Earticle

방사성오염 물질의 대기 중 확산에 대한 해석은 일반적으로 보수적인 결과를 도출하기 위하여 가우시안 플룸식을 적용한다. 본 연구에서는 가우시안 플룸식을 사용할 경우 반영하기 힘든 복잡지형에 대해 보다 상세하게 공기 흐름과 방사성물질의 이동확산을 해석하기 위하여, 전산유체역학을 이용하여 월성 원자력발전소 부지에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 그 결과, 북서쪽에 위치한 산과 남동쪽에 위치한 바다로 인해 북서풍과 남동풍의 경우에는 지형으로 인한 공기 흐름의 변화가 크게 나타났다. 북서풍은 대기가 산 지형을 따라 흐르면서 수직방향으로 가장 불안정한 흐름을 보이며, 남동풍은 대기가 안정적으로 원전 쪽으로 흘러 들어오나 건물과 지형에 의해 흐름을 방해받아 유동이 급격하게 불안정해진다. 반면 지형에 의한 공기 흐름 방해가 작은 북동풍과 남서풍은 원전 건물에 의해 공기의 흐름이 방해를 받아 건물 뒤쪽으로 후류영역이 크게 형성됨을 확인하였다.

The interpretation on the diffusion of radiation contaminants in air is usually to apply a Gaussian plume equationthat obtains normal distributions in stable air flow conditions to draw a conservative conclusion. In this study, a numericalstudy using computational fluid dynamics methods was performed to interpret the air flow pattern and the diffusion of theradiation contaminants at the Wolseong nuclear power plants, and a more detailed solution can be obtained than the Gaussianplume equation, which is difficult to use to simulate complex terrains. The results show that a significant fluctuation of airflow in the terrain appears in the case of a northwester and southeaster because of the mountain located in the northwestand the sea located in the south-east. The northwesterly air flow shows the most unstable flow in the vertical direction whenit passes over the terrain of mountain. The stable southeasterly air flow enters into the nuclear power plant from the sea,but it becomes unstable rapidly because of the interference by the building and the terrain. On the other hand, in the caseof a northeaster and southwester, a small interruption of air flow is caused by the terrain and wake behind the buildingsof nuclear power plants.

최근, 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 검증하기 위해 새로운 개념의 영상기법인 감마 꼭지점 영상(gamma vertex imaging, GVI)이 제안되었다. GVI는 양성자 빔과 매질과의 핵반응으로 인해 발생하 는 즉발감마선의 발생 위치를 결정하기 위해 입사한 감마선을 전자 변환기에서 전자로 변환한 후 전자 의 궤적을 추적하는 방법을 사용한다. GVI 영상장치는 감마선을 전자로 변환하기 위한 전자 변환기, 전 자 궤적을 추적하기 위한 2대의 양면 실리콘 스트립 검출기(double-sided silicon strip detector, DSSD) 와 전자의 에너지 결정을 위한 섬광체 흡수부 검출기로 이루어진다. 본 연구에서는 GVI 영상 장치를 구 성하는 DSSD 전용의 신호처리 장치를 구성하는 핵심 장치인 전하 민감형 전치증폭기(charge sensitive preamplifier, CSP) 모듈과 성형 증폭기 모듈을 개발하였으며, 상용 제품과 성능을 비교해 보았다. 감마 선원의 에너지 스펙트럼 측정 결과, 자체제작 CSP 모듈이 상용 제품보다 에너지 분해능이 약간 낮은 것 을 확인하였으며, 성형 증폭기의 경우 거의 동일한 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 개발된 신 호처리 장치의 노이즈의 크기를 나타내는 Vrms 값은 6.48 keV으로 평가되었으며, 이는 145 μm의 DSSD 에 전달되는 전자의 에너지(> ~51 keV)를 고려할 때 본 장치를 이용하여 전자의 궤적을 충분히 정확하 게 결정할 수 있음을 확인할 수 있음을 보여준다.

Recently, a new imaging method, gamma vertex imaging (GVI), was proposed for the verification of in-vivo proton dose distribution. In GVI, the vertices of prompt gammas generated by proton induced nuclear interaction were determined by tracking the Compton-recoiled electrons. The GVI system is composed of a beryllium electron converter for converting gamma to electron, two double-sided silicon strip detectors (DSSDs) for the electron tracking, and a scintillation detector for the energy determination of the electron. In the present study, the modules of a charge sensitive preamplifier (CSP) and a shaping amplifier for the analog signal processing of DSSD were developed and the performances were evaluated by comparing the energy resolutions with those of the commercial products. Based on the results, it was confirmed that the energy resolution of the developed CSP module was a little lower than that of the CR-113 (Cremat, Inc., MA), and the resolution of the shaping amplifier was similar to that of the CR-200 (Cremat, Inc., MA). The value of Vrms representing the magnitude of noise of the developed system was estimated as 6.48 keV and it was confirmed that the trajectory of the electron can be measured by the developed system considering the minimum energy deposition (> ~51 keV) of Compton-recoiled electron in 145-μm-thick DSSD.

