ICRP 26 ICRP 60 ICRP 60
2.3 절 원자력발전소 주변 주민 방사선 영향
1. 개요
앞 절에서 기술한 “원전 주변 방사선 환경감시”로부터 측정된 환경매질 의 방사능 농도를 이용하여 인근 주민의 방사선량을 추정하는 방법은 계측된 환경방사능에는 원전에서 배출된 인공방사능 뿐 아니라 자연적으로 존재하는 자연방사능도 포함되어 있어 순수한 원전의 영향만을 평가하기에는 어려움이 있다. 따라서 원전으로부터의 환경으로 배출되는 방사능 양을 토대로 방사선 량을 계산하여 주민의 안전을 확인하는 방법이 원전 운영에 활용되고 있다.
원전으로부터 배출된 방사성물질은 육상 또는 해양생태계에서 확산, 희 석, 이동, 축적 등의 과정을 거쳐 인체에 도달되는데 원전 사업자인 한국수력 원자력은 이러한 일련의 과정을 해석하는 지침을 관련 기술기준[2.15∼2.20]에 따라 수립하여 평가에 활용하고 있다.
2. 주민 방사선량 평가방법 가. 인체 방사선 피폭경로
원전 주변 주민선량 평가에 적용되는 기체 및 액체 방사성물질의 인체 피폭 경로를 그림2-3 및 그림2-4에 각각 나타내었다. 기체상으로 배출된 방 사성물질은 일차적으로 대기 중에서 확산 및 희석이 된다. 일반적으로 원전 으로부터 멀어질수록 대기 중 방사성물질의 농도는 확산에 의해 감소하게 된다. 대기 중에서 희석된 방사성물질 일부는 지표면과 식물체(농작물, 목초)
의 표면에 침적된다. 지표면에 침적된 방사능은 다시 식물체의 뿌리를 통해 식물체 내부로 전이된다. 식물체로 이동한 방사성물질은 다시 식물체를 섭취 하는 동물체(축산물)로 이동하는 과정을 거친다. 주변 주민은 야외활동 및 농축산물 섭취 등과 같은 다양한 경로를 통해 방사선피폭을 받게 되며 주요 피폭경로는 다음과 같다.
기체배출물에 의한 피폭경로 ○ 외부피폭
① 대기-인체
② 대기-지표면 침적-인체 ○ 내부피폭
① 대기-호흡-인체
② 대기-농작물 표면 침적-농작물 섭취-인체
③ 대기-지표면 침적-농작물 뿌리흡수-농작물 섭취-인체 ④ 대기-사료 표면 침적-축산물 사료섭취-축산물 섭취-인체
⑤ 대기-지표면 침적-사료 뿌리흡수-축산물 사료섭취-축산물 섭취-인체
[그림2-3 기체상 유출물의 인체 피폭경로]
액체상으로 배출된 방사성물질은 일차적으로 해수 중에서 확산 및 희 석이 된다. 대기와 마찬가지로 확산 효과에 의해 원전으로부터 멀어질수록 해수 중 방사성물질 농도는 감소하게 된다. 해수 중에서 희석된 방사성물질 일부는 해변 토양에 침적되거나 해수로부터 수산물로 전이·농축되는 과정을 거친다. 주변 주민은 해변활동 및 수산물 섭취 등과 같은 다양한 경로를 통 해 방사선피폭을 받게 되며 주요 피폭경로는 다음과 같다.
액체배출물에 의한 피폭경로 ○ 외부피폭
① 해수-수영/어업활동-인체 ② 해수-해변 침적-해변활동–인체 ○ 내부피폭
① 해수-수산물(어류, 연체/갑각류, 해조류)-섭취-인체
[그림2-4 액체상 유출물의 인체 피폭경로]
액체상 폐기물에 의한 피폭경로 중 음용수 섭취에 의한 경로를 제외한 이유는, 국내원전이 모두 해안가에 위치하고 있어 액체 배출물이 모두 해양 으로 배출되기 때문이며, 대기로 배출된 방사성물질 또한 지표수로 이동하는 비율은 매우 낮기 때문이다. 음용수 섭취에 의한 내부피폭선량은 음용수로 이용 가능한 물시료에서 방사능이 계측될 경우 환경감시 결과를 이용하여 별도로 평가한다.
