제 10 회방사선안전심포지엄 삼중수소발광제품의안전성평가 김광표, 임경섭, 최명수, 한상은, 조대형 경희대학교, 한국원자력안전기술원 2011/09/01

제 10 회방사선안전심포지엄 삼중수소발광제품의안전성평가 김광표, 임경섭, 최명수, 한상은, 조대형 경희대학교, 한국원자력안전기술원 2011/09/01

목 차 1. 연구배경및연구목표 2. 삼중수소발광제품의사용현황 3. 삼중수소발광제품의선량평가 4. 요약및발전방향 2

연구배경및연구목표 1. 연구배경및연구목표 2. 삼중수소발광제품의사용현황 3. 삼중수소발광제품의선량평가 4. 요약및발전방향

연구배경 o 삼중수소발광제품이국내에일반용및군용으로다량수입되어사용중 o 삼중수소발광제품은일반인이주사용자임 à 잠재적인피폭상황을고려한방사선안정성평가및규제가필요 o 하지만현재삼중수소발광제품의사용실태에대한현황파악뿐아니라위험도평가방법이정립되어있지않음 à 삼중수소발광제품의안전성평가에어려움이있음 o 국내에서사용되고있는삼중수소발광제품의안정성평가가필요 4

연구목표및연구내용 o 연구목표 n 국내에서사용되고있는삼중수소발광제품의안정성평가 o 주요연구내용 ( 연구내용 1) 삼중수소발광제품의사용현황조사 n 국내외삼중수소발광제품의사용형태, 사용량등사용현황에대한조사 ( 연구내용 2) 삼중수소발광제품의선량평가 n 삼중수소발광제품의사용, 사고등에의한잠재피폭시나리오구성 n 잠재피폭시나리오에의한피폭방사선량평가 5

삼중수소발광제품의 사용현황 1. 연구배경및연구목표 2. 발광제품의사용현황 3. 삼중수소발광제품의선량평가 4. 요약및발전방향

방사선발광제품 o 방사선발광제품 n 방사선발광제품의사용은 1900 년대초반개발되어현재까지사용 n 초기에는일반적으로라듐을이용한시계및항공기에발광제품이폭넓게사용 à 여종업원암발생율증가 n 1900 년대중반부터삼중수소로대체 o 삼중수소발광제품 n 타베타선방출체에비해반감기가길다 à 장시간사용가능 n 베타선에너지가작다 à 차폐용이 n 가격이저렴, 온도의영향을거의받지않음 7

o 삼중수소 Properties Value Half-life 12.35 y Decay constant 5.6 x 12-2 y -1 Nuclear recoil( 3 He) 1.780 x 10-9 s -1 - Recoil energy 0-3 ev - Excitation energy ~ 11 ev Characteristics of β - - Average energy 5.685 kev - Maximum energy 18.6 kev - Average track length (water) 0.56 μm - Maximum track length (water) 6.0 μm - Maximum track length (air) 5 mm - Lineal energy (peak) ~ 3 kev μm -1 - Lineal energy (range) 0.03-8 kev μm -1 Effective Half-life (human) - First component 10 d - Second component 40 d 8

삼중수소발광제품의사용형태 o 삼중수소발광제품형태별구분 n 기체형태의발광체 (GTLS: Gaseous Tritium Light Source) 시계, 나침반, 야광낚시찌, 전화다이얼, 무기가늠자등 n 발광페인트 (Radioluminous Paint) 시계, 나침반등 9

o 삼중수소발광제품의발광원리 n 삼중수소발광체 (GTLS) 삼중수소에서베타선이방출 붕규산유리관내에코팅된인광물질 (ZnS) 이방사선에너지흡수 여기상태가 Activator 가기저상태로천이하면서빛방출 n 삼중수소발광페인트 삼중수소선원, 형광결정가루 ( 신틸레이터 : ZnS), 폴리머를조합하여페인트형태로제작 10

