초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
전리방사선으로부터 인간 및 환경 통합 방호를 위한 기초, 기반기술 개발을 목표로 하는 본 과제는 비인간종 방사선영향평가기술 개발, 지표수 핵종이동평가기술 개발, 장반감기핵종 작물흡수실험 해석 및 농경지오염 대책기술 개발 3개 세부연구 부분으로 나뉘어져 수행되었다.
비인간종 방사선영향평가기술 개발 분야에서는 관련 요소기술 확보를 위해 국내 환경 생태특성을 파악하고, 생태계 방사선 영향평가의 기준이 되는 참조 동식물을 도출하였으며, 각 참조 동식물의 형태와 크기 등을 고려하여 기하학적 구조

III. 연구개발의 내용 및 범위
전리방사선으로부터 인간 및 환경 통합 방호를 위한 기초, 기반기술 개발을 목표로 하는 본 과제는 비인간종 방사선영향평가기술 개발, 지표수 핵종이동평가기술 개발, 장반감기핵종 작물흡수실험 해석 및 농경지오염 대책기술 개발 3개 세부연구 부분으로 나뉘어져 수행되었다.
비인간종 방사선영향평가기술 개발 분야에서는 관련 요소기술 확보를 위해 국내 환경 생태특성을 파악하고, 생태계 방사선 영향평가의 기준이 되는 참조 동식물을 도출하였으며, 각 참조 동식물의 형태와 크기 등을 고려하여 기하학적 구조 모형을 정의하였고, 이를 바탕으로 MCNP 코드를 이용한 참조동물 내, 외부 선량환산인자를 계산하였다. 또한 allometric법을 적용한 참조동식물 전이인자 예측모델을 개발하였고, 국내 참조동물 중 수생태계의 버들치 및 육생태계의 지렁이에 대한 전이인자를 실험적으로 측정하였으며, 문헌조사를 통해 다양한 야생동식물에 대한 전이인자
데이터베이스를 구축하였다. 또한 윈도우 기반 선량평가 전산코드를 개발하고 국제공동연구에 참가하여 코드의 성능테스트를 수행하였다.
지표수 핵종이동평가기술 개발 분야에서는 오염된 지표수로 작물을 재배하는 경우를 고려하여 처분장 주변의 지표수와 토양의 핵종간 화학적 거동을 평가하고 평형분배계수(Kd)를 측정하였으며 오염된 지표수로부터 토양내의 핵종이동모델을 개발함과 동시에 모델의 검증을 위해 경주 방폐장 주변 논토양을 이용한 장반감기 핵종의 이동 실험을 수행하였다. 또한 오염된 유입원이 있을 경우 하천 및 호수의 핵종농도를 평가하기 위해 지표수 오염 평가 모델을 개발하고, 개발된 모델의 적용연구를 수행하였다. 최종적으로 개발된 토양 및 지표수 모델을 통합하고 윈도우 기반 통합 환경매체 오염평가 전산코드를 개발하였다.
장반감기핵종 작물흡수실험 해석 및 농경지 오염대책기술개발 분야에서는 장반감기 핵종에 대한 작물의 전이계수 및 거동 해석을 위해 국내 주요 작물인 벼, 채소류, 두류에 대한 iodine 및 technetium 동위원소 전이계수를 국내 유일 방사성물질 취급 온실에서 작물 재배와 함께 연차적으로 측정하고, 논 및 밭 토양에 대한 상기 핵종에 대한 용출거동을 조사하였다. 장 반감기 핵종으로 오염된 논에서 벼 재배시 작물오염 완화를 위해 유기질 및 석회 비료와 같은 농용물질의 방사성 핵종 흡착 또는 고정 원리를 이용하여 핵종전이 억제 특성조사를 수행하였다.

Abstract ▼

III. Content and Scope
The present works were performed in three sub-parts: the development of non-human biota radiation dose assessment technologies, the development of the radionuclide transfer model in surface water, and the analysis and measurement of
the uptake of long-lived radionuclides

III. Content and Scope
The present works were performed in three sub-parts: the development of non-human biota radiation dose assessment technologies, the development of the radionuclide transfer model in surface water, and the analysis and measurement of
the uptake of long-lived radionuclides into the domestic staple crops.
