Earticle

Background: It is very difficult to set a regulatory guidance or criteria for the protection of non-human species from the ionizing radiation, because there are no generally or internationally accepted methods for demonstrating the compliance with such criteria. It is needed that Korea develop the primary dose rate standards for the protection of both aquatic and terrestrial biota in the near future. Materials and Methods: The potential dose rates due to both external and internal radiation exposures to marine organisms such as plaice/flounder, gray mullet, and brown seaweed collected within territorial seas around the Korean Peninsula were estimated. Results and Discussion: The total dose rates to plaice/flounder, gray mullet and brown seaweed due to 40K, a primordial radionuclide in marine environment, were found to be 0.2%, 0.08% and 0.3% of approximately the values of the Derived Consideration Reference Levels (DCRLs, i.e. 1-10 mGy․d-1), respectively, as suggested by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) publication 124. The total dose rates to marine fishes and brown seaweed due to anthropogenic radionuclides such as 90Sr, 137Cs and 239+240Pu were considered to be negligible compared to the total dose rate due to 40K. The external exposure to benthic fish due to all radionuclides was much higher than that of pelagic fish. Conclusion: From this study, it is recommended that the further study is required to develop a national regulatory guidance for the evaluation of doses to non-human species.

연구배경: 본 연구는 일본 후쿠시마 원전사고 이후 원전사고 및 방사능 오염에 대한 우리 국민들의 인식도를 확인하기 위한 목적으로 진행되었다. 재료 및 방법: 설문조사는 수도권에 거주하는 성인 600명을 대상으로 하였다. 결과 및 논의: 연구 결과, 대다수 국민들은 일본 원전사고로 인한 방사능 누출이 우리나라에 영향을 미치고 있다고 우려하였다. 식품, 특히 수산물의 방사능 오염에 대한 우려가 높았고, 선호하는 정보 취득원은 TV(49.8%)와 인터넷 매체(31.3%)였다. 한편 다수의 국민들은 일본 원전사고 및 방사능 오염 정보가 충분히 제공되지 않았고, 원전사고 이후 우리 정부의 대응조치를 잘 모르고 있는 것으로 나타났다. 또한 국민 대다수가 식품·환경 등의 방사능 오염 정도와 안전성에 대한 정보제공 강화가 가장 중요한 것으로 인식하고 있었다. 결론: 본 연구 결과는 향후 방사능에 대한 올바른 인식 확립과 방사능 안전사고 리스크커뮤니케이션을 위한 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Background: The objective of this study was to investigate Korean people's awareness about impact of the Fukushima nuclear power plant accident in Japan and radioactive contamination caused by it. Materials and Methods: The respondents of the survey were 600 adults who resided in the Seoul metropolitan area. Results and discussion: The survey results show that the majority of respondents were concerned about impact of radiation leakage that might have an effect on our environment. They were worried about radioactive contamination of foodstuffs, particularly fishery products and preferred to acquire information through TV(49.8%) or the Internet(31.3%). Meanwhile, respondents mentioned that the information on the Fukushima nuclear accident and radioactive contamination had not been sufficient and they didn't know well about the follow-up measures of the government on the accident. Most respondents answered that information on radioactive contamination levels and safety of foods and environment was most needed. Conclusion: The results of this study could be useful to enhance awareness on radioactivity and improve risk communication on nuclear power plant accidents.

연구배경: 방사선이용 및 원자력발전의 외향적 성장에 비해 국민이 우려하는 건강권, 환경권, 안전권, 알권리, 발전권, 생존권 등 기본권과의 관계 분석은 전무한 상태이다. 재료 및 방법: 방사선 및 원자력 관련 실정법 내용을 가능한 높은 수준의 권리보장이라는 최대주의적 관점에서 다수의 기본권 분석을 통해 삶의 질 향상을 위한 법률적 보완 방안을 도출하였다. 결과 및 논의: 한국 헌법에 방사선 및 원자력발전과 직접 관계된 기본권 내용은 최소한 12개 조항으로 다수의 권리와 관계된다. 방사선 및 원자력관련 실정법 14종에 헌법적 기본권이 다양한 조항으로 모두 반영되어 있다. 다수의 기본권이 함께 적용된 방사선 및 원자력 관련 실정법은 인간 삶의 질 향상 목적에서 생존권을 우선으로 한 건강권, 환경권, 알권리, 안전권이 작동되어야 하는 것인지, 생존권, 건강권, 환경권, 알권리, 안전권이 같은 크기로 작동되어야 하는 것인지에 대한 상대적 우위에 대해서는 신중한 결정이 필요하고, 인간영역에서 단시간에 평가하기에는 어려운 문제이다. 결론: 원자력, 방사선의 이용증진 측면과 위험·리스크 발생방지 측면 두 가지 목표를 동시에 조화롭게 추구해야 하는 정책은 우리나라 입장에서는 중요한 일이고, 권리 간 조화를 위해 올바른 가치판단이 필요하다.