삼중수소발광사용제품 o 삼중수소발광사용제품요약 제품사용목적사용형태기타사용핵종 시계시계시침, 분침, 눈금 GTLS, 발광페인트 Ra-226, Pm-147 나침반바늘, 눈금 GTLS, 발광페인트 Ra-226, Pm-147, C-14 낚시찌찌의움직임확인 GTLS 긴급표지판위급상황시식별용이 GTLS 야광열쇠고리패션 GTLS 손전등손전등을찾기용이 GTLS 형광등스위치스위치찾기용이 GTLS Th-232, Kr-85 전압안정장치정전시찾기용이 GTLS 전화다이얼전화다이얼구분 GTLS 무기가늠자야간사격시 GTLS 군용장비 포, 총, 독도경, 나침반 GTLS, 발광페인트 ( 나침반 ) 11

사용제품예시 o 시계 n 시계의시침, 분침, 시계눈금등에사용 n GTLS 또는발광페인트형태로사용 o 나침반 n 나침반의방향바늘및눈금에사용 n GTLS 또는발광페인트형태로사용 o 낚시찌 n 낚시찌또는낚시주걱에사용 n GTLS 형태로사용 12

o 긴급표지판 n GTLS 형태로사용 o 야광열쇠고리 n 패션용으로주로사용 n GTLS 형태로사용 o 손전등 n 손전등후미에사용 n GTLS 형태로사용 o 무기가늠자 n 무기의가늠자부분에사용 n GTLS 형태로사용 13

군용발광제품 o 군용장비 n 사격기재 ( 조준발광구, 겨눔대램프, 조준구, 다이얼, 수평기등 ) n 나침반, 독도경 제품핵용램프셀조립체독도경겨늠대용등 이미지 제품조준감사기다이얼수평기가늠자용 이미지 14

국외사용현황 o 유럽공동체에서삼중수소발광제품사용현황 제품사용형태국가방사능 시계 나침반 시계 나침반 페인트 페인트 GTLS GTLS 생산량 ( 개 / 년 ) 수입량 ( 개 / 년 ) 독일 5 250 MBq 100s 100s 이탈리아 < 925 MBq - - 스웨덴 - 0 - 영국 < 185 MBq 0 270,000 슬로베니아 0.3 0.9 Bq - - 스위스 < 277 MBq - - 독일 5 250 MBq - - 이탈리아 - - - 스위스 < 220 MBq - - 독일 < 1 GBq - - 영국 < 1 GBq - - 슬로바키아 - - - 스위스 < 1 GBq - - 스웨덴 < 13 GBq 500 - 영국 < 10 GBq 0 10,000 슬로바키아 - - - 15

제품사용형태국가방사능 낚시찌 긴급표지판 가늠자 형광등스위치 전압방지기 GTLS GTLS GTLS 생산량 ( 개 / 년 ) 수입량 ( 개 / 년 ) 독일 0.1 28 GBq - - 스페인 - - - 영국 - - - 슬로바키아 - - - 네덜란드 - - - 스웨덴 ( 항공기 ) - - - 슬로바키아 - - - 스웨덴 0.3 10 GBq 0 300 폴란드 < 1.85 GBq - 슬로베니아 < 1 GBq 0 1,000 노르웨이 0.1 3.7 GBq 0 100 독일 - 1,000,000 1,000,000 네덜란드 <11 kbq 5,000,000 - 슬로바키아 20 50 Bq - - 덴마크 < 5 MBq - - 독일 0.005 3 GBq 100 - 핀란드 - - - 스위스 < 20 MBq - - 장난감영국 < 17.5 GBq 0-16

o 생산업체별발광제품생산현황 제품 사용형태생산업체방사능생산량 ( 개 / 년 ) 수출량 ( 개 / 년 ) 수출국가 시계 GTLS 스위스 ( 회사 A) < 1 GBq 100,000 90,000 프랑스, 영국 나침반 GTLS 스위스 ( 회사 A) 0.3 7.4 GBq 20,000 20,000 프랑스, 스웨덴, 영국 핀란드 ( 회사B) - - 1,335 - 낚시찌 GTLS 스위스 ( 회사A) < 17.5 GBq 20,000 20,000 영국 가늠자 GTLS 스위스 ( 회사A) 74 740 MBq 400,000 0 - 열쇠고리 GTLS 스위스 ( 회사A) < 17.5 GBq 50,000 50,000 영국 전압방지기 영국 ( 회사C) < 3 kbq >10,000 >10,000-17

