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2.2 절 원자력발전소 주변 방사선/능 환경감시
1. 개요
원전운영에 따른 주민 및 환경의 방사선 영향을 감시하기 위해 국내 각 원자력발전소에서는 원자력안전위원회고시 제2014-12호26)에 따라 수립되 어 원자력안전위원회로부터 승인받은 ‘원자력발전소 주변 환경방사선조사계 획’에 따라 환경방사선/능을 주기적으로 조사하여, 그 결과를 인터넷 홈페이 지 게시 등을 통해 대외에 공개하고 있다.
상기의 조사계획서에는 원자력발전소 운영이 환경에 미치는 방사선 영 향을 평가하기 위한 조사항목, 조사지점, 조사주기, 조사방법 등이 제시되어 있다. 조사계획에 따라 수행되는 조사결과의 투명성 및 신뢰성 확보를 위해 환경감시는 한수원과 대학기관이 각각 독립적으로 수행하고 있다. 원자력발 전소 부지 외부 조사지점에 대한 시료 채취 및 분석은 한국수력원자력이 대 학에 위탁하여 수행하고 있으며, 부지 내부의 조사지점에 대한 분석은 한수 원의 각 원자력발전소가 자체적으로 수행하고 있다. 이와 병행하여 환경방사 능 분석 품질 검증을 위해, 일부 지점에 대해서는 대학과 원자력발전소가 중 복하여 시료를 채취하여 분석하고 있다.
원전 사업자 이외에도 한국원자력안전기술원, 지자체 조례에 의해 구성 된 민간환경감시기구도 원전 주변 방사선 환경감시를 독자적으로 수행하여 결과를 일반에게 공개하고 있어 원전 주변의 환경감시 결과에 대한 투명성 및 신뢰성은 충분히 확보되어 있다고 볼 수 있다.
26) 원자력안전위원회고시 제2014-12호: 원자력이용시설 주변의 방사선환경조사 및 방사선환경영향 평가에 관한 규정
2. 환경감시 조사계획 가. 조사목적
원자력발전소 주변의 환경방사선 조사 목적은 발전소 운영으로 인해 주민들이 받게 되는 방사선량이 연간 선량한도 이내로 충분히 낮게 유지되 는지 확인하고, 또한 예기치 않은 사건으로 인해 원전으로부터 방사선/능이 주변 환경으로 방출되는 방사선 사고를 조기에 감지함으로써 주민의 건강과 안전을 확보하고 환경의 방사능 오염을 최소화하는데 있다. 표2-4에 환경방 사선/능 감시목적별 조사항목을 요약하여 놓았다.
[표2-4 환경방사선/능 감시목적별 조사항목]
감시 목적 환경 매체
환경방사선의 단기적
변동 파악 공간감마선량률
외부 피폭선량 평가 공간감마선량률, 공간집적선량
내부 피폭선량 평가
⦁공기시료(공기중 미립자, 방사성 옥소, 삼중수소 및 방사성탄소)
⦁물시료(식수, 지하수),
⦁섭취시료(곡류, 채소, 과일, 우유, 육류, 어류, 패류 및 해조류) 방사능 준위 파악 공기시료(공기중 미립자, 방사성 옥소, 삼중수소 및 방사성탄소),
물시료(지표수, 빗물 및 해수)
방사능 축적경향 파악 지표생물(솔잎, 쑥), 토양시료(표층토양, 하천토양 및 해저퇴적물), 저서생물(불가사리)
조사항목은 방사선과 방사능 분야로 대별된다. 방사선은 공간감마선량을 감시하며 지상 공간 중의 감마방사선의 단기적 변동 상태를 파악하기 위해 실 시간으로 감마선량률을 측정함과 동시에, 사람의 신체 외부로부터의 방사선에 의한 피폭선량을 추정하기 위해 일정기간 누적된 집적선량을 측정한다.
방사능은 주민의 내부방사선량 평가와 환경방사능의 농도 수준을 확인 하기 위하여 측정한다. 호흡에 의한 영향평가를 위해 공기 중의 방사능을, 섭취에 의한 영향평가를 위해 식수, 지하수, 농축산물, 어․패류 및 해조류 중의 방사능을 분석한다. 또한 방사능 준위 파악을 위해 공기, 지표수 및 해 수의 방사능을 측정하고, 환경 중 방사성물질의 축적경향을 파악하기 위해 지표생물과 표층토양, 해저퇴적물 및 저서생물 시료의 방사능을 분석한다.
