원전종사자의피부오염검사 및선량평가기준과개선방향 2008. 04. 10 한전전력연구원김희근, 공태영 한국수력원자력진형호, 박형순, 정봉섭, 이상구
발표순서 피부의구조와선량평가피부선량평가기술기준국내원전의피부선량평가현황국외원전의피부선량평가운용사례국내원전의피부선량평가개선방향 2
피부의구조와선량평가 (1) 3
피부의구조와선량평가 (2) 피부의기저층은피부표피층 0.07mm 정도의두께아래에위치하며피부선량평가의기준점 4
피부의구조와선량평가 (3) 연간유효선량한도 20mSv는피부에대한연간등가선량한도 500mSv의 1/25로낮게설정되기때문에종사자가유효선량한도에의해방사선방호가이루어지면피부피폭선량은무시할수있을정도로낮음 ( 일반적인피폭환경에서 ) 그러나베타방사선을방출하는방사성핵종의경우선량이신체표면에집중되므로 [ 예, 고방사능입자 (Hot particle) 에의한국부적불균형피폭발생시 ] 피부를안전하게보호하기위해별도의피부선량제한치와이에대한피폭방사선량평가가요구됨 5
피부의구조와선량평가 (4) 피부선량오염감시의어려움 약투과성방사선 ( 베타 ) 주도 개인선량계의위치에따른피폭선량의불균형 / 차이문제 말단선량계 : 불편초래, 장갑등차폐 심한방향의존성오염피부 ( 피복 ) 에의한국부피폭 개인선량계로충분한감시곤란 오염핵종 ( 베타에너지 ) 에따라큰편차 피부조직내피폭방사선량의분포가급변 ( 예, 피부의두께나선량평가면적등에따라 ) 극히얇은층을이용한선량평가 : 검출기구조의제한 6
ICRP 의기술기준 피부선량평가기술기준 (1) 국제방사선방호위원회 ICRP-60(1990) 권고 피부에대한가중치부여 : 0.01 기저세포층 : 평균깊이 7mg/cm 2 결정론적영향 (Deterministic effect) / 연간 500mSv 제한치 불균일피폭시총피부면적 1cm 2 에대한평균값으로적용 국제방사선방호위원회 ICRP-103(2007) 권고 피부가중치 : 0.01(ICRP-60과동일 ) ICRP-103; 4.3.3 Equivalent dose and radiation weighting factors 등가선량한도 : 500mSv( 피부면적 1cm 2 ) ICRP-103; 5.10 dose limits (Table 6) 유효선량에대한제한으로피부에대한확률적영향의방지가능 7
미국 NCRP 의기술기준 피부선량평가기술기준 (2) 미국의기준 기본적으로 ICRP-60의권고기준을수용 면적 : 1cm 2, 선량제한치 : 500mSv 10CFR20 (1991) 선량제한치 : 500mSv (ICRP-60과동일 ) 피부면적기준에대해별도로언급이없음 NCRP-130(1999) : 기존 1cm 2 의피부선량평가면적을 10cm 2 으로변경 ( 보수성완화 ), 선량제한치는 500mSv로동일하게제시 NRC의 Technical Position : NCRP-130 (1999) 채택 기존 1cm 2 의피부선량평가면적을 10cm 2 으로확대변경 선량제한치는 500mSv로 ICRP-60과동일 8
피부선량평가기술기준 (3) 미국의피부선량평가코드개발 VARSKIN-1 개발 (1987; James Durham) MS-DOS 운영환경의 VARSKIN-2 개선 (1992; James Durham) 국내원전에서사용되는 SKINDOS 피부선량평가전산프로그램의 Reference 코드 Windows 환경의 VARSKIN-3 개발 (2004; James Durham) NCRP-130의기본적지침에부합하는피부선량평가전산프로그램으로미국원자력규제위원회 (USNRC) 에서공식적인피부피폭선량평가코드로채택 9
국내원전의피부선량평가현황 (1) 관리구역 나올때 개인오염검사 ( 전신오염감시기 ) 경보 수동오염검사 ( 수동프리스커 ) 오염오염원특성분석주 ) ( 입자오염, 면적오염 ) 상세피부선량평가 (SKINDOS 프로그램 ) ( 핵종분석값, 경과시간 ) 1.5mSv 초과 예비피부선량평가 ( 계수율, 경과시간, 환산계수 ) 20cpm 초과 계수율측정 ( 개조식 GM) 주 ) 입자오염 : 시료채취 ( 강력접착테이프 ) 계수율측정 ( 개조식 GM 검출기 ) 핵종분석 ( 감마핵종분석기 ) 면적오염 : 계수율측정 ( 개조식 GM 검출기 ) 1 차제염후제염액수거 핵종분석 ( 감마핵종분석기 ) 10