국내사용현황 o 국내삼중수소발광체수입현황 n 대부분스위스 MB-MICROTEC사에서수입 ( 소량러시아에서수입 ) n 군용 ( 군수업체 ): 발광체수입 à 완제품생산 n 항공기를통해인천, 부산으로수입되어, 차량을이용업체로이동 o 국내삼중수소발광체완제품 n 완제품형태의수입현황 : 시계, 나침반, 낚시찌 n 면제준위이하로대부분수출입통계없음 18

삼중수소발광제품의 선량평가 1. 연구배경및연구목표 2. 삼중수소발광제품의사용현황 3. 발광제품의선량평가 4. 요약및발전방향

피폭시나리오 사용목적시나리오피폭자 일반용 유통업체 군사용 시계사용시실내제품파손실내화재발생화재진화창고제품파손창고화재발생운반중사고창고제품파손창고화재발생창고화재진화제품수리폐기창고제품파손 시계사용에따른외부피폭실내에서삼중수소제품파손시거주자의내부피폭실내에서화재발생시거주자의내부피폭화재발생시화재진화소방대원의내부피폭창고내에서제품파손시근무자의내부피폭창고내에서화재발생시소방대원의내부피폭제품의운반중사고시운반자의내부피폭창고내에서제품파손시근무자의내부피폭창고내에서화재발생시근무자의내부피폭창고내에서화재발생시소방대원의내부피폭제품의수리시수리자의내부피폭폐기창고내에서제품파손시근무자의내부피폭 20

방사선량평가 o ICRP 66 Model 21

o 선량평가및검증 n ICRP Publication n IMBA Code 22

선량평가 ( 일반용 ) o 일반용 à 제품사용시 à 사용자 à 외부피폭 n 피부와접촉시간이가장긴시계사용시외부피폭선량평가 n 잠재피폭시나리오및선량평가 선량평가정보 잠재피폭시나리오 사용된값 방사선량 표면방사선량률 1 usv/h ( 교과부고시값 ) 시계앞면-피부접촉시간 4 hr ( 수면시 ) 시계응시시간 10 min/day 시계-수정체간거리 0.5 m 피부선량 : 1.5 msv/y 수정체선량 : 1 nsv/y 기타가정 - 시계뒷면과접촉피부선량무시 (ß 저에너지제동복사선 ) - 시계앞면으로방출되는방사선만고려 23

선량평가 ( 일반용 ) o 일반용 à 실내제품파손시 à 실내거주자 à 내부피폭 n 발광체가실내파손시일반인의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 피폭자 선량평가정보 잠재피폭시나리오 소아 (0 세 ), 성인 사용된값 방사선량 방사능 1 GBq ( 교과부고시값 ) 방의크기 20 m 3 방체류시간 1 시간 성인 : 0.03 msv 소아 : 0.04 msv 삼중수소형태 2% HTO 로변환 호흡율 1.1 m 3 /h, 0.38 m 3 /h 피부와인한흡수율 50% 24

