[논문]지형 및 지질에 따른 Cs-137 분포 및 거동에 관한 연구

한상준; 이경진; 박응섭; 이홍연; 김희근

문제 정의

따라서 본 연구에서는 영광원전 인근지역과 고산지대를 대상으로 한 실험을 통해 토양에서 Cs¹³⁷의 화학적인 거동 특성 및 고도에 따른 방사능 농도를 비교적 정확하게 분석함으로서 원전 주변의 지역 주민들에게 분석 근거 및 결과를 제시하고, 분석에 따른 신뢰성을 확보하고자 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

먼저 영광원자력발전소가 위치한 인근 평지와 고산지대인 불갑산과 금정산에 대해서 알아보았다. 표 1에서 보여지듯이 영광원전이 위치한 평지부분에 대해서는 원전으로부터 거리에 상관없이 지금까지 분석전문기관에서 분석한 Cs¹³⁷의 농도와 차이가 없음을 알 수가 있었다.
영광원전이 위치한 주변지역의 토양과 원거리에 위치한 내장산 토양, 고산지대인 금정산 및 불갑산 토양을 채취하여 시료 내의 Cs¹³⁷ 농도와 화학적인 특성 분석을 수행하였다.
원전이 위치한 지역에 대해서 특히 영광 원자력발전소 주변을 대상으로 토양중 환경방사능 분석에 대해서 영광원전 인근지역과 인근에 위치한 고산지대인 불갑산, 금정산과 영광원자력발전소로부터 원거리에 위치한 내장산의 신선봉과 서래봉을 대상으로 토양중 Cs¹³⁷의 농도 및 Cs¹³⁷의 농도와 화학적인 인자중 가장 관계가 깊은 유기물과 양이온치환용량과의 관계를 알아보았다.