For the development of the non-human biota radiation dose assessment technologies, the characteristics of the domestic ecosystem were reviewed, and the domestic reference animal and plants (RAPs) and their geometrical shape and dimension were proposed. The internal and external dose conversion coefficient of the RAPs were calculated by means of the Monte Carlo simulation. In addition, the allometric transfer model was developed to predict the concentration ratio(CR) of
radionuclide between the RAPS and environmental medium when there are no data avaliable. The time-dependent CR of ¹³⁷Cs, ⁸⁵Sr, and ⁶⁵Zn for the domestic reference animals, Chinese Minnow and earthworm, were measured in laboratory.
In parallel with the experiments, the concentration ratio database was made through the literature survey. Finally, the Window-based computer code to assess the non-human biota dose was developed. The performance of the code was
tested through the participation in the IAEA/EMRAS II international joint research program, and the result was published in a SCI journal.
The chemical behaviors of radionuclide between surface water and soils that were sampled from fields near the Gyeongju repository was studied considering the case that plants are cultivated by using a contaminated irrigation water. In parallel, the transport model of radionuclide in the saturated contaminated soil was developed to predict the concentration of radionuclide in soil, The transport model was tested by comparing the experimental data that was obtained by using a paddy soil sampled rice field near Gyeongju repository, and the soil migration parameters for the model were obtained. The transport model of radionuclides in river and lake were developed in order to evaluate the concentration of radionuclide when radionuclides are released into river and lake. Finally, all the developed transport models were integrated to develop the Window-based comprehensive computer program to assess the contamination level of environmental medium as a result of release of radionuclide into environment.
In order to obtain the soil-to-plant transfer factor for long-lived radionuclides that are very mobile in the environment, the transfer factor of ⁹⁹Tc and ¹²⁹I for the rice, cabbage, radish, and soybean were measured through the pot experiment by using the soils that were sampled from the fields near the Gyeongju repository. The migration characteristics of the radionuclides in the soil were experimentally investigated. Also, the technology to lessen the contamination of plants that are
grown in a contaminated field was experimentally studied using the principle of the adsorption or immobilization of radionuclides by organic matter and/or lime in a contaminated soil.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 23
• 목차 ... 27
• 표목차 ... 31
• 그림목차 ... 33
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 36
• 제1-1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 36
• 1-1-1. 기술적 측면 ... 36
• 1-1-2. 경제 산업적 측면 ... 36