선량평가 ( 일반용 ) o 일반용 à 실내화재발생시 à 실내거주자 à 내부피폭 n 발광체가화재로인하여파손시일반인의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 피폭자 선량평가정보 잠재피폭시나리오 소아 (0 세 ), 성인 사용된값 방사선량 방사능 1 GBq ( 교과부고시값 ) 방의크기 20 m 3 대피시간 15 분 ( 느린대피 ) 삼중수소형태 100% HTO로변환 성인 : 0.37 msv/y 소아 : 0.46 msv/y 호흡율 1.1 m 3 /h, 0.38 m 3 /h 피부와인한흡수율 50% 25

o 일반용 à 화재진화시 à 소방대원 à 내부피폭 n 잠재피폭시나리오및선량평가 선량평가 ( 일반용 ) n 일반가정에서발광체가화재로인하여파손시화재진압수행중인소방대원의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 선량평가정보 잠재피폭시나리오 사용된값 방사선량 피폭자 소방대원 방사능 1 GBq ( 교과부고시값 ) 방의크기 20 m 3 화재진압시간 8 시간 삼중수소형태 100% HTO로변환 호흡율 1.1 m 3 /h 잔류율 10% 방호장비로인한흡수율 0.1% 피부와인한흡수율 50% 소방대원 : 0.001 msv 26

선량평가 ( 유통업체용 ) o 유통업체 à 창고제품파손시 à 창고근무자 à 내부피폭 n 발광체가창고에서파손시근무자의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 피폭자 방사능 선량평가정보 잠재피폭시나리오사용된값창고근무자 10,000 GBq 방사선량 방의크기 20 m 3 방체류시간 8시간 ( 사고를인지하지못한경우 ) 파손율 10% ( 보관중인제품중일부파손 ) 삼중수소형태 2% HTO로변환 호흡율 1.1 m 3 /h 피부와인한흡수율 50% n 총보관량규제검토필요 근무자 : 24 0 msv/y 27

선량평가 ( 유통업체용 ) o 유통업체 à 창고화재시 à 소방대원 à 내부피폭 n 유통업체에서보관중인발광체가화재로인하여파손시화재진압수행중인소방대원의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 잠재피폭시나리오 선량평가정보 사용된값 피폭자 소방대원 방사능 10,000 GBq 방의크기 20 m 3 화재진압시간 8 시간 삼중수소형태 100% HTO로변환 호흡율 1.1 m 3 /h 화재진압시잔류율 10% 방호장비로인한흡수율 0.1% 피부와인한흡수율 50% 방사선량 소방대원 : 12 msv 28

선량평가 ( 유통업체용 ) o 유통업체 à 운반중사고 à 운반자 à 내부피폭 n 대량의삼중수소발광제품을운반중, 사고및화재발생 à 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 잠재피폭시나리오 선량평가정보 사용된값 피폭자 운반자 방사능 10,000 GBq 차내부크기 10 m 3 탈출시간 15 분 호흡율 1.1 m 3 /h 삼중수소형태 2% HTO로변환 피부와인한흡수율 50% 방사선량 운반자 : 150 msv n 총운송량규제, 운반용용기도입, 운전자와격리된운송수단검토필요 29

선량평가 ( 군사용 ) o 군사용 à 창고제품파손시 à 창고근무자 à 내부피폭 n 발광체가창고에서파손시근무자의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 피폭자 방사능 선량평가정보 잠재피폭시나리오사용된값창고근무자 30,000 GBq 방사선량 방의크기 300 m 3 방체류시간 1 시간 ( 분출작업시, 재물조사시 ) 창고근무자 : 5.9 msv 파손율 10 % ( 보관중인제품중일부파손 ) 삼중수소형태 2% HTO로변환 호흡율 ICRP 103 (1.1 m 3 /h) 피부와인한흡수율 50% 30

o 군사용 à 창고화재시 à 창고근무자 à 내부피폭 n 잠재피폭시나리오및선량평가 선량평가 ( 군사용 ) n 발광체가창고화재로인하여파손시창고근무자의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 피폭자 방사능 선량평가정보 잠재피폭시나리오 창고근무자 30,000 GBq 방의크기 300 m 3 방체류시간 15 분 ( 느린대피 ) 파손율 삼중수소형태 호흡율 1.1 m 3 /h 피부와인한흡수율 50% 사용된값 10 % ( 근무자가대피하기전파손되는발광체 ) 100% HTO 로변환 방사선량 창고근무자 : 74 msv 31

o 군사용 창고화재진화시 소방대원 - 내부선량 n 대량의삼중수소발광제품을운반중, 사고및화재발생 à 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 선량평가 ( 군사용 ) 잠재피폭시나리오 선량평가정보 사용된값 피폭자 소방대원 방사능 30,000 GBq 방의크기 300 m 3 화재진압시간 8 시간 삼중수소형태 100% HTO로변환 호흡율 1.1 m 3 /h 화재진압시잔류율 10% 방호장비로인한흡수율 0.1% 피부와인한흡수율 50% 방사선량 근무자 : 2.4 msv 32