원전의 인허가 승인을 위한 사고결말평가에서 경수로는 미국의 규제지침에서 제시한 바와 같이 방사성물질의 지표침적의 고려를 허용하지 않고 있는데 반해 중수로의 규제지침에서는 이의 고려를 허용하고 있다. 이러한 배경에 따라 본 연구에서는 방사성물질의 지표침적에 의한 피폭영향의 민감도를 정량적으로 고찰, 분석하였다. 가상사고 시나리오를 구성하여 Cs-137과 I-131의 환경방출에 따른 총 피폭선량을 평가한 결과, 방사성물질의 지표침적과 이로 인한 공기중 농도의 감손을 고려치 않는 경우에 보다 보수적 결과를 나타냈다. 이는 지표침적에 의한 피폭선량이 총 피폭선량에 미치는 기여는 상대적으로 적은데 비해 지표침적으로 인한 공기중 농도의 감손이 총 피폭선량에 미치는 기여는 상대적으로 크기 때문이다. 대기안정도, 방출기간, 평가거리 등에 따라 차이는 있지만 두 핵종 모두 총 피폭선량에 대해 흡입에 의한 피폭이 90% 이상을 차지했으며, 지표침적에 의한 피폭은 기껏해야 10% 미만을 나타냈다. 지표침적의 고려에 따른 총 피폭선량의 감소는 137Cs 보다는131I의 경우에 보다 컸으며, 대기가 안정하고 방출기간이 길수록, 그리고 방출점으로부터 평가지점이 멀수록 감소경향은 보다 뚜렷하게 나타났다.

In potential accident consequence assessments for the licensing approval of LWRs, the ground position of radionuclides released into the environment is not allowed into the models, as recommended in the U. S. Nuclear Regulatory Commission's regulatory guide. Meanwhile, it is allowed into the assessment models for the licensing approval of PHWRs with consideration of more detailed physical processes of radionuclides in the atmosphere. Under these backgrounds, importance of exposure dose by ground deposition was quantitatively evaluated and comprehensively discussed. For potential accidental releases of 137Cs and 131I, total exposure doses were more conservative in case of without consideration of ground deposition than in case of with its consideration. It was because of that the depletion of air concentration resulting from ground deposition is more influential in the contribution to total exposure doses than additional doses from contaminated ground. The exposure doses by the inhalation of contaminated air showed the contribution of more than 90% in total exposure doses, depending on atmospheric stability, release period of radionuclides and distance from a release point. The exposure doses from contaminated ground showed less than 10% at most in contribution of total exposure doses. The ratios of total exposure doses in case of with consideration of deposition to without its consideration for 131I were distinct than those for 137Cs. As the atmosphere is more stable, release duration of radionuclides is longer, distance from a release point is longer, it was more distinct.

소변시료 바이오어세이는 분석설비가 비교적 간단하고 시료 채취가 용이하여 내부피폭선량 평가를 위하여 널리 사용되고 있는 대표적인 간접측정법이다. 본 연구에서는 소변시료 바이오어세이 결과에 대해 보다 객관적인 성능검사를 수행하기 위하여 미국 NIST에서 주관한 NRIP (NIST raiochemistry inercomparison pogram)에 참여한 결과를 소개하였다. 60일간의 분석기간 동안 인공합성소변으로 제작된 검사시료의 방사능분석결과를 보고하는 cstomary exercise에서는 12가지 방사성핵종에 대한 측정 결과 ANSI N13.30에서 제시하는 성능검사 기준을 모두 만족하는 것으로 확인되었다. 비상상황에 대비하여 8시간 이내에 방사능분석결과를 신속하게 보고하는 eergency preparedness exercise에서는 9가지 방사성핵종에 대하여 -35 ~ 45%의 차이를 나타내어 확인된 오차범위 내에서 비상시 신속한 내부피폭 분류에 적용하기에 적합한 것으로 확인되었다.

