Evaluation Model and Experimental Validation of Tritium in Agricultural Plant

농작물의 삼중수소 오염평가 모델 개발 및 실험검증

This paper describes a compartment dynamic model for evaluating the contamination level of kritium in agricultural plants exposed by accidentally released tritium. The present model uses a time-dependent growth equation of plant so that it can predict the effect of growth stage of plant during the exposure time. The model including atmosphere, soil and plant compartments is described by a set of nonlinear ordinary differential equations, and is able to predict time-dependent concentrations of tritium in the compartments. To validate the model, a series of exposure experiments of HTO vapor on Chinese cabbage and radish was carried out at the different growth stage of each plant. At the end of exposure, the tissue free water(TFWT) and the organically bound tritium(OBT) were measured. The measured concentrations were agreed well with model predictions.

본 논문에서 사고로 누출된 삼중수소에 의한 농작물 오염평가 모델을 제시한다. 본 논문에서 제시된 모델은 동적격실모델로써 작물의 성장 방정식을 도입한 것이 특징이며, 이로부터 삼중수소 피폭시 작물의 성장단계에 따른 오염 정도를 예측할 수 있다. 시스템은 크게 대기, 토양, 작물격실로 구성되며, 격실의 삼중수소 농도 변화는 비선형 상미분방정식으로 표현되므로 시간에 따른 각 격실의 삼중수소 농도가 계산된다. 모델의 검증을 위해 배추 및 무에 대한 삼중수소 피폭 실험을 수행하였다. 생육단계별 오염 효과를 조사하기 위해 각기 다른 생육단계에 있는 배추와 무를 독립적으로 HTO 증기에 노출시켰으며, 피폭 후 오염된 작물의 tissue free water tritium(TFWT) 및 organically bound tritium(OBT) 농도를 측정하였다. 측정된 작물 부위별 삼중수소 농도 데이터와 모델 예측 값은 대체로 잘 일치하였다.