나. 방사선량평가 기준치
전리방사선으로부터 인간을 방호하기 위해 국제원자력기구 (IAEA)에서 는 국제방사선방호위원회(ICRP)의 권고[2.17]를 바탕으로 유효선량이 연간 1mSv를 넘지 않도록 기준치를 정하고 있으며, 우리나라 원자력안전법에서도 이 값을 일반인에 대한 선량한도로 정하고 있다. 일반인의 선량한도와는 별개 로 원자력안전위원회 고시 제 2014-34호의 제 16조(환경상의 위해방지) 에는 운영기준치를 일반인의 연간 선량한도 1/4 수준인 0.25 mSv으로 엄격하게 규 정하고 있다(표2-14 참조). 이는 일반인의 연간 선량한도보다 엄격한 기준치 를 발전소 운영에 적용함으로서 원전 운영에 따른 주변 주민에 대한 방사선 위해 방지를 보다 강화하기 위함이다.
[표2-14 국내원전의 주민선량 기준치, 원전 적용 피폭경로 및 핵종]
항목 소항목 기준치 원전적용 피폭경로 및 핵종
호기별 목표치설계
배출물기체
감마선에 의한 공기의 흡수선량 0.1 mGy/yr 방사능운(불활성기체) 베타선에 의한 공기의 흡수선량 0.2 mGy/yr “
외부피폭에 의한 유효선량 0.05 mSv/yr ○ 방사능운 (불활성기체)○ 지표면 침적(입자성) 외부피폭에 의한 피부등가선량 0.15 mSv/yr “
입자성 방사성물질, 3H, 14C 및 방사성
옥소에 의한 인체장기 등가선량 0.15 mSv/yr ○ 지표면 침적(입자성)
○ 호흡, 섭취 : 불활성기체를 제외한 전핵종
배출물액체
유효선량 0.03 mSv/yr 전체경로 및 전체핵종
인체 장기 등가선량 0.1 mSv/yr “
부지당 운영기준치
유효선량 0.25 mSv/yr “
갑상선 등가선량 0.75 mSv/yr “
다. 방사선량평가 대상 및 평가지점
방사성물질은 복잡한 이동 경로를 거쳐 인체에 도달되기 때문에 원전으 로부터 배출된 방사능 양이 같더라도 개인별 생활습관, 행동양식 등 많은 요 소에 따라 선량은 다르게 나타난다. 모든 특성을 고려하여 개인별 선량을 평 가하는 것은 불가능하므로 주변 주민을 대표하는 가상적 개인을 설정하여 선 량을 평가하는 것이 일반적인 접근법이다.
일반적으로 생활특성, 원전 입지환경 특성 등을 고려하여 가상적 개인을 설정하는데 국가별로 가상적 개인의 개념은 조금씩 상이하며 대표개인, 결정 집단, 최대개인, 평균개인 등으로 표현된다. 주요 국가에서 적용 중인 가상적 개인의 개념을 표2-15에 정리하였다. 우리나라에서는 상대적으로 보수적인 개념인 미국원자력규제위원회(NRC : Nuclear Regulatory Commission) 규제 지침[2.15]을 준용하여 다음과 같이 정의하여 적용하고 있다.