성능/효과

범위에 들었다. 그러나 고산지대에서는 고도가 증가함에 따라 방사능 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며, 또한 토양의 화학적인 특성인 유기물과 양이온치환용량이 밀접한 관계가 있음을 알 수가 있었다. 그리고 어느 지점에서나 방사능 농도와 화학적인 인자와의 관계가 일정한 것은 아니며 그림 10과 그림 11에서와 같이 그 지역의 지형과 기후 특성에 따라 다르게 나오는 것임을 판단할 수가 있었다.
그리고 Cs¹³⁷ 의 분포는 지형적 요인(고도, 강수량등)과 토양의 화학적 요인(앙이온치환용량)과 상관성이 큰 것으로 나타났다. 지형적 요인으로는 주로 고도를 들 수가 있는데 높은 고도의 산의 경우 대기 중 Cs¹³⁷이 토양에 침투되는 기회가 커짐으로 동일한 토질 조건의 평지 토양에 비해 높은 Cs¹³⁷ 준위를 나타내었다.
표 1에서 보여지듯이 영광원전이 위치한 평지부분에 대해서는 원전으로부터 거리에 상관없이 지금까지 분석전문기관에서 분석한 Cs¹³⁷의 농도와 차이가 없음을 알 수가 있었다. 그리고 인근 고산지대인 영광원전으로부터 2㎞ 떨어진 금정산과 약 20㎞ 떨어진 불갑산에 대한 방사능 농도분석 결과 또한 지금까지의 토양중 Cs¹³⁷의 농도범위인 불검출 ~ 252㏃/㎏-dry의 범위에는 들었지만 고산지대의 특성인 고도가 증가함에 따라 의 농도도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 표 2 및 표 3에서 보여지듯이 Cs¹³⁷의 농도에 따라 화학인자인 수소이온농도, 유기물, 유효인산 , 양이온치환용량, 치환성양이온과의 관계를 알아보았는데 화학인자중 유기물과 양이온치환용량이 Cs¹³⁷과 상관성이 나타나는 것을 알 수가 있었다.
76로 나타났다. 그리고 표5의 신선봉 토양에 대한 화학분석결과는 수소이온농도는 4.54 ~ 5.70, 유기물함량은 8.07 ~ 20.15(%), 유효인산은 8.0 ~ 31.0(ppm), 양이온치환용량은 10.5 ~ 27.6(cmol/㎏) 로 분포 되었고, 치환성양이온 중 칼륨은 0.21 ~ 0.64(ppm), 칼슘은 1.4~20.2(ppm), 마그네슘은 0.7~2.3(ppm)의 분포를 보였다.
그리고 표6의 서래봉의 화학분석 결과중 수소이온농도는 4.41 ~ 5.54, 유기물함량은 7.20~ 21.62(%), 유효인산은 9.0 ~ 39.0(ppm), 양이온치환용량은 11.8 ~ 23.6(cmol/㎏)로 각각 분포되 어있음을 알 수 있고, 치환성양이온 중 칼륨은 0.32~1.02(ppm), 칼슘은 1.9~8.8(ppm), 마그네슘은 0.7~1.9(ppm)의 범위로 분포하고 있음을 확인할 수 있다. 신선봉과 서래봉 두 지점에 대해 치환성양이온을 제외한 각 화학인자별 분석 값을 비교 분석한 결과 적게는 2.
두 번째는 표 4와 같이 내장산 토양에 대해서는 신선봉은 해발 763m인 정상부근에서 Cs¹³⁷의 농도는 90.48㏃/㎏-dry 로 나타났고 정상보다 아래쪽에 위치한 해발 653m 부근에서는 103.10㏃/㎏-dry로 정상보다 약간 높게 나타난 반면, 신선봉에서 고도가 가장 낮은 해발 200m인 내장사 방향과 해발 356m인 백양사 방향에서는 각각 36.43㏃/㎏-dry, 15.91㏃/㎏-dry로 정상보다 적게 나타남을 알 수가 있었다. 해발 622m인 서래봉은 정상에서 가장 높은 값인 58.
그리고 인근 고산지대인 영광원전으로부터 2㎞ 떨어진 금정산과 약 20㎞ 떨어진 불갑산에 대한 방사능 농도분석 결과 또한 지금까지의 토양중 Cs¹³⁷의 농도범위인 불검출 ~ 252㏃/㎏-dry의 범위에는 들었지만 고산지대의 특성인 고도가 증가함에 따라 의 농도도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 표 2 및 표 3에서 보여지듯이 Cs¹³⁷의 농도에 따라 화학인자인 수소이온농도, 유기물, 유효인산 , 양이온치환용량, 치환성양이온과의 관계를 알아보았는데 화학인자중 유기물과 양이온치환용량이 Cs¹³⁷과 상관성이 나타나는 것을 알 수가 있었다. 그림 1은 고도별 Cs¹³⁷의 경향을 나타낸 것이고 그림 2와 그림 3은 화학인자와의 관계를 도시한 것이다.
9(ppm)의 범위로 분포하고 있음을 확인할 수 있다. 신선봉과 서래봉 두 지점에 대해 치환성양이온을 제외한 각 화학인자별 분석 값을 비교 분석한 결과 적게는 2.8%에서 크게는 20% 정도의 차이를 보였다. 신성봉에서 Cs¹³⁷의 농도와 화학인자별 상관성을 도출한 결과는 수소이온농도, 유효인산 및 치환성양이온과 방사능 농도와는 0.
8%에서 크게는 20% 정도의 차이를 보였다. 신성봉에서 Cs¹³⁷의 농도와 화학인자별 상관성을 도출한 결과는 수소이온농도, 유효인산 및 치환성양이온과 방사능 농도와는 0.07, 0.13, 0.20의 상관관계를 가지고있으며, 유기물과 양이온치환용량은 내장사 방향과 백양사 방향에 대해서 각각 분석한 결과는 유기물은 0.93, 0.30을 나타냈고 양이온치환용량은 0.03, 0.82의 상관성을 나타냈다. 서래봉에서는 유효인산, 치환성양이온과 방사능 농도와는 0.
토양의 화학적 요인으로는 양이온치환용량이 주요 인자임이 규명되었다. 양이온치환용량은 침적된 Cs¹³⁷을 토양에 고정시키는 능력을 나타내며 같은 지형 조건에서 높은 양이온치환용량을 가진 시료가 낮은 양이온치환용량을 가진 토양에 비해 Cs¹³⁷ 농도가 높은 값을 보였다
표 1에서 보여지듯이 영광원전이 위치한 평지부분에 대해서는 원전으로부터 거리에 상관없이 지금까지 분석전문기관에서 분석한 Cs¹³⁷의 농도와 차이가 없음을 알 수가 있었다. 그리고 인근 고산지대인 영광원전으로부터 2㎞ 떨어진 금정산과 약 20㎞ 떨어진 불갑산에 대한 방사능 농도분석 결과 또한 지금까지의 토양중 Cs¹³⁷의 농도범위인 불검출 ~ 252㏃/㎏-dry의 범위에는 들었지만 고산지대의 특성인 고도가 증가함에 따라 의 농도도 증가하는 경향을 나타내었다.

후속연구

이는 향후 원전이 위치한 지역의 토양에 대해서 정확한 Cs¹³⁷의 축적경향을 파악하고 기초자료를 마련하기 위해서는 고도에 대한 특성과 함께 화학적인 거동특성도 같이 병행해서 자료를 축적해야 좀 더 정확한 데이터로 활용을 할 수 있을 것으로 판단된다.

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