라돈은 사람들이 노출되는 자연 방사능 중 가장 큰 부분을 차지하며, 전체 자연 방사능 중 약 50%를 차지한다. 라돈의 인체영향 대부분이 호흡을 통한 인체 내에 유입에 의한 것으로 알려져 있다. 라돈에 의한 인체영향과 대기 중 오염물질의 장거리 이동에 대한 연구를 위해 대기 중 라돈의 거동특성 연구가 필요하다. 또한 라돈농도의 지역적 분포와 시간변화에 대한 정보는 지역적 특성, 라돈의 배출, 대기 중 습성에 대한 라돈 연구에 중요하다. (중략)
본 연구는 충남 보령시 청라면에 위치한 폐광산광미로부터 청라저수지 저니토에 이르기까지 토양에 존재하는 중금속과 자연방사능원소간의 발생과 분포에 대하여 조사하였다. 조사 결과 광미영향 지점과 비영향 지점간의 중금속과 자연방사능원소 함량에는 현저한 차이가 있었다. 중금속의 분포 특성은 Pb ($1.32-29.96mg\;kg^{-1}$, 평균 $10.44mg\;kg^{-1}$), Cd ($0.15-0.76mg\;kg^{-1}$, 평균 $0.51mg\;kg^{-1}$), Cu ($0.28-49.67mg\;kg^{-1}$, 평균 $12.43mg\;kg^{-1}$), Cr ($1.31-13.18mg\;kg^{-1}$, 평균 $4.87mg\;kg^{-1}$)으로 조사 되었다. 그리고 Pb와 Cu의 조사지점별 함량 변이는 다른 중금속에 비해 매우 높았다. 건조한 토양을 기준으로 한 자연방사능 함량은 Pb-210 ($4.87dpm\;g^{-1}$), Th-234 ($3.52dpm\;g^{-1}$), Ra-226 ($2.88dpm\;g^{-1}$), Ra-228 ($7.30dpm\;g^{-1}$), K-40 ($58.06dpm\;g^{-1}$) 순으로 나타났으나 핵실험 등의 낙진으로 인하여 대기로부터 유입되는 Cs-137은 발견되지 않았다. 이러한 결과를 기준으로 하여 석탄광미 자체에 포함된 자연방사능 함량과 조시지점에서 조사된 자연방사능 함량을 비교하였을 때 Pb-210 (4.41%), Th-234 (3.60%), Ra-226 (2.09%)로 매우 낮은 비율로 조사되었으나 Ra-228 (266%)과 K-40 (308%)은 석탄광미보다 광미장 외의 지점에서 더 높은 비율로 존재함을 알 수 있었다. 그리고 중금속과 자연방사능의 발생 정도 사이에는 상관관계가 낮았다.
원자력산업은 막대한 자본이 필요로 하는 거대한 장치산업이다. 호기당 10억$ 이상되는 막대한 자금과 복잡한 계통으로 되어 있다. 더구나 100만 kw 전기출력의 원자력발전소를 1년가동후의 노심의 방사능은 무노 약 170억 규리(Ra로 17,500ton 해당)에 해당한다. 이것은 자연방사능만 존재하던 것이 인공방사능의 발생을 말한다. TMI-2원자로의 사고로 상업용원자력발전소의 안 전성확보 문제는 재평가하게 되었다. 미국원자력문제위원회에서는 그동안 각계각층에서 조사검 사한 사고분석평가 결과를 집약한 행동지침(NRC Action Plan: LUREG-0660)을 금년 5월에 학 정발표하였다. 즉 운전중인 발전소 및 운전면허를 받고 저 하는 전기사업자에 대하여 원자로안 전운전, 부지재평가가 설계변사 및 긴급퇴피계획분야에 대한 구체적인 행동지침을 제시하고 있다. 우리나라에서도 원자력발전이 유일한 대체에너지로 계획추진되고 있는 현시점에서 원자력발전 소의 안전성확보문제는 에너지수금계획에 못지 않은 중대한 과제라고 본다. 이러한 안전성문제를 제도적으로 관찰하기 위한 독자적인 규제기준의 규정이 가장 시급하며, 부지선정, 운전원의 훈련 방사선방어대책 등 우리나라 실정에 맞는 단장기계획을 국가적인 차원에서 수립해야 한다고 본다.
시료중의 방사능 분포를 영상으로 획득할 수 있는 2차원 디지털 방사선 검출기인 Imaging Plate(IP) 검출기는 주로 산업용 라디오그라피, 의료진단, X-선 회절실험 등에서도 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 IP 검출기의 여러 종류의 방사선에 대한 높은 감도 우수한 공간 분해능, 넓은 선형범위와 스크린의 높은 균질성을 이용하여 시료중의 방사능을 측정할 수 있는 가능성에 대해 조사하였다. 먼저 IP 검출기를 이용하여 면적선원의 표면균질도 측정에 적용하였다. 상용 기준 면적선원$(^{241}Am)$의 방사능 분포에 대한 영상을 얻어서 표면 균질도를 비 파괴적이고 신속하게 측정하였다. 다음으로 IP 검출기를 극저준위 방사능 측정에 적용하여 방사능 측정가능성에 대해 연구하였다. 이를 위해 IP 검출기의 스크린 균질도, 배경방사선 차폐효과, 선형범위 조사, fading 시간을 조사하였다. 극저준위 방사능 측정을 위해 감자 바나나 무 당근에 포함되어 있는 $^{40}K$ 자연방사능을 선택하여 측정하였다. 기준선원을 사용하여 IP 효율교정을 수행하였다.