국내원전의피부선량평가현황 (2) 피부선량선량평가방법 피부선량 ( 베타또는감마선량 ) 피부선량 = 선량인자 (DF) 방사능농도 (A) 피폭시간 (t) 선량인자 단위 : rem-cm 2 /uci-hr( 또는 rem/cpm-hr) 일반선량환산인자또는핵종별선량환산인자 고방사선입자 (Pancake GM 이용 ), K1 : 2.325E-04 msv/hr/cpm 면적오염 ( 면적 cm 2 Pancake GM), K2 : 9.30E-04 msv/hr/cpm 베타핵종또는감마핵종에따라복잡한과정의피부선량계산발전소실무에서는원전에서보유한 SKINDOS 프로그램이용피부피폭선량계산과정보다방사능오염측정과정이더중요 11
국내원전의피부선량평가현황 (3) 국내원전의피부선량선량평가방법 ( 영광 2 발절차서기준 ) 피부선량평가 고방사성입자오염, 핵연료파편입자의의복오염, 창면적이 1cm 2 으로차폐된 Pancake GM검출기의측정계수율이 20cpm 이상선량평가과정 : 예비평가 + 상세평가 피부선량 ( 고입자오염 ) = 제염전계수율 (cpm) K1 경과시간 (hr) 피부선량 ( 면적오염 ) = 제염전계수율 (cpm) K2 경과시간 (hr) 피부선량 ( 면적오염, 제염후 7cpm 이상 ) = (cpm1+cpm2) K2 12 + (cpm2+cpm3) K2 12 [cpm1: 제염직후 cpm, cpm2: 24hr 이후 cpm, cpm3: 다음 24hr 이후 cpm] 피부선량 ( 면적오염, 제염후 6 cpm 이하 ) = cpm K2 24 상세피부선량평가 예비평가결과 1.5 msv 이하피부선량평가종료, 이상상세평가 핵종분석과 SKINDOS 이용 ( 고방사성입자와면적오염으로구분 ) 12
국내원전의피부선량평가현황 (4) 국내원전에서발생한종사자의피부오염사례 SG 작업자얼굴부위오염 : 최대 300cpm 정도, 2차례제염후 BKG 사용후연료방출계통 Ball valve 작업후얼굴부위오염 : 3 cm 2, 140 cpm, 제염후 BKG 감속재정화수지중수화탈중수화계통스트레이너분해점검작업후오른손오염 : 6 cm 2, 200 cpm, 제염후 BKG 원자로헤드관통관체적검사후 Co-58/Co-60 오염 : 제염후 BKG 랜싱장비운반후오염발생 : 샤워, 테이프, 팩사용후 BKG 밸브디스크래핑작업후양손오염 : 제염후 BKG SFP 수로내부용접부 PT 작업후얼굴부위오염 : 얼굴세정후 BKG 폐액증발기잔존액체폐기물누설로작업종사자발등오염등 13
국내원전의피부선량평가현황 (5) 피부선량평가의스크리닝준위가낮다 (20cpm): 개선안 1 분기한도 150mSv x 0.1% = 0.15mSv 18.75 Sv / hr 0.15mSv/8시간 = 18.75 μsv/hr ( 20cpm ) 4 3 9.3 10 10 Sv / hr / cpm 피부선량평가의시발점 GM Frisker 등의오염검사장비를이용한오염판단이매우어려움빈번한오염발생에따른추가적인방사선관리이행의문제 상세선량평가준위가낮다 [1.5mSv (=150mSv x 0.01)]: 개선안 2 방사성핵종분석 + SKINDOS 에의한피부선량평가 DOS 운영체계 : 개선안 3 ( VARSKIN equivalent 전산코드 ) 14
국내원전의피부선량평가현황 (6) 1cm 2 피부선량평가면적 : 개선안4 ( 10cm 2 / Optional) 지금까지수립된기준과개발된기술의반영 : 개선안5 ICRP-60/103, NCRP-130, 국내원자력법령등윈도우버전및컴퓨터기술의반영사용자편리성 ( 단순화, 엑셀을이용한피부선량계산등 ) 발전소현장의피부오염사례와경험의반영 : 개선안 6 절차서의개선, 선량평가코드와절차와합리성과이행의단순등 피부선량평가개선절차의 Consensus 확보 : 개선안 7 종사자의보건안전에관한 ( 피폭방사선량 ) 규제기관과의공감대 15
국외원전의피부선량평가운용사례 (1) 미국 NRC 의피부선량평가규제기준완화 규제기준으로 NCRP-130(1999) 채택 결정론적영향 (Deterministic Effects) 연간피부선량제한치 : 500mSv 피부면적 : 1 cm 2 10 cm 2 ( 보수성완화 ) VARSKIN-3 코드채택 VARSKIN-1, 2의지속적개선및모델의업데이트 윈도우환경의사용자편리성강화 NCRP-130의완화된규제개념채택 : 피부면적 (10 cm 2 ) 16