Research background: Despite the visible growth in radiation usage and nuclear power development, the analysis of their relationship with fundamental rights, a subject of public concern regarding issues including the right to health, environmental rights, safety rights, the right to know, the right to development, and the right to life, is currently non-existent. Methods: By examining various fundamental rights in the context of positive laws regarding radiation and nuclear power in an idealistic perspective that guarantees the maximum degree of rights, this paper aims to propose legislative supplements that will lead to improvements in quality of life. Result and discussion: In the South Korean Constitution, radiation and nuclear power is a subject incorporating several rights, including at least 12 clauses that are directly related to fundamental rights; these constitutional rights are manifested in the various clauses of the 14 positive laws regarding radiation and nuclear power. The question on the relative importance of each fundamental right as reflected in these positive laws- whether the right to life should be prioritized or considered equal in weight to the right to health, environmental rights, the right to know, and safety rights- requires careful deliberation and is difficult to humanly resolve in the short term. Conclusion: Making policy that expands the usage of radiation and nuclear power while simultaneously preventing their associated risks is an important task for the Republic of Korea, and a proper value judgment is necessary to find a balance in its associated rights.

연구배경:　우리나라를 포함한 중국, 대만, 북한, 일본 등에서 원전, 재처리시설과 같은 원자력시설의 증가에 따라 주변국 핵활동 분석의 종합적 대책이 필요하다. 우리나라와 포괄적핵실험금지조약기구(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO)는 동북아시아 지역에서 핵종 탐지소를 운영 중으로, 핵종탐지 장비에서 특이 값 측정시 모니터링 자료의 분석과 더불어 배출원 탐색모델을 이용하여 핵종의 기원이 어디인지 추정하고 평가하는 것은 주변국 핵활동에 대한 감시 및 안전성 확보 측면에서 중요하다. 재료 및 방법: 주변국의 은밀한 핵활동 시 방사성핵종의 기원을 추정하기 위하여 3차원 전진/후진형 궤적모델을 개발하였다. 개발된 궤적모델은 궤적 미분방정식을 유한차분법을 이용한 방법으로 주어진 바람자료를 이용하여 방사성핵종의 방출지점으로부터 입자의 궤적을 순차적으로 찾아가는 전진형 모델과 시간 역산으로 방출기원을 추정하는 후진형 모델로 구성되었다. 결과 및 논의: 개발된 궤적모델의 검증을 위하여 체르노빌 사고 당시 측정된 농도자료를 이용하였다. 검증결과 관측지점의 농도가 높게 측정된 지점과 방출기원에서 가까운 지역으로부터 시간 역산의 방출지점을 추정한 결과의 정확도가 높았다. 3차원 궤적모델은 방출시간, 방출높이, 방출간격 등의 변수에 의해 계산결과가 달라지는 불확도를 내포하고 있는데, 이러한 궤적모델의 불확도를 최소화하기 위해 한국원자력연구원에서 개발한 대기확산모델(long-range accident dose assessment system, LADAS)를 이용하여 fields of regards (FOR) 기법에 의해 오염물 방출영역을 추정한바 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 결론: 본 연구를 통하여 개발된 배출원 탐색모델은 주변국의 은밀한 핵활동 시 핵종 탐지장비와 연계하여 방사성핵종의 방출지역과 기원을 파악하여 우리나라의 핵종탐지 능력을 향상하고 핵활동 및 방사선 안전 분야에서 주도적 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

