INTERCEPTORTM(Thermo, USA, 2006)를 사용하였다. 측정기의 Dose range는 10nSvh-1에서 10 ㏜h-1까지 등가선량으로 표시되며, Gamma dose rate와 Neutron counter가 가능하고 µ㏜h-1까지 표현되는 스펙트럼 파장을 얻을 수 있는 장비를 사용하였다.
- 0을 활용하여 Grouped vertical Bar 차트로 작성하였으며, 추정된 회기계수의 95% 신뢰수준으로 작성하였다. 측정단위는 국제방사선방호위원회(ICRP)와 방사선 표준진료지침서(과학기술부, 2001)[10], 국제단위계(한국표준과학연구원, 2006)에서 권고사항인 국제단위계(SI)의 단위체계인 선량당량의 명칭인 시버트(Sievert(Sv, j/kg))를 사용하였으며[11], 이것은 흡수선량에 방사선 하중계수를 곱한 등가선량(Equivalent dose)이다.
성능/효과
- 1,000m 이하인 북한산, 내장산, 계룡산, 월출산의 경우 탐방로 입구와 정상에서는 공간선량이 0.1-0.168µ㏜h-1로 나타나 유의한 변화가 없었으나 중간 부분인 해발 500m에서는 5회 측정한 평균 수치가 북한산이 0.26µ㏜h-1,계룡산이 0.23µ㏜h-1, 월출산이 0.23µ㏜h-1로 다소 높게 측정되었으며, 내장산은 0.13µ㏜h-1으로 유의한 차이를 보이지 않았다[Fig. 3].
- 1. 지리적으로 중부지역에 위치한 설악산, 북한산, 속리산, 소백산의 국립공원이 남부지역의 한라산, 지리산, 월출산, 내장산의 평균선량 보다 환경감마선량이 3배 정도 높게 측정된 것으로 확인되었다.
- 10곳의 국립공원 중 가장 높게 측정된 곳은 설악산 1,500m 지점에서 1.77µ㏜h-1인 것으로 확인되었다[Table 1].
- 3. 지각 구성 물질이 암석으로 구성된 국립공원에서 선량이 높게 측정되었으며, 화산활동이 일어났던 국립공원에서는 백그라운드 선량보다 낮게 측정되어 화산활동과 선량변화의 유의점은 없었다.
- 또한 1,000m 이상의 국립공원에서는 6곳 중 설악산 1,500m 지점에서 1.77µ㏜h-1, 정상(1,708m)에서 1.04µ㏜h-1 로 측정되어 백그라운드 선량보다 10배 높은 것으로 확인되었다.
- 112µ㏜h-1로 확인되어 중부지방의 국립공원에서 3배 정도 높은 선량이 측정되었다. 또한 한 지점에서 5회 측정한 데이터에서 최소치와과 최고치의 평균값을 분석해 본 결과 남부지역에 비해 중부지역의 국립공원에서 최고치는 3.6배 최저치는 1.6배 높게 측정된 것으로 확인되었다. 해발고도에 따른 감마 선량의 차이는 1,500m 이하의 국립공원에서는 500m 지점에서 높게 측정되었고, 1,500m 이상의 국립공원에서는 1,500m 지점에서 선량이 높게 측정되었다.
- 04µ㏜h-1 로 측정되어 백그라운드 선량보다 10배 높은 것으로 확인되었다. 또한 해발고도가 높은 국립공원에서 높게 측정된 것을 알 수 있었으며, 1,000m 이하의 국립공원에서도 중간높이의 지점에서 백그라운드 선량보다 높은 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 한국원자력안전기술원에서 보고한 2010년 2011년 전국환경방사능조사 보고서[8][9] 자료와 비교해 본 결과 일부 차이가 있는 것으로 확인되었다.