국외원전의피부선량평가운용사례 (2) Entergy 사의 (Pilgrim, Indian Point 원전 ) 피부오염관리절차 표준형수동프리스커이용 ( 표면근접 1/8 3cm) 피부오염발생시방사선관리조직에통보 상처나눈주변에오염 내부섭취징후 오염후 12시간경과 순계수율 (ccpm) 50,000ccpm 이상 피부오염의특성평가 의복오염, 피부오염또는천연핵종또는불활성기체오염 고방사능입자 내부섭취등 17
국외원전의피부선량평가운용사례 (3) 오염조치준위 (PCE) 설정운영 100ccpm 이하 : 간단한제염후종료조치준위 I 100ccpm < PCE < 5,000ccpm 오염기록조치준위 II 5,000ccpm < PCE < 50,000ccpm 오염기록 + 선량평가 (Optional) 조치준위 III PCE > 50,000ccpm 오염기록 + 선량평가 (Requirement) 18
국외원전의피부선량평가운용사례 (4) Millstone 원전절차 : Pilgrim/Indian Point 원전과동일개념 Action Level 0 : 100ccpm 이하 Action Level (AL) 1 : 100ccpm < AL < 5,000ccpm, 단순기록 Action Level 2 5,000ccpm < AL < 50,000ccpm Personnel and Clothing Contamination Report Action Level 3 AL > 50,000ccpm Personnel and Clothing Contamination Report 선량평가 Pickering 원전 보고준위 : Any Skin Contamination > 1,000cpm 19
국내원전의피부선량평가개선방향 (1) 새로운피부선량평가스크리닝준위 : 1,000ccpm 내외로 기록준위 = 0.1 x 선량한도 = 0.1 x 500mSv = 50mSv 오염유의수준 = 0.01 x 기록준위 = 0.01 x 50mSv = 0.5mSv 피폭시간 = 최대 4시간유의피부선량율 = 0.5mSv/4hr = 0.125mSv/hr 스크리닝준위의증가 : 외국원전절차및논리적계산근거 0.125mSv / hr 점선원( Sr 90) 625ccpm 4 2 10 msv / hr / cpm 면선원 0.125mSv / hr 2 10 msv / hr / cpm 5 10,400ccpm 20
국내원전의피부선량평가개선방향 (2) 베타선량율과팬케이크 GM 프리스커계수율비율 (PNL-MA-842, 2005) 준점선원 면선원 핵종 베타최대에너지 kev 환산계수 msvh -1 /cpm 핵종 베타최대에너지 kev 환산계수 msvh -1 /cpm Cl-36 710 9.4X10-5 Sr-90/Y-90 546/2284 7.9X10-6 Sr-90/Y-90 546/2284 2.0X10-4 Ru-106 813 1.2X10-5 Tc-99 294 1.1X10-4 Cs-137 512 4.5X10-6 Cs-137 512 1.6X10-4 Tl-204 763 9.5X10-6 21
국내원전의피부선량평가개선방향 (3) 상세선량평가준위 : 5mSv( 또는 25,000ccpm) 상응하는정도로 고방사능입자관리개념 = 1 시간에선량한도의 0.1% = 0.01 500mSv/hr = 5mSv 스크리닝준위 = 2 10 5mSv / hr msv / hr / cpm 4 25,000ccpm ( 근접측정 ) 프리스커계수효율이 20% 라면 25,000ccpm/0.2 = 125,000dpm = 2,000Bq (0.05μCi) 22
국내원전의피부선량평가개선방향 (4) 새로운선량평가코드의채택 : K-SKIN 1) 새로운전산코드개발 ( 한양대 ), 2) K-SKIN 피부선량평가의결과에대해다양한수학적기법을적용한검증 (VARSKIN code Equivalent), 3) 사용자편리성 GUI 모드의채택등 선량평가평균면적 : 10 cm 2 의채택 (Optional) 추가적인고려사항 : 차폐물 ( 방호복 ) 고려, 광자선량기여등 미국 VARSKIN 코드에서채택한사항등 예비선량평가와상세선량평가의통합 ( 관리상문제 ) 발전소운전경험의반영 : 코드와절차서의일치성, 편리성 피부선량평가절차와코드확정후세부내용에대해협의예정 23
감사합니다. 본논문은한수원의연구개발 사업으로수행되었습니다. 24