Background: It is necessary to consider the overall countermeasure for analysis of nuclear activities according to the increase of the nuclear facilities like nuclear power and reprocessing plants in the neighboring countries including China, Taiwan, North Korea, Japan and South Korea. South Korea and comprehensive nuclear-test-ban treaty organization (CTBTO) are now operating the monitoring instruments to detect radionuclides released into the air. It is important to estimate the origin of radionuclides measured using the detection technology as well as the monitoring analysis in aspects of investigation and security of the nuclear activities in neighboring countries. Materials and methods: A three-dimensional forward/backward trajectory model has been developed to estimate the origin of radionuclides for a covert nuclear activity. The developed trajectory model was composed of forward and backward modules to track the particle positions using finite difference method. Results and discussion: A three-dimensional trajectory model was validated using the measured data at Chernobyl accident. The calculated results showed a good agreement by using the high concentration measurements and the locations where was near a release point. The three-dimensional trajectory model had some uncertainty according to the release time, release height and time interval of the trajectory at each release points. An atmospheric dispersion model called long-range accident dose assessment system (LADAS), based on the fields of regards (FOR) technique, was applied to reduce the uncertainties of the trajectory model and to improve the detective technology for estimating the radioisotopes emission area.Conclusion: The detective technology developed in this study can evaluate in release area and origin for covert nuclear activities based on measured radioisotopes at monitoring stations, and it might play critical tool to improve the ability of the nuclear safety field.

연구배경: 세기조절방사선치료와 같이 고선량을 암조직에 정밀하게 전달할 수 있는 방사선 치료기술이 개발됨에 따라, 보다 정확한 선량평가 기술의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 선형가속기에서 발생된 광자선의 물질투과율 정보를 통해 간접유도방식으로 에너지스펙트럼을 예측할 수 있는 기술의 개발을 목적으로 한다. 재료 및 방법: 의료용 선형가속기를 사용한 측정과 몬테칼로 전산모사를 통해 감쇠물질의 두께에 따른 X-선의 투과율이 평가되었으며, 이와 더불어 단일에너지에 의한 이온함의 반응함수가 결정되었다. 최종적으로 Unfolding 방법을 사용하는 HEOROW 프로그램을 통해 고선량률의 치료용 선형가속기에서 발생된 광자선의 에너지스펙트럼이 유도되었다. 본 연구에서 실험을 위해 Elekta Synergy Flatform 선형가속기가 사용되었으며, 몬테칼로 방법을 사용하는 Geant4 전산모사 프로그램이 사용되었다. 결과 및 논의: 감쇠물질의 두께에 따른 X-선 투과율과 몬테칼로 전산모사를 통해 계산된 X-선 투과율의 비교 결과 0.43%의 평균제곱근오차가 확인된다. 물질투과정보를 통해 간접적으로 유도된 에너지스펙트럼은 몬테칼로 전산모사를 통해 직접적으로 계산된 에너지스펙트럼과 비교분석 되었으며, 피크위치 및 평균에너지의 오차가 각각 0.066 MeV와 0.03 MeV로 평가되었다. 하지만 보다 정확한 에너지스펙트럼을 예측하기 위해서는 다양한 감쇠물질의 사용과 에너지스펙트럼 유도프로그램의 정밀도 향상을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 결론: 본 연구를 통해 확인된 물질투과율 기반의 에너지스펙트럼 측정 기술은 에너지가 높고 선량률이 높기 때문에 광자선을 직접적으로 측정하는 것이 제한적인 의료용 선형가속기에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

Background:　For the accurate dose assessment in radiation therapy, energy spectrum of the photon beam generated from the linac head is essential. The aim of this study is to develop the technique to accurately unfolding the energy spectrum with the transmission analysis method. Materials and Methods: Clinical linear accelerator and Monet Carlo method was employed to evaluate the transmission signals according to the thickness of the observer material, and then the response function of the ion chamber response was determined with the mono energy beam. Finally the energy spectrum was unfolded with HEPROW program. Elekta Synergy Flatform and Geant4 tool kits was used in this study. Results and Discussion: In the comparison between calculated and measured transmission signals using aluminum alloy as an attenuator, root mean squared error was 0.43%. In the comparison between unfolded spectrum using HEPROW program and calculated spectrum using Geant4, the difference of peak and mean energy were 0.066 and 0.03 MeV, respectively. However, for the accurate prediction of the energy spectrum, additional experiment with various type of material and improvement of the unfolding program is required. Conclusion: In this research, it is demonstrated that unfolding spectra technique could be used in megavoltage photon beam with aluminum alloy and HEPROW program.

