Fig. 30. BiDAS 코드의 구성
나. IMIE (Individual Monitoring of the Internal Exposure)
IMIE코드는 유럽에서 개발된 국제사용코드로서 국내 내부피폭전산코드인 BiDAS-2 007 개발에 이용되었으며, 생체 분석 데이터의 해석을 한다. 또한 Chornobyl 원자 력 발전소의 4호기 대피소 구현 계획 내 내부 선량측정 프로그램으로서 측정 분석 및 선량계산에 사용되었고 개별 선량 평가, 피폭 이력 추적 및 평가 과정을 문서화 를 위한 코드이다.
IMIE는 ICRP의 개정에 따라 모델이 달라지게 된다. 사용 모델은 위장관모델(ICRP 30), 호흡기모델(ICRP 66), 생체역학적모델(ICRP 67, 68, 69, 71, 78)을 사용하고 있다[36].
Fig. 31. IMIE 프로그램
다. IMBA (Integrated Modules for Bioassay Analysis)
2003년 영국 HPA(UK Health Protection Agency)와 ACJ & Associates Inc.가 공동으 로 개발한 내부피폭평가 전산코드로서, ICRP 60을 기반으로 호흡기 모델(ICRP 66의 HR TM), 생체역동학적모델(ICRP 30, 67, 68, 69, 71), 상처모델(NCRP)로 구성되어 있다.
IMBA코드는 생물학적 측정량으로부터 최적의 섭취량을 평가하고, 이를 통하여 피폭 경로, 피폭형태(급성섭취/만성섭취), 평가기간, 핵종에 대한 정보(핵종 및 섭취량), Bi okinetics 모델 인자 등에 따른 장기 별 등가선량과 예탁유효선량을 도출할 수 있다[3 7,38].
Fig. 32. IMBA 프로그램
라. TAURUS
영국의 PHE에서는 최신 ICRP 권고안을 반영하여 방사선작업종사자의 직업상 피폭에 대한 섭취량 및 내부피폭선량을 평가하기 위해 기존의 ICRP 60 기반 인 IMBA의 대체물로서 TAURUS를 개발하였다.
TAURUS 코드는 ICRP 103을 기반으로 OIR(Occupational Intake of Radionucl ides series of publications)에서의 선량 환산계수와 bioassay가 계산에 사 용되며, ICRP 130 호흡기 모델, ICRP 100 소화기 모델을 따르고 있다. 또한 가장 최근의 ICRP 권고안으로부터 생물역동학적모델, 선량측정모델 및 방사 선 붕괴 데이터를 구현한다.
이전의 소프트웨어인 IMBA와 마찬가지로 생체 분석 데이터를 통하여 체내 섭취량을 추정할 수 있으며, 여러 시점에서의 장기에 대한 예탁 등가선량 및 유효선량을 평가할 수 있다.
이전의 소프트웨어인 IMBA와 마찬가지로 생체 분석 데이터를 통하여 체내 섭취량을 추정할 수 있으며, 여러 시점에서의 장기에 대한 등가 선량 및 유 효 선량을 평가할 수 있다[39].
Fig. 34. TAURUS를 활용한 시간에 따른 섭취량(예시)
마. Code 비교
작업자의 내부피폭선량 평가 code에는 BiDAS, IMBA, TAURUS, IMIE 등이 있다.
BiDAS의 경우 IMIE의 기반으로 2003년 KAERI에서 개발되었으며 방사선 작업종 사자의 내부피폭선량을 계산하기 위하여 개발된 코드로서 방사능 측정량을 통하 여 체내 섭취량 및 예탁 유효선량을 평가한다.
IMBA 및 TAURUS는 영국의 PHE에서 개발된 코드로서 방사선작업종사자의 직업상 피폭에 대한 섭취량 및 내부피폭선량을 평가한다. 기존에 ICRP-60 기반의 IMBA 에서 현재는 ICRP-103기반의 TAURUS를 개발하여 배포하고 있다.
IMIE코드는 유럽에서 개발된 국제사용코드로서 내부피폭선량을 평가하는데 사용 하고 있으며 BiDAS-2007 코드 개발에 이용되었다. 위와 같은 내용을 정리하여 code 별 특성을 table 10에 나타내었다[33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43].