나. 조사대상 및 방법
조사대상은 고리, 한빛, 월성 및 한울 원자력발전소 부지 주변의 육상 및 해양의 방사선량과 각종 시료의 방사능 농도이며, 육상은 발전소로부터 5 km 이내를 집중 조사하며 해양은 발전소 배수구 주변을 집중 조사하고 있다. 또한, 원전의 영향이 없을 것으로 예상되는 지역을 비교지점(원전으로부터 일정거리
이상 떨어진 1곳 이상)을 선정하여 자연방사선/능 준위와 비교하고 있다. 원자 력발전소별 시료종류, 조사빈도, 지점수, 측정방법 등은 표2-5와 같다.
각 원전별 조사지점은 원자력안전위원회 고시에 따라 원전으로부터의 거리, 방위, 인구밀도, 토지 및 해양 이용현황 등을 고려하여 선정하고 있다.
각 원전별 부지 외부의 조사지점 및 조사항목은 그림2-1과 같다.
[표2-5 한수원의 환경방사선/능 조사항목별 조사빈도, 조사지점 및 측정항목]
조 사 대 상 빈도 (회/년)
시료채취 지점수
측정수단, 측정항목27)
고리 한빛 월성 한울 계
집 적 선 량 4 41 26 37 35 139 열형광선량계
감 마 선 량 률 연속 16 10 16 13 55 환경방사선감시기
미 립 자 (공기) 52 10 10 10 10 40 전베타, 감마
옥 소 (공기) 52 10 10 10 10 40 131I
수 분 (공기) 24 0 0 10 0 10 3H
이산화탄소 (공기) 12 0 0 3 0 3 14C
식 수 4 4 2 4 3 13 감마, 3H
지 하 수 4 3 2 4 3 12 감마, 3H
지 표 수 12 4 2 5 3 14 감마, 3H
빗 물 12 5 4 8 5 22 감마, 3H, 전베타
표 층 토 양 2 5 5 4 6 20 감마, 90Sr
하 천 토 양 4 5 2 3 3 13 감마
곡 류 1 3 4 6 4 17 감마, 90Sr, (14C, 3H) 채소 ․ 과일 1∼2 8 8 5 4 25 감마, 90Sr, (14C, 3H) 우 유 12 2 2 2 1 7 감마, 90Sr, (14C, 3H)
육 류 2 2 2 2 2 8 감마, (14C, 3H)
솔 잎 2 5 5 5 4 18 감마, 90Sr
쑥 2 2 3 3 2 9 감마
해 수 12 13 4 6 4 27 감마, 3H, 전베타, 90Sr
해 저 퇴 적 물 2 11 4 8 3 26 감마, 90Sr
어 류 2 6 5 8 3 22 감마, 90Sr
패 류 2 6 4 7 3 20 감마, 90Sr
해 조 류 2 8 4 7 3 22 감마, 90Sr
저 서 생 물 2 7 3 5 3 18 감마
27) 감마는 고순도 게르마늄 검출기를 이용하여 정량분석하며, 14C, 3H는 월성원자력발전소만 일부시료에 대해 분석
<고리> <한빛>
<월성> <한울>
[그림 2-1 국내원전 소외 환경방사선/능 조사지점]
원자력안전위원회에서는 엄격한 환경감시를 위해 일정 수준 이하의 환 경매질 방사능 농도를 측정할 수 있도록 검출하한치28)를 규정해 두고 있다 (표2-6 참조). 검출하한치는 방사선의 인체 위해도를 기준으로 설정된 값이 아니고 검출기 성능에 대한 최소한의 요건을 정한 것이기 때문에 검출하한 치 이상의 방사능이 측정되었다고 하여 위험한 수준의 방사능에 오염되었다 는 것을 의미하는 것은 아니다. 따라서 환경매질에서의 방사능 검출 여부 자체 를 주민 건강에 위해가 된다는 뜻으로 받아들이면 안 된다. 식품의약품안전처에 서는 인체 위해도를 고려하여 식품 중에 허용되는 방사성물질의 농도를 규 정하고 있다(표2-7 참조). 예를 들어 방사성세슘의 경우 허용기준이 모든 식 품에서 100 Bq/kg(또는 Bq/L)인데 비해 원안위에서 정한 검출하한치는 우유 0.2 Bq/L, 농축산물 0.1 Bq/kg으로 식품 중 방사능 허용농도의 0.2% 및 0.1%에 불과하다.