연구배경: 우리나라 표층토양 중 원자력 발전소 주변 지역인 울진군을 중심으로 137Cs과 90Sr의 분포 현황을 조사하고, 토양 속 방사성핵종의 행동에 영향을 미치는 변수들과의 상관관계를 밝힘으로써 한국토양에 발생한 137Cs과 90Sr의 농도에 대한 기준자료 확보와 원자력시설 주변 환경영향 평가의 강화가 목적이다. 재료 및 방법: 원자력 발전소 인근 10 km이내의 지역 14곳에서 2011년 4월 표층토양 시료를 채취하였으며, 깊이에 따른 분포 조사를 위하여 40 cm 까지의 토양을 덕구, 후정, 매화 지역에서 채취하였다. 137Cs의 농도는 HPGe 감마분광시스템으로, 90Sr의 농도는 방사평형상태의 90Y을 기체 유동식 비례계수기로 계측하였다. 결과 및 논의: 표층토양에서 137Cs의 방사능농도는 <0.479-39.6 Bq‧(kg-dry)-1(평균 7.51 Bq‧(kg-dry)-1), 90Sr의 방사능농도는 0.209-1.85 Bq‧(kg-dry)-1(평균 0.74 Bq‧(kg-dry)-1)이었다. 방사능비(137Cs/90Sr)는 9.67로서 전지구적 초기 방사성 낙진의 1.75보다 큰 값을 보였는데, 이는 낙진 이후 90Sr의 심층으로의 빠른 이동성 때문이다. 깊이에 따른 분포는, 덕구와 후정의 토양에서 137Cs 의 농도가 표층토양에서 가장 높고 깊이가 증가할수록 급격히 지수적으로 감소하는 경향을 보였으며, 90Sr의 방사능농도는 표층 및 깊이 30 cm 부근에서 높은 값을 보였다. 표층토양 방사능 농도와 표층토양 변수들(pH, 유기물함량, 입도)과의 선형 핏팅에서는 137Cs 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계(결정계수 R2=0.6)가 있는 것으로 나타났다. 결론: 울진 토양의 137Cs과 90Sr의 방사능농도 범위는 한국 다른 지역의 값과 유사함을 확인하였고 137Cs 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계를 확인하였다.

Background: For the purpose of baseline data collection and enhancement of environmental monitoring the distribution studies of 137Cs and 90Sr in the soil of Uljin province was performed and the relation between surface soil activities and soil properties (pH, TOC and median of the surface soil) was analyzed. Materials and Methods: For 14 spots within 10 km from the NPP surface soil samples were collected and soils for depth profile were sampled for 3 spots in April 2011. Using γ-ray spectrometry with HPGe detector, the concentrations of 137Cs were determined and the concentrations of 90Sr were measured by counting β-activity of 90Y (in equilibrium with 90Sr) in a gas flow proportional counter. Results and Discussion: The concentration ranges of 137Cs and 90Sr were <0.479-39.6 Bq‧(kg-dry)-1 (avg. 7.51 Bq‧(kg-dry)-1) and 0.209-1.85 Bq‧(kg-dry)-1 (avg. 0.74 Bq‧(kg-dry)-1) which were similar to the reported values from other regions in Korea. The activity ratio of 137Cs to 90Sr in surface soils was around 9.67, which is much bigger than the initial value of 1.75 for worldwide fallouts because of faster downward movement of 90Sr after fallout than that of 137Cs. For depth profile studies soils were collected down to 40 cm depth for the locations of Deokgu, Hujeong and Maehwa. The 137Cs concentration distribution of the first two showed maximum values at top soils and decreased rapidly in exponential manner, while 90Sr showed two local maximum values for soils near top and about 30 cm depth. Through linear fittings between the 137Cs and 90Sr concentrations of surface soil and pH, TOC and median of the surface soil, the only probable relationship obtained was between 137Cs and TOC (determination coefficient R2=0.6). Conclusion: The concentration ranges of 137Cs and 90Sr in Uljin were similar to the reported values from other regions in Korea. The only probable relationship obtained between activities and soil properties was between 137Cs and TOC.

