원자력 시설의 사고로 대기로 누출된 방사성 핵종의 도시환경 오염에 따른 사고결과해석을 위한 기본 단계로써 도시환경에 대한 오염평가 모델 METRO-K를 개발하였다. 모델은 3가지 방사성 핵종 $(^{137}Cs,\;^{106}Ru,\;^{131}I)$을 고려하며, 그 중에서 요오드는 3가지 다른 화학적 형태 (입자형태, 유기형태, 원소형태)를 구분하여 다루고 있다. 모델은 도시환경을 구성하는 5가지 주요표면 (지붕, 포장도로, 벽, 잔디/토양, 나무)에 대해 시간에 따른 방사성물질의 농도를 평가한다. 개발된 모델을 사용하여 강우량에 따른 표면의 오염영향과 아울러 체르노빌 사고시 유럽지역에서 측정된 공기중 $^{137}Cs$ 농도와 강우량 자료를 사용한 적용결과를 고찰하였다. 고찰결과 대부분 표면에서 강우량은 오염에 중요한 영향을 나타냈으며, 이러한 영향의 정도는 표면과 핵종에 따라 상이한 결과를 보였다. $^{137}Cs$의 오염은 $^{131}I$ (원소형태)에 비해 강우에 보다 민감한 영향을 나타냈다.
소아환자에 있어 외상성 손상은 미완성된 치근의 발육을 방해할 수 있다. 미완성된 치아의치수가 괴사된 경우 근관은 완전히 세척되어져야 한다. 그러나 apical stop이 부족하고 얇고 부서지기 쉬운 치수벽 때문에 적절한 apical seal을 얻기 위해서는 치근단 형성술을 시행해야 한다. 지금까지 수산화 칼슘이 치근단 형성술의 선택약제가 되어왔다. 그러나, 수산화칼슘을 이용한 치근단 형성술은 치료시기가 다양하고, apical closure도 불확실하며, 환자 follow up이 어렵고, 치료가 늦어지는 한계가 있다. 이에 인공적인 apical barrier를 형성시켜 근관의 즉각적인 충전을 할 수 있는 MTA(Mineral Trioxide Aggregate, DENTSPLY Tulsa Dental, U.S.A)를 이용하였다. MTA는 tricalcium silicate, tricalcium aluminate, tricalcium oxide와 silicate oxide와 같은 친수성 입자로 구성된다. 또한 소량의 mineral oxide와 bismuth oxide powder를 포함한다. MTA는 경화후 pH가 수산화칼슘 또는 $Ca(OH)_2$와 유사한 12.5로 항균작용을 지닌다. 용해도가 낮고, 상아질보다 약간 더 큰 방사선 불투과성을 보인다. 또한 다른 재료들보다 미세누출이 상당히 적고 다른 재료들보다 경조직 형성 능력이 뛰어나다. 본 증례는 전북대학교 소아치과에 외상으로 인해 치근단이 미완성된 미성숙 영구치의 치근단 형성술을 위해 내원한 환아에 대해 MTA를 적용하여 양호한 결과를 얻었기에 이에 보고하는 바이다.
연구배경: 우리나라를 포함한 중국, 대만, 북한, 일본 등에서 원전, 재처리시설과 같은 원자력시설의 증가에 따라 주변국 핵활동 분석의 종합적 대책이 필요하다. 우리나라와 포괄적핵실험금지조약기구(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO)는 동북아시아 지역에서 핵종 탐지소를 운영 중으로, 핵종탐지 장비에서 특이 값 측정시 모니터링 자료의 분석과 더불어 배출원 탐색모델을 이용하여 핵종의 기원이 어디인지 추정하고 평가하는 것은 주변국 핵활동에 대한 감시 및 안전성 확보 측면에서 중요하다. 재료 및 방법: 주변국의 은밀한 핵활동 시 방사성핵종의 기원을 추정하기 위하여 3차원 전진/후진형 궤적모델을 개발하였다. 개발된 궤적모델은 궤적 미분방정식을 유한차분법을 이용한 방법으로 주어진 바람자료를 이용하여 방사성핵종의 방출지점으로부터 입자의 궤적을 순차적으로 찾아가는 전진형 모델과 시간 역산으로 방출기원을 추정하는 후진형 모델로 구성되었다. 결과 및 논의: 개발된 궤적모델의 검증을 위하여 체르노빌 사고 당시 측정된 농도자료를 이용하였다. 검증결과 관측지점의 농도가 높게 측정된 지점과 방출기원에서 가까운 지역으로부터 시간 역산의 방출지점을 추정한 결과의 정확도가 높았다. 3차원 궤적모델은 방출시간, 방출높이, 방출간격 등의 변수에 의해 계산결과가 달라지는 불확도를 내포하고 있는데, 이러한 궤적모델의 불확도를 최소화하기 위해 한국원자력연구원에서 개발한 대기확산모델(long-range accident dose assessment system, LADAS)를 이용하여 fields of regards (FOR) 기법에 의해 오염물 방출영역을 추정한바 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 결론: 본 연구를 통하여 개발된 배출원 탐색모델은 주변국의 은밀한 핵활동 시 핵종 탐지장비와 연계하여 방사성핵종의 방출지역과 기원을 파악하여 우리나라의 핵종탐지 능력을 향상하고 핵활동 및 방사선 안전 분야에서 주도적 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.
