새로운 방사선방호 원리에 입각한 초기 비상대응의 정량적 평가

Abstract

원자력발전은 인류가 윤택하고 선진적인 생활을 도모할 수 있도록 지난 70년 동안에 수많은 기술 진보를 이룩하였다. 오늘날 수많은 국가에서 탄소 제로(net-zero)를 성공적으로 달성하기 위해서 원자력을 기저 전력 에너지원으로 활용하고 있다. 세상 만물이 장단점을 항상 동시에 지니고 있듯이, 원자력 또한 엄청난 효율성을 지니고 있는 한편 중대사고 시 치명적 피해를 줄 수 있는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 지난 수십 년간 주민들의 생명과 재산, 환경을 보호하기 위한 보호조치가 연구되어왔다. 하지만 후쿠시마 사고를 통해 우리가 배운 것은 선량이라는 하나의 척도만을 고려해 보호조치를 권고했을 때, 방사선에 의한 리스크보다 기타 리스크가 증가했던 주객전도 현상이다. 본 연구에서는 미국에서 개발한 MACCS (MELCOR Accident Consequence Code System)를 활용하여 사고 초기에 소개와 옥내대피가 조합된 보호조치 전략에 대하여 정량적 평가를 수행하였다. 우선 건강 영향을 고려한 평가에서는 문턱 소개 시간(Threshold Evacuation Time Estimate, Threshold ETE)이라는 척도를 활용하였다. 분석 결과를 요약하자면, 근거리 영역의 경우 급성 영향을 방지하기 위한 시점을 소개전략 완료의 경계값으로 활용할 수 있다. 하지만 원거리 영역의 경우 급성 영향이 발생할 가능성이 상대적으로 낮음으로 후기암사망 리스크를 활용하여야 한다. 그러나 후기암사망 리스크를 기반으로 한 문턱 소개 시간 값은 소개 현실성을 반영하지 못하는 한계를 지니고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서 방사선방호 최적화 원리를 활용하여 보호조치 전략을 재평가하였다. 근래 IAEA에서 제시한 새로운 긴급보호조치 결정기준, 기존의 건강 영향, 그리고 방호비용을 동시에 고려할 수 있는 방호 편익의 정도(Degree Of Benefit, DOB)라는 척도를 개발하여 적용하였다. DOB의 경우 보호조치의 건강 영향과 소개의 현실성을 고려한 평가 척도로서 충분히 활용될 수 있다. 분석 결과를 요약하자면, 근거리 영역에서는 즉시 소개가 최적의 전략으로 선정되었고, 원거리 영역에서는 옥내대피의 효과성이 건강 영향과 소개 현실성 측면에서 충분히 나타나는 것을 확인하였다. 전 세계적으로 소개와 옥내대피의 효과성 및 동적 특성들에 대한 다양한 연구가 수행 중이다. 보호조치의 경우, 방사선에 대한 영향 관점, 차량 흐름 측면에서의 거시적 관점, 대피 구조물에 대한 관점, 사람이 직접 관여할 때 발생하는 불확실성 등 수많은 부분에서 연구가 필요하다. 본 연구의 경우, 보호조치에 대하여 건강 영향과 소개 현실성을 모두 고려한 평가를 수행했다는 점에서 차별성이 있으며, 나아가 우리나라의 방사능 방재 개선에 필요한 연구 자료로 활용될 수 있을 것이라 기대한다.| Nuclear power industries have made numerous technological advances in the past 70 years to help humanity take a prosperous and advanced life. Nowadays, many countries are using the nuclear power as a base-power energy source to achieve net-zero carbon successfully. Just as everything in the world always has advantages and disadvantages, nuclear power also has both. It has tremendous efficiency for generating electricity and has a risk of severe accidents that can impact the environment and people. Accordingly, protective actions for severe accidents have been improved by many researchers in the world. However, what we have learned from the Fukushima Daiichi accident was the phenomenon of 'putting the cart before the horse.' For example, people who were evacuated to avoid radiation suffer from other reasons. This phenomenon occurred because the recommendation of evacuation or sheltering-in-place was based on the single criterion, projected dose. This study quantitatively evaluated the early protective actions by health effects calculated from MACCS (MELCOR Accident Consequence Code System). In order to gain insights from the consideration of health effects, threshold ETE (Evacuation Time Estimate) was used. In summary, for the close area, the threshold ETE can be used as the limit time value for the completion of the evacuation strategy. On the other hand, the possibility of acute effects is relatively low for the remote area, so the risk of latent cancer fatality should be used for this area. However, threshold ETE based on the latent cancer fatality has limitations that can not provide appropriateness of evacuation. In order to overcome these limitations, the protective actions were re-evaluated based on the principle of radiation protection. Recently, a new standard for reference level of early protective actions was suggested by IAEA. The re-evaluation was performed with the new standard of health effects, and cost. Degree of Benefit (DOB) measures has been developed to consider these factors. In summary, it was confirmed that immediate evacuation was selected as the optimal strategy in the near area. The effectiveness of sheltering-in-place in the remote area was sufficiently shown regarding health effects and the possibility of evacuation. Various studies are being conducted on the effectiveness and dynamic characteristics of evacuation and shelter worldwide. The studies include radiation effects on the body, microscopic traffic simulations, uncertainty in decision-making, etc. The characteristic of this study is to consider health effects with the possibility of evacuation. Finally, I believe that this study can be used as primary data for improving emergency preparedness plans in Korea.