Code Characteristic Output
BiDAS
(Bioassay Data Analysis Software)
- KAERI에서 개발 - ICRP-60 기반 - ICRP-66 호흡기 모델 - ICRP-30 소화기 모델
- ICRP-30,56, 67, 69, 91 생체역동학적모델
- 체내 섭취량 - 예탁유효선량
IMBA
(Integrated Modules for Bioassay Analysis)
- ACJ & Associates와 HPA에서 개발 - ICRP-60 기반
- ICRP-66 호흡기모델
- ICRP-30, 67, 68, 69, 71 생체역동학적모델 - NCRP 상처모델
- 체내 섭취량 - 등가선량 - 유효선량 - 예탁유효선량
TAURUS
- HPA에서 개발 - ICRP-103 기반 - ICRP-130 호흡기모델 - ICRP-100 소화기모델
- 체내 섭취량 - 등가선량 - 유효선량 - 예탁유효선량
IMIE
(Individual Monitoring of the Internal Exposure)
- 국제상용코드
- BiDAS 코드 개발에 사용
- ICRP-30 위장관모델 - 예탁등가선량
- 예탁유효선량 Table 10. 내부피폭평가 코드비교
제3장 내부피폭 인자 선정 및 평가 결과
제1절 평가 인자 선정 및 방법론
절단 작업자는 원전 해체시 발생하는 폐기물의 부피감량, 드럼 충진률 증가 등 을 위해 다량의 절단 작업이 요구된다. 이러한 절단 작업환경에서는 불가분하게 에어로졸이 발생하게 되며 작업자의 호흡을 통해 내부피폭이 발생하게 된다.
본 연구에서는 원전 해체시 절단작업자에 작업 시나리오를 구상하여 내부피폭의 정도를 평가해보고자 하였다. 시나리오는 에어로졸이 발생하는 작업환경, 핵종 및 농도, 작업시간, 절단 방법, AMAD, 흡수형태 등의 인자를 선정하여 적용하였다.
작업환경의 경우 사전연구사례를 살펴보면 비교적 넓지 않은 공간 내에서 작업이 수행되며 공정에서 발생되는 방사성에어로졸이 환경으로 방출되는 것을 방지하기 위하여 밀폐된 공간 내에서 이루어진다. 따라서 본 연구에서는 공간 내 에어로졸이 균질분포하며 절단 작업시 작업물과 작업자와의 거리는 매우 가깝게 위치하고 있으 므로 보수적인 평가를 위하여 모두 흡입한다고 가정하여 평가를 수행하였다.
핵종의 선정은 원자력안전위원회 고시 제2020-6호, 저준위방사성페기물의 방사 능 농도 제한치에서 제시하고 있는 11 가지 핵종 중 전알파를 제외한 10가지 핵종 을 선정하였다. 이는 IMBA 코드 내에서 자체처분 핵종 257 개를 모두 평가할 수 없 어 선정하였다.
방사능 농도의 경우 동 고시에서 선정 핵종에 대한 자체처분 허용농도의 100배 인 극저준위 수준으로 오염되어 있다고 가정하였다. 추가적으로 추후 원전 해체시 발생하는 폐기물의 오염도의 적용을 편의하게 하기 위하여 선정 핵종에 대해 단위 농도로 오염되어있다고 가정하여 평가를 수행하였다.
작업시간을 평가하기 위하여 Ksi 인자값을 도입하였다. 국내 근로기준법에서 작 업시간을 휴게시간을 제외한 하루 8시간으로 규정하고 있지만 이를 반영하여 내부 피폭평가시 실질적인 피폭선량과 비교하여 과피폭이 이루어질 수 있기 때문에 Ksi
인자값을 국내 근로기준법 상 작업시간 8 시간을 반영한 실질적 절단 시간 2시간,
작업 준비 및 휴식시간 1 시간을 고려하여 도출하였다.
AMAD는 ICRP에서 제시하는 값으로 작업공간 5 μm, 공공장소 1 μm 적용을 권 고하고 있으나 실제 절단 공정에서 발생하는 에어로졸의 직경 (AMAD)의 경우 ICRP에서 권고하는 값보다 매우 작다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구사례 에서의 열적절단 (Plasma Arc Torch, Electrical Arc Cut Rod), 기계적절단 (Chop Saw, Reciprocating Saw)의 입자분포와 절단 시 발생하는 에어로졸의 질량을 통하 여 AMAD를 평가하였다.
도출과정은 입자분포와 질량을 통하여 입자 크기 별 질량분포를 확인하였고 최 소자승회귀분석법을 활용하여 누적분율분포의 50 % 지점인 입자 크기 (MMAD)를 평 가하였다. AMAD와 MMAD의 관계는 절단과정에서 발생된 방사성에어로졸이 비교적 넓지 않은 밀폐된 공간 내에 균일하게 분포하는 경우 같다는 가정을 반영하여 평 가를 수행하였다.
흡수형태의 경우 ICRP에서 핵종의 화학적 형태 정보를 알지 못하는 경우 흡수형 태 M을 사용을 권고하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 ICRP-68 에서 제시하는 신 진대사, 호흡기 및 소화기관 모델을 적용하고 있는 IMBA 코드 내의 Default 값을 적용하여 평가를 실시하였다.
원전 해체시 발생되는 방사성에어로졸 흡입으로 인한 내부피폭평가를 구상한 작 업 시나리오를 바탕으로 IMBA 코드를 사용하여 평가하였다.