선량평가 ( 군사용 ) o 군사용 à 제품수리시 à 제품수리자 à 내부피폭 n 군사용발광체수리시근무자의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 n 잠재피폭시나리오및선량평가 피폭자 방사능 선량평가정보 잠재피폭시나리오사용된값제품수리 370 GBq 방사선량 수리자 : 0.7 msv 누출시섭취율 0.01% ( 후두시설에서작업 ) 33

o 군사용 à 폐기물창고제품파손시 à 근무자 à 내부피폭 n 잠재피폭시나리오및선량평가 선량평가 ( 군사용 ) n 발광체가폐기물창고에서파손시근무자의호흡 / 피부흡수로인한내부피폭선량 피폭자 방사능 선량평가정보 잠재피폭시나리오사용된값창고근무자 1,000,000 GBq 방사선량 방의크기 500 m 3 방체류시간 1 시간 ( 분출작업시, 재물조사시 ) 파손율 10% ( 보관중인제품중일부파손 ) 삼중수소형태 2% HTO로변환 호흡율 1.1 m 3 /h 피부와인한흡수율 50% 창고근무자 : 119 msv 34

피폭시나리오및선량평가요약 사용목적시나리오선원피폭자피폭종류선량평가 시계사용시 1 GBq 사용자외부피폭피부선량 : 1.5 msv/y 일반용 실내제품파손 1 GBq 거주자내부피폭 E = 0.04 msv ( 소아 ) 실내화재발생 1 GBq 거주자내부피폭 E = 0.46 msv ( 소아 ) 화재진화 1 GBq 소방대원내부피폭 E = 0.001 msv 창고제품파손 10 TBq 근무자내부피폭 E = 240 msv 유통업체 창고화재발생 10 TBq 소방대원내부피폭 E = 12 msv 운반중사고 / 화재 10 TBq 운반자내부피폭 E = 150 msv 창고제품파손 30 TBq 근무자내부피폭 E = 5.9 msv 창고화재발생 30 TBq 근무자내부피폭 E = 74 msv 군사용 창고화재진화 30 TBq 소방대원내부피폭 E = 2.4 msv 제품수리 370 GBq 수리자내부피폭 E = 0.7 msv 폐기창고제품파손 1000 TBq 근무자내부피폭 E = 119 msv 35

요약및발전방향 1. 연구배경및연구목표 2. 삼중수소발광제품의사용현황 3. 삼중수소발광제품의선량평가 36 4. 요약및발전방향

요약및발전방향 o 삼중수소발광제품의사용현황조사 n 삼중수소발광제품은 GTLS 또는페인트형태로사용 n 군용으로수입되고있는발광체의경우신고정보를통해국내사용현황집계가능하나, 면제준위이하의완제품으로수입되고있는제품에대해서는사용현황집계어려움 o 잠재피폭시나리오구성및선량평가 n 일반인, 수입업체, 군사용에대한잠재피폭시나리오구성및선량평가수행 n 사용시, 파손시, 화재시에대한선량평가수행 n 피폭방사선량은선량평가를위한가정에크게의존 n 일반적으로유통업체의경우선량평가결과가가장높음 n 군사용의경우제품파손및화재발생시나리오에대해높은선량값 37

o 발전방향 n 안전관리기준마련 ( 보관량, 창고설계, 환기시설 ) n 삼중수소발광제품의성능실험기준마련 38

감사의글 o 한국원자력안전기술원 (KINS) 39

감사합니다