원전 내 고방사능 입자의 피부 오염에 대한 선량평가

Abstract

원전 종사자들의 고방사능 입자 피폭 잠재성을 평가하기 위해 국내 원전 작업환경에서 고방사능 입자 존재에 대해 조사하였다. 국내 몇몇 원전에서 고방사능 입자가 있을 수 있는 것으로 의심되는 여러 장소에서 시료들을 채취하고 그 방사능을 측정하였다. 이중 높은 방사능을 보인 시료에 대해 고방사능 입자로 의심되는 입자들을 이미징플레이트 영상화 기법의 도움으로 분리하고, 개별 입자에 대해 함유된 핵종과 방사능을 평가하였다. 나아가 광학 현미경을 통해 입자의 형상과 크기를 결정하였다. 대부분의 시료들에서 (57)^Co와 (60)^Co 등 전형적인 방사화생성물 핵종들이 확인되었다. 울진 원전 증기발생기 수실에서 채취한 시료에서 분리된 입자들이 고방사능 입자의 속성을 보였으며 가장 방사능이 높은 입자는 2.6MBq/g의 (57)^Co 비방사능을 보였다. 다른 원전에서 채취한 시료들에서는 고방사능 입자가 발견되지 않았다. 고방사능 입자로 간주되는 입자들이 피부에 오염된 경우 예상되는 얕은 조직의 흡수선량을 점커넬 코드 VARSKIN 3와 몬테칼로 코드 MCNPX를 이용하여 계산하였다. 단위 방사능 당 산출된 흡수선량은 두 코드의 결과가 대체로 잘 일치하였으며 선량 평가 깊이에 따라 10^(-7)～10^(-3) mGy/h의 범위에 있었다. 이 선량 환산인자를 발견된 입자 중 가장 방사능이 높은 입자가 4시간 동안 피부에 오염된 경우에 대해 적용한 결과 0.07, 10 및 3mm 깊이의 흡수선량은 각각 56.7, 0.11 및 2.41mGy로 나타났다. 이 선량은 피폭한 조직에 급성 결정론적 영향을 초래하는 문턱선량보다는 낮다. 그러나 이와 같은 고방사능 입자가 발견되지 않고 수일 동안 피폭을 준다면 피부의 좁은 범위에 홍반을 초래할 수 있는 문턱선량을 초과할 수도 있다. 이러한 점에서 고방사능 입자에 대한 고려와 관리가 원전 작업환경에서 성공적인 방사선관리를 위해 필요하다.; To determine potential of hot particle exposure of the nuclear power plant(NPP) workers, existence of such particles in the working environment at domestic nuclear power plants were investigated. Samples suspected to contain hot particles were collected at various points in the controlled area of some selected domestic NPPs and measured radioactive content. For the samples showing high level of activity, suspected particles were separated by use of imaging plate and measured radionuclide content to identify hot particles. Shape of the particles was observed by optical microscope and their sizes were evaluated using the images. Most of the particles carry typical activation product nuclides including (57)^Co and (60)^Co. Among the samples, those taken from the steam generator water chamber of Uljin NPP appeared to contain particles with hot particle characteristics. The hottest particle showed (57)^Co specific activity of 2.6 MBq/g. No hot particles were found in the samples taken from other NPPs. For some particles supposed to be hot particles, expected absorbed doses to superficial tissues including skin and lens of the eye were calculated by use of a point kernel code VARSKIN 3 and a Monte Carlo code MCNPX. Calculated doses per unit activity with the two codes agreed reasonably well and in the range of 10^(-7)~10^(-3) mGy/h. By applying the dose conversion factor to the hottest particle activity, with an assumption that the particle resides on the skin for 4 hours, absorbed doses to different depth of skin were assessed to get 56.7, 0.11, and 2.41 mGy at 0.07, 10 and 3 mm depth, respectively. These doses are below the threshold dose for acute deterministic effects to the irradiated tissues. However, in case that such a particle remains on the skin undetected for a few days, the total dose may exceed the threshold dose for erythema to small area of skin. In this respect, being aware of and control of hot particles are needed for successful radiological control in the working environment of NPPs.