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기상조건에 따른 방사능테러 시나리오 영향 분석
Study on Influence Analysis of Radioactive Terror Scenarios by Weather Conditions 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.12 no.6, 2018년, pp.719 - 725  

김태우 (대구가톨릭대학교 방사선학과) ,  전여령 (대구가톨릭대학교 방사선학과) ,  장선영 (한국원자력통제기술원 정책연구센터) ,  김용민 (대구가톨릭대학교 방사선학과)

초록
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미국 9.11 사고 이후 테러는 과거에 비하여 다중이용시설 공격을 통한 불특정 다수의 공격이 증가하고 있다. 연이은 런던 폭탄테러, 파키스탄의 자폭 등은 사람들의 공포심 및 사회적 불안감을 증가시켰다. 최근 국내에서 다양한 국제행사가 개최되고 있어, 방사능테러 위협에 대비한 방사성물질의 국가 안보 의식이 증대되고 있다. 본 논문에서는 HotSpot Code를 사용하여 서로 상이한 기상조건에 따른 결과를 비교하였다. 국내에서 발생 가능한 테러 시나리오 작성 후, RDD(Radiological Dispersal Device) 및 더티밤에 사용될 가능성이 높은 선원을 조사하였다. 기상조건은 Pasquill-Gifford 안정도 등급에 따라 가장 안정된 조건의 F, 가장 불안정한 조건의 A를 선택하여 비교하였다. 시뮬레이션을 통한 A, F 등급 결괏값은 방사선학적 영향에 의해 시민들이 급성 영향으로 사망하는 경우는 없다고 판단하였다. 또한, 풍속 및 기상 안정도에 따라 방사능의 도달 정도가 서로 다르며, 기상 조건에 따라 방사능 희석정도가 서로 다름을 확인할 수 있다. 분석결과는 방사능테러 발생 시 초동 대응에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

After 9/11 attacks in the U.S, Terrorism has increased the number of unspecified casualties through multi-use facility terror attacks compared to the past. The subsequent London bombings and the self-destruction of Pakistan increased people's fear and social anxiety. As international events have bee...

주제어

#방사능테러   #더티밤   #기상 안정도  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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제안 방법

  • HotSpot Code를 사용하여 가상 선원항 폭발, 화재로 인한 방출 및 사용자의 임의 입력 등을 하여 초기 3D 분포를 모델링을 한다. 방사능 테러 시나리오 평가를 위해 HotSpot Code는 ICRP 및 미국 환경보호국(EPA)의 FGR No.
  • 상업용 방사성물질의 도난,분실로 인한 마을 주민들의 방사능 피폭이 일어난 과거 고이아니아 방사능 유출사고는 인간의 사회적 무질서 원인이 될 수 있는 우려를 제기했다.[6] 앞선 우려와 같이 상업용 방사성물질의 도난 및 분실로 인한 방사능 테러 발생 시 인명의 구조 및 대피, 사회적 혼란 및 오염된 지역의 제염비용을 최소화하기 위하여 HotSpot Code를 사용하여 기상조건에 따른 테러 시 발생되는 영향을 분석하고자 한다.
  • 대기 분산 모델은 일반적인 폭발 모델(General Explosion)을선택하여 시뮬레이션 하였다. 또한 서로 상반된 기상 조건에서 차이를 확인하기 위하여 기상 안정도는 각각 A, F 등급을 선택하였다. 기상 안정도에 따른 TEDE의 결괏값은 Table 4와 같다.
  • 본 연구에서는 방사성물질과 관련된 테러를 평가하기 위하여 초기 분산 추정, 안전 분석을 위한 적합성이 수년 동안 테스트되고 검증된 HotSpotCode를 선택하였다. 이 코드는 방사능 테러 발생 시 초동 대응 팀의 초기 방사성물질 분산 비상사태를 평가한다.
  • A, B, C 등급은 불안정한 조건의 낮 시간을 순서대로 나타내고, D는 중성 조건의 흐린 날이나 밤 시간, E, F는 야간의 안정된 조건을 나타낸다. 본 연구에서는 서로 상반되는 가장 불안정한 조건의 A등급과 가장 안정한 조건 F등급을 선택하여 시뮬레이션 하였다. HotSpotCode에 입력한 각 인자는 Table 3에 정리하였다.
  • 통계청에서 제공한 2015년 인구 주택 총 조사를 토대로 기준 인구밀도(명/km2)가 전국 광역시・도 중 가장 높은 서울광역시를 대상으로 하였다. 서울광역시에서 유동인구가 가장 많은 지역을 선택하기 위해 지하철역별 이용객 수를 분석하였다. 서울광역시에서 지하철 승하차 수가 가장 많은 곳을 분석한 결과 2호선 강남역으로 나타났다.