Urine bioassay has been widely used for internal dosimetry due to simple process of sampling and measurement. In this paper, we participated in the NRIP (NIST Radiochemistry Intercomparison Program) hosted by US NIST to carry out a reliable performance test of urine bioassay and introduced the measurement method and results of NRIP-2013. In customary exercise with 60 days of reporting time, bioassay results of 12 radionuclides in the synthetic urine samples were acceptable based on the performance criteria of ANSI N13.30. In emergency preparedness exercise with 8 hours of reporting time, bioassay results of 9 radionuclides showed that differences ranged from -35% to 45%. However, we concluded that urine bioassay applied for emergency preparedness exercise would be applicable for rapid screening and estimation of internal exposure within a difference of ±45% in the event of radiological accidents.

Following the emergency work in Fukushima Daiichi nuclear power plant, more attention was paid for the radiation protection of workers working under severe accident condition. The protection procedure for the emergency workers, including the on-site emergency center, the seismic isolated building and the reestablishment of the radiation protection framework were analyzed to investigate drawbacks and deficiencies which led to adverse effects on the emergency planning and on emergency workers’ health and comfort. Those drawbacks were identified and studied, and then suggestions were made to enhance the emergency working condition to avoid any future problems during severe accident emergency work and management.

방사선비상계획은 원자력시설에 대한 사고해석을 통해 산출한 방사선원항과 기상자료에 근거한 선량평가 결과를 기초로 비상계획이 필요한 거리를 산출하고, 비상계획이 필요한 거리 내에 거주하고 있는 거주민에 대한 옥내대피, 소개, 갑상선방호 등의 보호조치 계획을 수립하는 방식으로 이루어진다. 본 연구에서는 연구용원자로 ‘하나로’에서 가상할수 있는 최대사고 조건 하에서 부지내외 거주자에 대한 보호조치 전 후의 선량변화를 1년간 기상자료에 기초하여 확률론적으로 평가하고, 국제방사선방호위원회의 2007년 권고에서 제시한, 비상피폭상황에서 보호조치 이후 잔여선량으로 정의된 참조준위 개념을 사용하여, 최적의 보호조치 유형을 도출하였다. 하나로의 경우 최대 가상사고시 최적의 보호조치 유형은 반경 300 m 이내 거주자 소개, 반경 800 m 이내 거주자 옥내대피로 평가되었으며, 갑상선방호는 반경 600 m 이내 거주자에 국한하여 해당되는데 이 지역 거주자가 소개 또는 옥내대피시는 방사능방재요원 외에 필요가 없는 것으로 평가되었다.

Nuclear emergency planning is to plan sheltering, evacuation and iodine prophylaxis for the residents living in the area where the emergency plan is needed, the area is confirmed based on the dose assessment using the source-term through an accident analysis and the data measured from meteorological tower. In this study, the does change before and after protective measures was assessed stochastically based on the one year meteorological data in the condition of the maximum hypothetical accident which can be considered at the research reactor ‘HANARO’, and the optimized protective measures were derived based on the reference levels defined as a residual dose by ICRP 2007 recommendation which can be applied in a emergency exposure situation. The optimized protective measures for the HANARO in the maximum hypothetical accident were the evacuation to radius 300 m, the sheltering from 300 m to 800 m, the iodine prophylaxis only for the emergency workers under the protective measures for non emergency workers.