Background: Since the terminology ‘radioactive consumer product’ is not quite familiar to the public and is often considered as negative and detrimental things, the educational curriculum is essential for establishing reliability of nuclear energy related and for the development of better communication strategy of radiation risk with the public. To provide base data which is valuable for establishing efficient curriculum of education and training about radiation safety, it is necessary to apprehend the different level of awareness of radiation exposures classified by various consumer products. Materials and Methods: On November 2014, a question investigation about asking awareness level of radiation exposure from various consumer products was done for university students who are highly educated. The object students are studied at a four-year-course universities which is located at Daejeon City. Results and Discussion: Although the average awareness level is comparatively low, the awareness of senior students, who major in radiation, nuclear related departments and male students are relatively high. On the other hand, the awareness of freshman, sophomore, junior students, who do not major in radiation, nuclear related departments and female students are relatively low. It is necessary to provide various information to avoid unnecessary concerns and misconceptions about radiation exposure. Conclusion: This paper will be an instrument for efficient establishment of curriculum of education and training related with radiation safety.

연구배경: 생활주변방사선 안전관리법에 의한 가공제품의 방사선학적 안전성 평가를 위해서는 가공제품에 함유된 천연방사성핵종의 정량적 평가가 필요하다. 기존 분석법을 위한 파괴적 전처리는 높은 수준의 기술과 많은 시간이 소요되고, 측정 후 가공제품의 재사용을 불가능하게 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 가공제품에 함유된 천연방사성핵종인 토륨계열의 방사능을 평가하기 위해 전처리 과정이 생략되거나 최소화된 방법인 간단/신속 분석법을 개발하였다. 재료 및 방법: 개발된 분석법은 감마분광분석 시스템을 이용하여 전처리 없이 가공제품의 방사능을 간단하고 신속하게 측정하고, 시료의 구성물질, 밀도, 기하학적 형태에 대한 보정을 통하여 방사능을 정확하게 평가할 수 있는 방법이다. 상기 요소에 대한 보정을 위해 변환상수 개념을 도입하였으며, 방사선수송 전산모사를 통해 변환상수를 도출하였다. 본 연구의 대상으로는 일반인이 흔하게 사용하고, 인체에 착용하거나 인체 접촉이 많은 가공제품, 즉 일반인에게 상대적으로 높은 피폭방사선량을 초래할 수 있는 대표적인 가공제품이 선정되었다. 본 연구에서 선정된 가공제품은 건강목걸이, 건강팔찌, 남성용 건강보조기구, 매트 형태의 가공제품에 장착된 타일이었다. 결과 및 고찰: 상기 제품에 대한 변환상수를 Monte Carlo N-Particle eXtended (MCNPX)를 이용하여 도출하였으며, 도출된 변환상수는 0.31–0.47의 범위에 분포하였다. 전처리 없이 가공제품 원형을 그대로 측정한 단순 측정 분석법의 경우 가공제품에 함유된 토륨계열의 방사능은 실제보다 약 2.8배까지 과대평가 되었다. 본 연구에서 개발한 간단/신속 분석법을 사용하는 경우에는 전처리를 통한 정밀분석법과 비교하여 그 차이가 3-24% 정도로 크게 줄어들었다. 결론: 본 연구에서 개발한 분석법은 향후 추가적인 가공제품의 재질 및 형태에 대한 변환상수의 개발을 통해 다양한 가공제품의 방사선학적 안정성 평가에 활용될 수 있을 것이다.

Background: It is necessary to analyze radioactivity of naturally occurring radioactive materials (NORM) in products to ensure radiological safety required by Natural Radiation Safety Management Act. The pretreatments for the existing analysis methods require high technology and time. Such destructive pretreatments including grinding and dissolution of samples make impossible to reuse products. We developed a rapid and simple procedure of radioactivity analysis for thorium series in the products containing NORM. Materials and Methods: The developed method requires non-destructive or minimized pretreatment. Radioactivity of the product without pretreatment is initially measured using gamma spectroscopy and then the measured radioactivity is adjusted by considering material composition, mass density, and geometrical shape of the product. The radioactivity adjustment can be made using scaling factors, which is derived by radiation transport Monte Carlo simulation. Necklace, bracelet, male health care product, and tile for health mat were selected as representative products for this study. The products are commonly used by the public and directly contacted with human body and thus resulting in high radiation exposure to the user. Results and Discussion: The scaling factors were derived using MCNPX code and the values ranged from 0.31 to 0.47. If radioactivity of the products is measured without pretreatment, the thorium series may be overestimated by up to 2.8 times. If scaling factors are applied, the difference in radioactivity estimates are reduced to 3-24%. Conclusion : The developed procedure in this study can be used for other products with various materials and shapes and thus ensuring radiological safety.