대상 데이터

  • 방사능테러 발생 시 기상조건에 따라 방사성물질의 분산 방향과 거리가 결정되므로 기상조건은 매우 중요한 인자이다. 1981년부터 2010년까지의 기상청 자료를 활용하여 서울광역시 강남구의 평균 풍속 및 풍향을 분석하여 적용하였다. 통계자료에 따르면 서울광역시 강남구의 평균 풍속은 3.
  • Cs-137의 경우 적당히 반감기가 길어 오랜 시간 피해를 받을 수 있으며, Co-60과 달리 일반적으로 염화세슘(CsCl)은 분말 형태로 존재하며 대기 중에 빠르게 퍼졌을 때 빠른 환경적 이동성을 가진다. 따라서 본 연구에서는 대기 중으로 쉽게 분산될 가능성이 있는 Cs-137을 대상 선원으로 설정하였다. 또한 Cs-137은 국내 관련 보안규정에 따른 분류에서 지정된 위험도 등급이 2로서 화학적 독성 또한 높아 테러에 악용될 우려가 있다 판단하였다.
  • 방사능테러 시나리오에 적용할 선원을 선택하기 위하여 국내 방사성 동위원소 이용실태 자료를 이용하였다. 2015년 기준 국내에서 인허가를 받은 방사선원 이용기관은 7,026곳이며 200여 종이 넘는 핵종이 사용되고 있다.
  • 강남역은 각종 주거시설 및 다중이용시설이 밀집되어 출퇴근 시간뿐만 아니라 평일 낮 시간에도 지하철 승하차 수가 가장 많았다. 이에 따라 테러 발생 장소는 2호선 강남역 인근 사거리를 선택하였다.[11]
  • 테러 수단 및 폭발물의 양은 미국 국토안보부의 연방재난 관리청에서 제시한 테러 수단별 폭발 질량을 참고하였다. 테러 수단은 1 ton 이상의 폭약을 실을 수 있는 화물차를 선택하였다. 화물차에 실을 수 있는 최대 폭발물량(TNT equivalent)은 1,814 kg으로, 건물이 밀집한 다중이용시설 주변에서 1 ton 이상의 폭발물을 실은 화물차 폭발이 50 m의 반경의 건물은 붕괴되며, 반경 250 m의 건물에서 창문이 부셔지는 것을 선행연구를 통해 확인할 수 있었다.
  • 이에 따라 테러가 발생할 경우 다중이용시설이 밀집되어 있으며, 유동인구가 많아 큰 인명 피해를 초래할 수 있는 위치를 선정하였다. 통계청에서 제공한 2015년 인구 주택 총 조사를 토대로 기준 인구밀도(명/km2)가 전국 광역시・도 중 가장 높은 서울광역시를 대상으로 하였다. 서울광역시에서 유동인구가 가장 많은 지역을 선택하기 위해 지하철역별 이용객 수를 분석하였다.

이론/모형

  • 본 연구에서는 다중이용시설이 밀집한 지역에더티밤이 탑재된 화물차의 폭발 테러 영향을 평가하기 위하여 HotSpot Code를 사용하였다. 대기 분산 모델은 일반적인 폭발 모델(General Explosion)을선택하여 시뮬레이션 하였다. 또한 서로 상반된 기상 조건에서 차이를 확인하기 위하여 기상 안정도는 각각 A, F 등급을 선택하였다.
  • 이 코드는 방사능 테러 발생 시 초동 대응 팀의 초기 방사성물질 분산 비상사태를 평가한다. 또한 안전 분석 계획에 광범위하게 사용되는 가우시안 플룸 모델을 기반으로 한다. HotSpot Code에서 기체 또는 에어로졸의 대기농도를 결정하는 가우시안 플룸 모델은 다음과 같다.
  • HotSpot Code를 사용하여 가상 선원항 폭발, 화재로 인한 방출 및 사용자의 임의 입력 등을 하여 초기 3D 분포를 모델링을 한다. 방사능 테러 시나리오 평가를 위해 HotSpot Code는 ICRP 및 미국 환경보호국(EPA)의 FGR No. 11,12,13에서 권장하는 방사선 선량 측정법을 사용한다. 또한 짧은 계산시간 및 최대 총 유효선량 평가 등을 평가하여 테러 예방에 널리 사용되고 있다.
  • 본 연구에서는 다중이용시설이 밀집한 지역에더티밤이 탑재된 화물차의 폭발 테러 영향을 평가하기 위하여 HotSpot Code를 사용하였다. 대기 분산 모델은 일반적인 폭발 모델(General Explosion)을선택하여 시뮬레이션 하였다.
  • 테러 수단 및 폭발물의 양은 미국 국토안보부의 연방재난 관리청에서 제시한 테러 수단별 폭발 질량을 참고하였다. 테러 수단은 1 ton 이상의 폭약을 실을 수 있는 화물차를 선택하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Pasquill-Gifford 안정성 등급에 따르는 경우 E,F 등급은 무엇을 나타내는가? A, B, C 등급은 불안정한 조건의 낮 시간을 순서대로 나타내고, D는 중성 조건의 흐린 날이나 밤 시간, E,F는 야간의 안정된 조건을 나타낸다. 본 연구에서는 서로 상반되는 가장 불안정한 조건의 A등급과 가장 안정한 조건 F등급을 선택하여 시뮬레이션 하였다.
9.11 테러 이전의 테러는 어떤 양상을 보였는가? 9.11 테러 이전의 테러는 테러의 주체가 명확하며 피해규모가 상대적으로 소규모를 보였다면 이후 뉴테러리즘은 다중이용시설을 중심으로 불특정 다수를 대상으로 대규모 테러의 양상을 보이고있다.[1] 방사성 물질의 경우 소량이더라도 불순한 의도를 가진 개인이나 테러 조직 수중으로 들어간다면 막대한 피해를 입힐 수 있다.
더티밤을 사용하는 경우 사회에 미치는 영향은? [1] 방사성 물질의 경우 소량이더라도 불순한 의도를 가진 개인이나 테러 조직 수중으로 들어간다면 막대한 피해를 입힐 수 있다. 방사성물질과 다이너마이트를 사용하여 단순하게 제조가 가능한더티밤(Dirty Bomb)의 경우 방사성 물질을 사용하여 불특정 다수에게 살상의 목적이 아닌 대량 살포를 통한 확률적영향인 암을 발병 시켜 사회적으로 큰 혼란을 유발할 가능성이 있다.[2] 이러한 목적을 가진 테러리스트들은 방사성 물질을 강제로 탈취하거나 암시장에서 불법거래를 통하여 불법적으로 방사성물질을 획득한다.
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참고문헌 (15)