감마선 분광법을 이용하여 금강유역에 분포되어 있는 7개 기반암 지역 토양의 자연방사능 특성을 조사하였다. 우라늄계열 $^{226}$Ra, 토륨계열의 $^{228}$Ac과 비계열 핵종인 $^{40}$K와 같은 대표적인 자연방사성핵종(naturally occurring radioactive nuclide)의 비방사능 (specific activity:SA, Bq/kg)을 측정하고 비방사능 비(specific activity ratio:SAR)를 산출하여 기반암에 다른 토양에 대한 자연방사능 특성을 분석하였다. 7개 기반암지역 41지점 토양에서의 SA값은 $^{226}$Ra의 경우는 26.7-485(74.2 ${\pm}$ 72.2)Bq/kg, $^{228}$Ac은 30.9-157(90.7${\pm}$32.7) Bq/kg, 그리고 $^{40}$K는 203-1588(990${\pm}$203)Bq/kg으로 나타났다. 기반암 특성별 가장 큰 차이를 보이는 핵종은 $^{226}$Ra이었으며 특히 캠브리아기 변성퇴적암 기원의 한 지점에서는 485Bq/kg으로 평균값이 74.2Bq/kg인 다른지점들의 토양과 큰 차이를 보이고 있다. $^{226}$Ra보다는 적지만 $^{228}$ Ac의 SA값도 기반암에 다라서 다소 특성을 보이고 있었으나, $^{40}$K의 SA값의 경우는 특이한 차이가 없는 것으로 나타났다. 세 핵종간의 SAR은 $^{226}$Ra/$^{228}$Ac은 0.343-6.11(0.865${\pm}$0.883), $^{226}$Ra/$^{40}$K는 0.0258-0.759(0.0814${\pm}$0.1117),그리고 $^{228}$Ac/$^{40}$K는 0.0373-0.178(0.0945${\pm}$0.0373)로 세 핵종의 SA 특성에서 예견할 수 있었던 것과 같이 $^{226}$Ra/$^{228}$Ac, $^{226}$Ra/$^{40}$K의 SAR 특성은 토양에 다라서 얼마간 보이는 반면 $^{228}$Ac/$^{40}$K는 별다른 특성을 보이지 않았다.
본 논문은 재난재해와 방사선 오염으로부터 안전한 농작물 관리를 위한 플랫폼, 그리고 식물 생장 모니터링 시스템을 제안하였다. 또한, 식물생장을 모니터링하여 식물공장 내에서 생장하는 식물의 크기를 효율적으로 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 본 연구에 따른 기대효과는 첫째, 자연재해와 방사능오염 감시를 통해 신속하고 정확한 대처 기능으로 농산물 품질과 생산성 향상을 가져올 수 있다. 둘째, 식물의 크기 측정 데이터를 유지 관리하는데 소요되는 시간을 절약하여 경비를 절감할 수 있다. 마지막으로 식물 공장 관리자의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
1998년부터 2006년까지 국내 방사능 교차분석에 참여하여 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 방사능 분석 기술의 능력 검증과 신뢰도를 확보하기 위하여 수행되었다. 전베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다. 전베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의 $^{40}K$와 $137^{CS}$ 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다. 따라서 방사선 이상 사고시 원자력 안전을 위한 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 신뢰도를 확보하여 자체적으로 환경방사능을 분석할 수 있는 능력을 함양하였다.
국내에서 채광한 자연방사능광물의 분석의뢰를 계기로 이에 관심을 갖고 Uranium와Thorium 의 함유량을 원광으로부터 비파괴적이고 간단한 ${\gamma}$-선 분광법으로 측정 분석하여 보았다. Ge(Li) 측정기를 ${\gamma}$-선 분광에 이용한 결과는 재래식방법에 비하여 분석정도를 훨씬 높일 수 있었으며, 자연방사능측정법과 원자로중성자로 조사시킨 activation법으로 Uranium와 Thorium의 함유량을 분석하였던바 하나의 시료(인천에서 채광)에서는 약 0.5%의 Uranium, 또 다른 시료에서는 2%의 Th와 0.1%의 U이 포함되어 있음이 확인되었다. 우리가 처음 시도한 이 분석법은 경제적이고 간편.신속하게 분석할수 있어 핵연료물질조사에 널러 이용할 수 있음을 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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