북한 우라늄 농축 시설은 국내외적으로 심각한 위협중 하나이다. 특히 우리나라 입장에서는 국가 안보에 관련된 사안이므로 항상 주시하고 대비를 하여야 한다. 북한 미신고 우라늄 농축시설 탐지 가능성을 평가하기 위해 시설로 부터 장 단거리에 따른 공기중 우라늄 농도를 예측하였다. 북한 농축시설에 대해 국제 사회에 알려진 정보와 다른 국가의 농축 시설 운영 데이터를 근거로 북한 시설로부터 공기중으로 누출되는 $UF_6$ 선원항(source terms)을 계산하였다. 계산된 선원항과 영변 주변 기상 자료를 바탕으로 장 단거리 대기 확산 모델 - Gaussian Plume and HYSPLIT Models -을 이용하여 북한 농축시설 주변과 멀리 떨어진 남한 지역에서의 공기중 우라늄 농도를 결정하였다. 최대 공기중 우라늄 농도와 위치는 기상 조건과 방출 높이에 따라 시설 바로 근처와 0.4 km 이내 이고, 농도 약 $1.0{\times}10^{-7}g{\cdot}m^{-3}$로 나타났다. 본 논문의 가정을 적용하였을 때, 수 십 ${\mu}g$ 정도의 우라늄 샘플을 채취할 수 있을 것으로 나타났다. 이 수십 ${\mu}g$ 우라늄 양은 현대 측정 장비로 어려움 없이 측정 가능한 양이다. 반면에 영변 농축시설에부터 수 백 km이상 떨어진 남한 지역의 농도는 $1.0{\times}10^{-13}{\sim}1.0{\times}10^{-15}g{\cdot}m^{-3}$이하로 자연 방사성 우라늄 농도보다 낮은 값이다. 따라서 본 논문에 의하면 북한 영변 농축시설 주변에서 공기포집에 의한 신고 및 미신고 핵활동 탐지는 가능하지만 장거리에서는 불가능할 것으로 예측된다.
이산화탄소 지중저장은 대규모로 포집된 이산화탄소를 지하 심부의 지질구조 내로 주입하여 대기중 방출을 제한하려는 지구온난화 대응기술이다. 본 연구에서는 국내 최초의 이산화탄소 지중주입 실증 연구 지역인 포항분지의 지하 800 m 이하에서 시추된 심부 코어 시료를 대상으로 FE-SEM, XRD, XRF, MICP 등 분석을 수행하여 덮개암층을 구성하는 이암의 광물학적 특성을 규명하고 이산화탄소 지중저장의 안정성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 수리지질학적 차폐능을 정량적으로 평가하고자 하였다. 광물학적 분석 결과 포항분지 영일층군 이암층은 주로 석영, K-장석, 사장석과 소량의 황철석, 방해석, 점토 광물로 이루어져 있는 것으로 나타났다. 수은 모세관 압입 시험 분석 결과, 시료는 대체적으로 균일한 입자 구성과 공극 분포를 가지고 있었으며, 산정된 공극률과 공기 투과도 사이에서 뚜렷한 상관관계는 나타나지 않았다. 산정된 공극진입압력과 돌파압력을 적용한 허용가능 CO2 기둥 높이는 이산화탄소 주입 대상층의 두께에 비해 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 포항분지 영일층군의 이암층이 이산화탄소 지중저장 주입실증 사업에서 시범 주입되는 이산화탄소의 누출을 억제하기에 충분한 차폐능을 보유하고 있음을 보여주었다. 그러나, 본 연구의 결과는 제한된 수량의 시료를 분석·평가한 것으로서 그에 상응하는 제한된 의미를 지닌다. 따라서, 실제적인 이산화탄소 지중저장 과정에서 수행되는 덮개암층의 차폐능 평가를 위해서는 지층 전체 규모에 대한 다수의 시료 채취와 그에 대한 다면적 분석과 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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