  1. D. H. Kim, K. H. Ahn, "Counter-terrorism Safety Measures in Public Facilities," Korea Security Science Association, Vol. 22, No. 37, pp. 37-64, 2010. 

  2. J. H. Park, "A Study on Scenarios of Domestic Nuclear-terror Attacks and the Responses," Crisisonomy, Vol. 8, No.3, pp 163-186, 2012. 

  3. National Intelligence Service, http://www.nis.go.kr/AF/1_6_2_4/list.do 

  4. Korea Institute of Nuclear Safety, "A Study on the Development of Technical Infrastructure for Preventing and Responding to Radiological Terror," KINS/GR-369, 2007. 

  5. H. D Jang, "Institutional Development of Anti-Terrorism Policy in Korea," Gachon University, 2013. 

  6. D. Di Giovanni, E. Luttazzi, F. Marchi, G. Latini, M. Carestia, A. Malizia, M. Gelfusa, R. Fiorito, F. D'amico, O. Cenciarelli, A. Gucciardino, C. Bellecci, P. Gaudio, "Scenarios for the intentional release of Cs-137 from stacks of cement production factory: event analysis using the HotSpot code," WSEAS TRANSACTIONS on ENVIRONMENT and DEVELOPMENT, pp. 106-122, 2014. 

  7. S. G Homann, F Aluzzi, "HotSpot Health Physics Code Version 3.0 User's Guide," Lawrence Livermore National Laboratory, 2014. 

  8. I. Cacciotti, P. Aspetti, O. Cenciarelli, M. Carestia, D. Di Giovanni, A. Malizia, et al. "Simulation of caesium-137 (137Cs) local diffusion as a consequence of the Chernobyl accident using hotspot," DEFENCE S & T TECHNICAL BULLETIN, Vol. 7, No. 1, pp. 18-26, 2014. 

  9. Korean Association for Radiation Application, "Survey on the Status of Radiation/RI Utilization in 2015," Ministry of Science, ICT and Future Planning, 2016. 

  10. H. S. Yoo, S. W. Kwak, S. S. Jang, J. H. Lee, "A Study on the Risk of Urban Radioactivity Terror," The Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigationv, Vol. 9, No. 3, pp. 41-45, 2009. 

  11. Statistics Korea, http://kosis.kr/statisticsList/statisticsListIndex.do?menuIdM_01_01&vwcdMT_ZTITLE&parmTabIdM_01_01 

  12. J. Y. Song, "Analysis on Terror Risk of Buildings in Korea by Rapid Visual Screening:Focused on Risk Evaluation for Explosion," Seoul National University of Science and Technology, 2012. 

  13. National Institute of Chemical Safety, "Technical Guidelines for Selection of Accident Scenario," 2014. 

  14. J. K. Lee, "Principles of Radiation Protection," Korean Association for Radiation Application, Vol. 2, No. 2, pp. 788-780, 2016. 

  15. D. Di Giovanni, E. Luttazzi, F. Marchi, G. Latini, M. Carestia, A. Malizia, M. Gelfusa, R. Fiorito, F. D'amico, O. Cenciarelli, A. Gucciardino, C. Bellecci, P. Gaudio, "Two Realistic Scenarios of Intentional Release of Radionuclides (Cs-137, Sr-90) - The Use of the HotSpot Code to Forecast Contamination Extent," WSEAS TRANSACTIONS on ENVIRONMENT and DEVELOPMENT, Vol. 10, pp. 123-126, 2014. 

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