[표2-6 환경방사능 분석을 위한 검출하한치]
구 분 공 기
(Bq/㎥) 물
(Bq/L) 토 양
(Bq/kg-dry) 우 유
(Bq/L) 농축산물
(Bq/kg-fresh) 해 수
(Bq/L) 수산생물
(Bq/kg-fresh) 해저퇴적물 (Bq/kg-dry)
전β 3×10-4 0.15 - - - 3 -
-3H 0.1 5 - 5 529) 5 -
-14C30) 0.25 - - - 0.25 - -
-51Cr 5×10-3 1 15 1 3 5×10-2 6 15
54Mn 8×10-5 0.5 2 0.2 1 5×10-3 2 2
58Co 3×10-4 5×10-2 2 0.2 1 5×10-3 2 2
60Co 8×10-5 2×10-2 2 0.2 1 5×10-3 2 2
59Fe 5×10-4 3×10-2 5 0.5 2 5×10-3 3 5
65Zn 5×10-4 5×10-2 5 0.5 2 2×10-2 3 5
90Sr 5×10-6 1×10-3 0.5 0.1 0.1 1×10-3 0.1 0.5
95Zr-Nb 5×10-4 0.5 5 0.3 0.5 6×10-3 1 5
99Tc 2×10-4 1 0.1 - 5×10-3 - - 0.1
106Ru - 5×10-2 15 - - - 1 15
129I 5×10-2 - 1×10-2 0.5 2×10-5 1 - 1×10-2
131I 1×10-2 0.1 3 0.2 0.5 0.1 1 1.5
134Cs 8×10-5 8×10-3 5 0.2 0.1 3×10-3 0.1 5
137Cs 8×10-5 8×10-3 5 0.2 0.1 3×10-3 0.1 5
140Ba-La 0.1 10 70 10 2 0.1 5 70
238U 3×10-6 0.1 20 - 5×10-2 - -
-239+240Pu 2×10-6 2×10-4 0.1 - 1×10-3 5×10-6 1×10-3 0.1
28) 검출하한치: 환경조사 방법으로 측정 가능한 최소한의 방사능 농도 29) 식품중 3H 단위 : Bq/L(조직자유수 중 3H 농도 기준)
30) 14C의 단위 : Bq/g-C
[표2-7 식품의약품안전처에서 정한 식품 중 방사능 허용기준]
핵종 대상식품 기준
(Bq/kg 또는 Bq/L) 요오드
(131I)
영아용 조제식, 성장기용 조제식, 영․유아용 곡류 조제식, 기타 영․유아식, 영․유아용 특수 조제식품 100
우유 및 유가공품 100
기타 식품 300
세슘
(134Cs+137Cs) 모든 식품 370->10031)
3. 환경감시 결과
원자력 발전 사업자는 매년 2회씩 반기별로 조사결과 보고서를 관련 기관에 배포하고 있으며, 연간 조사보고서는 원자력사업자 인터넷 홈페이지 를 통해 공개하고 있다.
고리, 한빛, 월성 및 한울 원자력발전소 가동 이 후 각 발전소 부지 주 변의 육상 및 해양 시료에서의 환경방사선/능은 매년 거의 일정한 수준을 유 지하고 있는 것으로 알려져 있다. 원전 사업자인 한수원은 원자력안전법에 따라 호기별로 매 10년 주기로 주기적 안전성 평가를 통해 환경감시 결과를 종합적으로 분석하여, 환경감시 계획에 반영하고 있다. 주기적 안전성 평가 시에는 장기간에 걸친 방사선/능 추세분석을 통해 방사능 축적경향 여부를 평가하고 있다. 주기적 안전성 평가 결과 현재까지 각 원전 부지별로 환경방 사선/능에 대한 축적경향은 일어나지 않았다[2.12].
가. 환경방사선 (1) 공간감마선량률
공간감마선량률은 환경방사선의 단기적인 변동상황을 파악하기 위해 4 개 원전 주변에 부지별로 10∼16개 총 55개소의 환경방사선감시기에서 측정 되며, 시간당 감마선량률로 나타낸다. 공간감마선량률은 원자력시설로부터의 인공 방사선 뿐만 아니라 우주선, 지각방사선, 비파괴 검사에 사용되는 방사선 등 다양한 요인에 따라 변동될 수 있다. 특히 강우현상이 있을 경우에 공기중 방사성물질의 침적에 따라 일시적으로 방사선량이 증가하기도 한다.