[표2-15 주요 국가별 선량평가 대상개인 설정현황]
국가 규제지침 및 원전 적용현황
국내 ○ 최대개인 : 미국의 개념 준용
- 부지 제한구역경계(EAB)에 거주하면서 그 지역에서 생산된 음식물을 섭취하는 최대개인
미국
○ 최대개인 : 음식물섭취량 등이 평균적인 사람과 합리적인 편차를 가지는 개인 - 외부피폭, 호흡 : 부지경계 또는 최인근 거주 최대개인
- 섭취 : 최인근 거주지 또는 최인근 생산지에서 생산된 식품을 섭취하는 최대개인
캐나다
○ 결정집단 : 지역, 습관, 식단 등 때문에 피폭인구의 다른 집단이 받는 평균 선량보다 많은 선량을 받는 동종의 인구집단
- 각 피폭경로별로 최대의 피폭이 예상되는 지점을 선정하여 그 지점의 구성원 - OPG에서는 5개 내․외의 발전소 주변의 집단 취락지 및 주요 음식물 생산지
유럽 영국
○ 결정집단 : 원자력시설 운영으로 인해 최대로 피폭될 수 있는 대중 구성원 - 주된 피폭경로나 습성 측면에서 결정집단을 정의(아래 예시 참조)
․ 부지 주변의 야외에서 작업하는 농부
․ 지역에서 생산되는 육상식품을 섭취하는 사람
․ 해변에서 개를 산책시키는 사람 등 발전소별로 부지 특성에 따라 다양 하게 결정
프랑스
○ 별도의 법적 요건 없으며 유럽연합의 결정집단 개념 준용
- CEA : 기체, 액체 등 각 유형별로 최대피폭을 받는 집단취락지를 결정 집단으로 선정
- EDF : 대기확산인자가 최대인 경작지와 거주지 주민
독일
○ ICRP의 결정집단 준용하여, 가장 많은 피폭이 이루어지는 지점의 주민 구 성원으로 적용
- 적용가능한 현실적인 습관에 바탕을 두고, 개별주민들의 극단적인 방법들 과 소비습성은 무시
일본
○ 표준 개인
- 외부 및 호흡선량 : 최대 피폭을 받는 지점에 거주하는 개인
- 섭취 : 현실에 존재하는 피폭경로 대해 집단취락지에서 생활/식습관이 표준적인(평균적인) 사람
IAEA
○ 대표개인 : 결정집단의 평균적인 구성원과 동등한 개념 - 결정집단 : 가장 많은 피폭을 받는 인구집단
- 음식물 섭취량 등 습관자료는 인구집단의 한 개인의 극단적 특성치가 아닌 소수의 개인들을 대표하는 소규모 인구집단에 대한 평균적인 특성자료 적용
국내에서 주민선량평가를 위해 적용하고 있는 최대개인의 개념
○ 음식물 섭취량, 활동시간 등이 일반 인구집단의 평균적인 값에 비해 합리적 편차를 가지는 최대 개인
○ 실제 거주 여부와 상관없이 부지 제한구역경계에서 365일 거주한다고 가정
○ 경로별로 최대오염이 발생할 가능성이 있는 지점에서 생산된 음식물을 섭취한다고 가정
선량평가 지점을 거주성과 관계없이 부지 제한구역으로 정한 것은 일반 인이 자유롭게 접근 가능한 원전으로부터의 최단거리를 고려하기 위해서이며, 이는 상상할 수 있는 최대 피폭지점에서 선량이 기준치를 만족하면 원거리에 있는 모든 다른 지점에서도 저절로 기준치를 만족하게 된다는 방사선 방호원 칙에 입각한 것이다. 상기의 개념에 따라 선정된 평가지점의 한 예시로 고리 원전 주변 주민선량평가 지점을 그림2-5에 제시하였다. 아래에 도시된 각 평 가지점에서 거주 또는 음식물을 생산하여 섭취하는 가상적인 개인을 대상으 로 선량을 평가한 후, 최대인 값을 그 부지의 최대 개인 선량으로 결정하여 기준치와 비교한다. 즉, 부지 주변의 주민 중 최대피폭을 받을 것으로 추정 되는 개인의 피폭 선량이 기준치 이내이면 이 보다 원거리에 실제 거주하는 주민들 모두가 안전하다는 것을 의미한다.
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[그림2-5 피폭경로별 고리원전 부지 주변주민 방사선량 평가 지점32)]
[그림2-5(계속) 피폭경로별 고리원전 부지 주변주민 방사선량 평가 지점33)]
라. 방사선량평가 방법 (1) 선량평가 기본식
원전 주변 주민의 방사선 안전성을 확인하기 위해, 앞에서 설명한 최대 개인을 대상으로 선량을 평가하여 피폭경로별 기준치와 비교한다. 각 피폭경 로별로 선량을 평가하는 기본식은 아래와 같다.
-
: 최대개인에 대한 선량-
: 환경매질의 사용인자(음식물 섭취량, 호흡량 등) -
: 사용인자의 지역생산분율-
: 환경매질의 방사성핵종 농도-
: 선량계수(단위 방사능 농도에 대한 선량 환산값) - : 연령군/핵종/인체장기/경로를 나타내는 첨자방사선량은 인체 전체에 대한 유효선량과 각 장기별 등가선량으로 구 분하여 평가한다. 동일한 방사성물질 농도라 하더라도 유효선량과 장기등가 선량은 피폭경로, 핵종, 연령군에 따라 다르게 계산된다.
32) 외부피폭 및 호흡에 의한 내부피폭 33) 농·축산물 섭취에 의한 내부피폭