- 본 연구 결과에서는 2011년 10월 측정한 설악산 1,500m 지점에서의 선량이 1.77µ㏜h-1로 측정되어 같은 단위로 환산하면 177µRh-1가 되어 2010년도 원자력안전기술원에서 발표한 보고서와 비교하여 10배 높은 수치가 측정된 것이다.
- 본 연구결과 국립공원에서 자연방사선은 해발고도, 지역적인 위치 및 지각의 구성 물질과 관련되어 선량이 변하는 것으로 조사되었다. 하지만 화산활동이 일어났던 곳에서는 평균 선량보다 낮게 측정되어 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 연구결과 1,000m 이하의 국립공원 4곳 중 북한산, 계룡산, 월출산 500m 지점에서 계측한 공간감마선량이 평균 0.23µ㏜h-1 이상 측정되었다.
- 지각 구성물질에 의한 공간감마선량의 변화는 유의한 것으로 확인되었다. 화강암 편마암 등으로 구성된 북한산, 설악산에서는 해발고도가 500m와 1,000m에서 0.
- 지표면에서의 감마선 측정 결과, 공간선량 측정값과 비교하여 유의하게 증가한 국립공원은 내장산, 월출산, 지리산으로 조사되었다. 특히 해발고도 500m 에서 측정 선량을 보면, 내장산에서는 지표선량이 0.
- 측정 결과 중부지역에서는 평균 선량이 0.339µ㏜h-1로 확인되었고, 남부지역에서는 0.112µ㏜h-1로 확인되어 중부지방의 국립공원에서 3배 정도 높은 선량이 측정되었다.
- 특히 해발고도 500m 에서 측정 선량을 보면, 내장산에서는 지표선량이 0.17µ㏜h-1, 공간선량이 0.13µ㏜h-1 확인되었고, 월출산에서는 지표선량이 0.30µ㏜h-1, 공간선량이 0.23µ㏜h-1, 지리산에서는 지표선량이 0.28µ㏜h-1, 공간선량이 0.16µ㏜h-1로 측정되어 지표선량이 공간선량에 비해 20∼75% 높게 측정되는 것으로 나타났다[Fig. 7].
- 화강암 편마암 등으로 구성된 북한산, 설악산에서는 해발고도가 500m와 1,000m에서 0.23µ㏜h-1 이상으로 측정되어 일반적인 국립공원의 선량과 비교하여 높게 측정된 것으로 확인되었다.
후속연구
- 2. 설악산에서 1,500m 지점 이상에서 백그라운드 선량보다 10배 이상 높게 측정된 것에 대해서는 추가적인 연구 분석과 계속적인 모니터링이 필요해 보인다.
- 또한 본 연구에서 높은 수치를 보인 원인에 대해서는 추가적인 연구가 필요해 보이지만 2011년 3월에 발생된 동일본지역의 후쿠시마 원전사고를 무시할 수 없을 것으로 사료된다. 따라서 기상변화에 따른 방사성물질이 한반도에 영향을 주었다는 것에 비중을 두고 좀 더 연구해 볼 필요가 있을 것이다.
- 따라서 본 연구결과 일부 국립공원에서는 매우 높은 환경방사선이 측정되어 지속적인 모니터링과 간이측정소 설치도 고려해야 할 것이다. 또한 탐방객에 대한 교육이 필요할 것으로 사료된다.
- 이는 2009년 국기위기관리기본지침의 “원자력분야 위기징후 운영 및 평가지침”에 따라 1,000n㏜h-1(또는 100µRh-1) 이상의 비상준위에서는 방사능방제대책의 이행과 필요한 주민보호조치를 취하도록 해야 하는 수치이다[8]. 또한 본 연구에서 높은 수치를 보인 원인에 대해서는 추가적인 연구가 필요해 보이지만 2011년 3월에 발생된 동일본지역의 후쿠시마 원전사고를 무시할 수 없을 것으로 사료된다. 따라서 기상변화에 따른 방사성물질이 한반도에 영향을 주었다는 것에 비중을 두고 좀 더 연구해 볼 필요가 있을 것이다.
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