향후 여론의 주도층이 될 일부 초, 중, 고등학생을 대상으로 방사선이용 분야 중 일반적으로 사회적 수용성이 절실히 필요한 방사선조사식품, 원자력발전, 의료방사선에 대한 인식, 지식 및 태도를 설문 조사한 결과 사회적 수용성 증진을 위한 교육적 근거가 일부 도출되었다. 첫째, 여학생 중심의 수업과 남학생 중심의 수업설계에 차별화된 전략이 필요하다. 여학생 보다 남학생이 방사선조사식품의 객관적 지식수준(p<0.039), 원자력발전의 필요성(p<0.001) 및 객관적 지식(p<0.001), 우리나라 원자력발전소 건설 찬성태도 (p<0.000), 의료방사선의 필요성(p<0.001) 및 객관적 지식(p<0.001), 의료방사선 이용 태도(p<0.007, p<0.001)가 모두 높기 때문이다. 둘째, 원자력발전의 필요성, 안전성에 대한 국민 이해를 돕기 위한 설명에서는 의료방사선의 필요성과 안전성에 대한 정보를 함께 제공하는 것이 교육효과를 높일 수 있다. 남, 여학생 모두 의료방사선이 가장 필요하며(p<0.001), 의료방사선이 가장 안전하며(p<0.001), 원자력발전이 가장 안전하지 않다고(p<0.013) 인식하고 있다. 또한 의료방사선과 원자력 발전의 상관관계가 가장 높게 나타났기 때문이다. 셋째, 초, 중, 고등학생이 방사선이용 분야별로 인식의 패턴이 다르므로 학급별로 차별화된 강의내용이 필요하다. 초등학생은 원자력발전에 대한 교육흥미도가 높고(p<0.005), 방사선조사식품이 안전하다고 인식하고 있으며(p<0.001), 방사선조사식품을 섭취하겠다는 태도가 가장 높았다(p<0.001). 중학생은 의료방사선에 대한 교육흥미도가 높고(p<0.018), 원자력발전(p<0.001)과 의료방사선(p<0.002)에 대해 안전하다고 인식하고 있으며, 치료 방사선이용 태도가 가장 높았다(p<0.001). 고등학생은 원자력발전(p<0.001)과 의료방사선(p<0.001)에 대한 객관적 지식수준이 가장 높고, 의료방사선이 가장 필요하다고 인식하고 있으나(p<0.017), 원자력발전이 가장 안전하지 않다고 인식하고 있다(p<0.001). 방사선조사식품 섭취 태도(p<0.001), 거주지에 원자력발전 건설을 찬성하는 태도(p<0.001) 모두 낮았다. 넷째, 객관적 지식 중심의 교육제공보다 인식변화 및 태도증진을 위한 교육프로그램이 제공되어야 한다. 객관적 지식과 방사선조사식품의 필요성, 객관적 지식과 원자력발전에 대한 안전성 및 교육흥미도, 객관적 지식과 의료방사선의 교육흥미도 및 정보습득에는 상관관계가 없었다. 특히, 고등학생의 경우 객관적 지식수준은 가장 높았으나 거주지의 원자력발전 건설에 대해 찬성하는 태도와 방사선조사식품 섭취태도가 가장 낮았기 때문이다. 국내에서 원자력 및 방사선이용에 대한 사회적 수용성을 향상시키기 위해 필요성과 안전성에 대한 인식과 지식 및 태도 향상에 관한 교육프로그램을 전략적으로 제공하는 것이 바람직하다.

A survey was conducted on perceptions, knowledge, and attitudes of elementary, middle, and high school students, who will lead public opinion in the future, regarding irradiated food, nuclear power generation, and medical radiation. These topics urgently require general social acceptability among various fields in which radiation is used. Educational methods to enhance social acceptability were partially discovered. First, it is necessary to implement different strategies when designing courses for female and male students. Male students have higher levels of objective knowledge (p<0.039) of irradiated food, necessity (p<0.001) and objective knowledge (p<0.001) of nuclear power generation, approval of building a nuclear power plant in the nation (p<0.001), necessity (p<0.001) and objective knowledge (p<0.001) of medical radiation, and attitudes regarding using medical radiation (p<0.007, p<0.001). Second, the educational effect of explanations to help increase national understanding of the necessity and safety of nuclear power generation will increase if information on the necessity and safety of medical radiation is provided as well. Both male and female students perceived that medical radiation is the most necessary (p<0.001), medical radiation is the safest (p<0.001), and nuclear power generation is the least safe (p<0.013). Moreover, the correlation between medical radiation and nuclear power generation was the highest. Third, there is a need for different lectures between classes, since the patterns of perception vary according to the field of radiation use among elementary, middle, and high school students. Elementary school students had high interest in education on nuclear power generation (p<0.005), perceived that irradiated food is safe (p<0.001), and had the most positive attitude toward consuming irradiated food (p<0.001). Middle school students had high interest in education on nuclear power generation (p<0.018), perceived that nuclear power generation (p<0.001) and medical radiation (p<0.002) are safe, and had the most positive attitude toward using radiation for treatment (p<0.001). High school students had the highest level of objective knowledge on nuclear power generation (p<0.001) and medical radiation (p<0.001), and perceived that medical radiation is the most necessary (p<0.017); however, they perceived that nuclear power generation is the least safe (p<0.001). Attitudes toward irradiated food intake (p<0.001) and approving construction of a nuclear power plant in their neighborhood (p<0.001) were both low. Fourth, it is necessary to provide educational programs to change perceptions and improve attitudes rather than providing education focused on objective knowledge. There was no correlation between objective knowledge and necessity of irradiated food, objective knowledge and safety and interest in education on nuclear power generation, and objective knowledge and interest in education and information acquirement regarding medical radiation. In particular, high school students had the highest level of objective knowledge and yet had the least positive attitudes toward approving construction of nuclear power plants in their neighborhood and intake of irradiated food. Therefore, to increase the social acceptability of using nuclear energy and radiation in Korea, it is desirable to provide strategic educational programs to improve perceptions, knowledge, and attitudes regarding the necessity and safety of their use.