• 1-1-3. 사회적 측면 ... 37
• 제1-2절 연구개발 범위 ... 37
• 1-2-1. 비인간종 방사선영향 평가기술 개발 ... 37
• 1-2-2. 지표수이동평가기술개발 ... 38
• 1-2-3. 장반감기 핵종에 대한 작물흡수 실험 해석 및 농경지오염대책기술개발 ... 38
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 40
• 제2-1절 국외기술개발현황 ... 40
• 제2-2절 국내연구동향 ... 43
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 44
• 제3-1절 비 인간종 방사선 영향 평가기술 개발 ... 44
• 3-1-1. 국내 환경생태 특성 파악 ... 44
• 가. 전국 생태 특성[3.1-1] ... 44
• 나. 경주 처분장 주변 생태 특성 ... 44
• 3-1-2. 참조 동식물 기하학적 구조 정의 ... 45
• 가. 참조동식물의 개념 ... 45
• 나. 참조동식물 선정 기준 ... 46
• 다. 국내 참조동식물 ... 50
• 라. 방사능 위해도 평가를 위한 핵종 ... 51
• 3-1-3. MCNP코드를 이용한 참조동식물 내, 외부 선량환산인자 ... 55
• 가. 국외 연구 현황 ... 55
• 나. 선량환산인자 모델 ... 56
• 다. 육상생태계 동식물 선량환산인자 ... 61
• 라. 핵종별 국내 참조동식물 선량환산인자 ... 74
• 3-1-4. 수생태계 참조동물(버들치) 전이인자 측정 ... 84
• 가. 배경 ... 84
• 나. 실험 장치 및 방법 ... 84
• 다. 결과 및 해석 ... 86
• 3-1-5. Allometric 법을 이용한 전이인자 예측모델 개발 ... 88
• 가. Allometric 모델 ... 89
• 나. 모의 계산 및 결과 ... 94
• 다. 국내 참조동식물 적용 ... 97
• 라. 컴퓨터 코드 K-BIOTA-CR ... 101
• 3-1-6. 비 인간종 방사선 영향 평가도구 개발을 위한 핵종, 참조동식물 전이인자 데이터베이스 구축 ... 103
• 가. 개요 ... 103
• 나. 데이터베이스 구축 대상 핵종 및 참조 동식물의 종류 ... 103
• 다. 데이터베이스 구축 방법 및 결과 ... 104
• 3-1-7. 육상생태계 참조동물(지렁이) 전이인자 측정 ... 107
• 가. 배경 ... 107
• 나. 실험 장치 및 방법 ... 107
• 다. 결과 및 해석 ... 111
• 3-1-8. 비인간종 선량평가도구 K-BIOTA 개발 ... 116
• 가. 평가용 K-BIOTA 기본프레임(V 1.0) 개발 ... 116
• 나. K-BIOTA V 1.0 보완 개선 ... 123
• 다. K-BIOTA V 2.0 매뉴얼 개발 ... 125
• 3-1-9 K-BIOTA V 2.0 성능테스트 ... 125
• 제3-2절 지표수 핵종이동 평가기술 개발 ... 127
• 3-2-1. 지표수와 토양의 핵종의 화학적 거동 평가 ... 127
• 가. 토양 시료 ... 127
• 나. 토양 특성별 Kd 조사 ... 128
• 다. 토양수 내의 핵종농도 평가 실험 ... 133
• 3-2-2. 지표수로부터 토양내의 핵종이동 모델 개발 ... 138
• 가. 서론 ... 138
• 나. 모델 ... 138
• 다. 논토양 내 핵종이동 실험 ... 141
• 라. 결과 및 해석 ... 144
• 3-2-3. 지표수(하천) 오염 평가 모델 개발 ... 149
• 가. 하천 모델 및 특성 파라메터 ... 149
• 나. 지하수에 의한 하천 오염평가 적용 연구 ... 152
• 3-2-4. 지표수(호수) 오염평가 모델 개발 ... 157
• 가. 배경 ... 157
• 나. 호수 모델 ... 157
• 3-2-5. 토양 및 지표수 핵종 오염 평가모델 통합 및 K-ENVCON 개발 ... 167
• 가. 모델통합 ... 167
• 나. K-ENVCON 프로그램 및 매뉴얼 개발 ... 173
• 제3-3절 장반감기 핵종 작물 흡수실험 해석 및 농경지 오염대책기술 개발 ... 174
• 3-3-1. 벼에 대한 129I 전이계수 조사실험 ... 174
• 가. 연구 배경 ... 174
• 나. 논토양-작물체 129I 전이계수 측정 ... 174
• 다. 논에서의 129I 동위원소 용출거동 실험 ... 177
• 3-3-2. 벼에 대한 99Tc 전이계수 조사실험 ... 183
• 가. 서론 ... 183
• 나. 측정방법 ... 183
• 다. 결과 및 고찰 ... 183
• 라. 논에서의 99Tc 용출거동 실험 ... 186
• 3-3-3. 콩 및 채소류에 대한 129I의 토양-작물체 전이계수 조사 실험 ... 191
• 가. 서론 ... 191
• 나. 토양-작물체 129I 전이계수 ... 191
• 다. 토양 깊이별 iodine 분포 조사 ... 198
• 3-3-4 밭작물에 대한 Tc-99 전이계수 조사실험 ... 200
• 가. 토양-작물체 99Tc 전이계수 ... 200
• 나. 토양 깊이별 99Tc 분포 조사 ... 207
• 3-3-5. 장반감기 핵종 작물 오염 저감화 기술 개발 ... 208
• 가. 연구 배경 및 범위 ... 208
• 나. 실험 방법 ... 209
• 다. 연구 결과 ... 212
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 215
• 제4-1절 연구개발 목표 달성도 ... 215
• 제4-2절 관련 분야에의 기술 기여도 ... 218
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 220
• 제5-1절 기술적 측면 ... 220
• 제5-2절 경제, 사회적 측면 ... 221
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 222
• 제6-1절 환경방호를 위한 선량 평가 프로그램 ... 222
• 제6-2절 데이터베이스 (DB) ... 222
• 제6-3절 EU projects ... 223
• 제6-4절 국제기구 ... 223
• 제6-5절 기타 자료 ... 225
• 제7장 참고문헌 ... 226