2013년 고리, 한빛, 월성 및 한울 4개 원전 부지 내부 및 외부에서 측 정된 공간감마선량률의 평균치는 부지 내부 9.0∼13.4 µR/h, 부지 외부 9.9∼
31) 후쿠시마 사고 이후 기준치를 370 Bq/kg(또는 Bq/L)에서 100 Bq/kg(또는 Bq/L)으로 임시로 기준을 강화함
13.8 µR/h로서[2.10], 같은 해 한국원자력안전기술원이 전국 122개 모니터링 포스트에서 측정한 지점별 연평균 공간감마선량률 범위인 3.8∼23.2 µR/h 이 내에 있다[2.13].
표2-8과 그림2-2에 제시된 원전 부지 최근 10년간 측정된 결과도 부지 내부와 외부 그리고 비교지점에서 측정한 값이 원전으로부터의 거리에 따라 일정한 상관관계를 나타내고 있지 않는다는 것을 보여주고 있다. 상기와 같 이 국내원전 주변의 공간감마선량률 변동 폭이 우리나라 전국 공간감마선량 률의 변동 범위 내에 있는 것으로 보아 원전으로 인한 영향이 거의 없다는 것을 알 수 있다.
[표2-8 최근 10년간(2004∼2013년) 공간감마선량률(µR/h)]
원 전
구분 고 리 한 빛 월 성 한 울
부지내부 9.5～1.9 9.6～11.1 8.8～11.9 10.5～13.3 부지외부
(비교지역 포함) 8.7～12.7 8.8～14.5 8.3～12.0 10.5～13.9
[그림2-2 연도별 고리원전 주변 공간감마선량률 변화]
(2) 공간집적선량
공간집적선량은 외부 피폭을 파악하기 위해 부지 내/외부에 인구출입도 가 큰 장소를 중심으로 4개 원전 주변에서 부지별로 26∼41개, 총 139개소에
서 측정하고 있다. 공간집적선량은 일정기간(일반적으로 분기) 동안 누적된 값으로 나타낸다. 4개 원전 부지별로 최근 10년간 측정한 분기별 공간집적선 량은 표2-9에 나타낸 것과 같이 부지 내부 집적선량은 99∼254 µGy/분기로 부지 외부 집적선량 97∼298 µGy/분기와 거의 유사하다[2.10]. 즉 원전으로 부터의 거리에 따라 방사선 준위가 증가하거나 감소하는 상관관계가 나 타나지 않는다는 것을 알 수 있다.
또한 원전주변에서 측정되는 공간집적선량은 2013년 한국원자력안전기 술원이 전국 52개 지역에서 측정한 분기별 집적선량 범위인 156∼335 µGy/분기 보다 전체적으로 낮은 수준이다[2.13].
[표2-9 최근 10년간(2004∼2013년) 공간집적선량 (µGy/분기)]
원 전
구분 고 리 한 빛 월 성 한 울
부지내부 99～214 152～208 104～192 147～254
부지외부
(비교지역 포함) 97～233 167～298 103～189 155～270
나. 환경방사능
환경방사능에 의한 호흡 및 섭취에 의한 내부피폭, 방사능 준위 및 축 적경향 등을 파악하기 위해, 공기, 물, 토양, 음식물, 지표생물 등의 환경시료 에 포함한 방사능을 감시하고 있다. 일부 환경시료에서 과거 핵실험 및 체르 노빌, 후쿠시마 원전 사고 등으로 환경에 유입된 인공방사능 중 반감기가 긴 일부 핵종이 검출되고 있다. 또한 원전이 기원으로 추정되는 핵종이 일부 간 헐적으로 검출되기도 한다.
(1) 공 기
공기시료에서는 공기 미립자의 시료를 채취하여 미립자의 전베타 및 인공 감마동위원소의 농도를 분석하고 있다. 이 중 미립자의 전베타는 주로 자연방사능의 하나인 라돈계열의 방사성 붕괴에 의한 기여도가 상대적으로 크다. 따라서 원전에서는 라돈계열의 영향을 최소화하고자 시료채취 후 72시 간 경과 후에 방사능을 측정하고 있다. 최근 10년간 각 원전별 공기 미립자 전베타 방사능 농도 변동 범위를 표2-10에 제시하였다[2.10]. 원전 주변 공기 중 전베타 방사능 농도는 부지 외부와 차이가 없음을 알 수 있다. 기타 공기 중 인공 감마동위원소는 모든 원전에서 검출되지 않고 있다.