대전지역 토양에 대한 Cs-137 및 Sr-90 방사능농도를 분석 하였다. 토양중 Cs-137 농도와 유기물 함량 사이에 일정한 상관관계를 보였다. 인위적 교란이 없는 미경작지 토양에 대한 Cs-137 및 Sr-90의 평균 방사능농도는 14.37Bq/kg-dry와 7.95Bq/kg-dry 수치로 핵실험에 의한 방사성낙하물 농도와 유사한 값을 나타내었다. 미경작지를 포함한 26개 지점에서 Cs-137/Sr-90의 방사능비는 평균 1.99 정도로 Cs-137의 침적 농도가 Sr-90의 경우 보다 두배 정도 높음을 알 수 있었다.
연구배경: 우리나라 표층토양 중 원자력 발전소 주변 지역인 울진군을 중심으로 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 분포 현황을 조사하고, 토양 속 방사성핵종의 행동에 영향을 미치는 변수들과의 상관관계를 밝힘으로써 한국토양에 발생한 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 농도에 대한 기준자료 확보와 원자력시설 주변 환경영향 평가의 강화가 목적이다. 재료 및 방법: 원자력 발전소 인근 10 km이내의 지역 14곳에서 2011년 4월 표층토양 시료를 채취하였으며, 깊이에 따른 분포 조사를 위하여 40 cm 까지의 토양을 덕구, 후정, 매화 지역에서 채취하였다. $^{137}Cs$의 농도는 HPGe 감마분광시스템으로, $^{90}Sr$의 농도는 방사평형상태의 $^{90}Y$을 기체 유동식 비례계수기로 계측하였다. 결과 및 논의: 표층토양에서 $^{137}Cs$의 방사능농도는 $<0.479-39.6Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$(평균 $7.51Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$), $^{90}Sr$의 방사능 농도는 $0.209-1.85Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$(평균 $0.74Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$)이었다. 방사능비($^{137}Cs/^{90}Sr$)는 9.67로서 전지구적 초기 방사성 낙진의 1.75보다 큰 값을 보였는데, 이는 낙진 이후 $^{90}Sr$의 심층으로의 빠른 이동성 때문이다. 깊이에 따른 분포는, 덕구와 후정의 토양에서 $^{137}Cs$ 의 농도가 표층토양에서 가장 높고 깊이가 증가할수록 급격히 지수적으로 감소하는 경향을 보였으며, $^{90}Sr$의 방사능농도는 표층 및 깊이 30 cm 부근에서 높은 값을 보였다. 표층토양 방사능 농도와 표층토양 변수들(pH, 유기물함량, 입도)과의 선형 핏팅에서는 $^{137}Cs$ 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계(결정계수 $R^2=0.6$)가 있는 것으로 나타났다. 결론: 울진 토양의 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 방사능농도 범위는 한국 다른 지역의 값과 유사함을 확인하였고 $^{137}Cs$ 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계를 확인하였다.
토양환경에서의 라돈포텐셜이란 토양의 공극에 존재하여 실내환경으로 유입될 수 있는 가능성을 가진 라돈의 농도 개념으로 해당지반을 대표하는 라돈방사능 수준을 의미한다(제현국, 2002). 해당 지반에서 라돈포텐셜을 정량화 할 수 있으면 타 지반과의 상대적인 비교를 통하여 라돈방사능의 수준을 알 수 있으나 토양환경에서 변화양상이 심한 라돈의 특성으로 인해 정확한 라돈포텐셜을 예측한다는 것은 사실상 불가능하다. (중략)
국가 환경방사선/능 자동감시망과 원전주변의 환경방사선/능 감시를 통해서 연속적으로 측정 기록된 대량의 환경방사선/능 정보들이 효과적으로 활용되고 있지 않는 상황에서 환경방사선/능 정보에 내재되어 있는 공간정보 속성들을 정량적으로 해석하고 시공간적으로 예측할 필요성이 있다. 지구통계기법을 활용하면 환경방사선 감시설비가 비록 설치되어 있지 않은 지점일지라도 환경방사선/능 정보에 대한 예측이 가능하므로 향후 추가적인 감시기의 설치와 시료분석에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 본 연구에서는 고리, 월성, 영광, 울진 원자력발전소와 대전 한국원자력연구소 등 국내 원자력이용시설 주변 토양중의 환경방사능 분포를 감마동위원소인 $^{137}Cs$과 $^{40}K$을 중심으로 파악하였다.
지하수중에 존재하는 극미량의 환경방사성 동위원소를 측정하기 위한 방법을 개발하였다. 각 핵종들중 234U, 238U, 222Rn, 226Ra은 섬광액을 포함한 용매추출법을 사용하여 개별분리한 후 액체섬광계수기를 사용하여 각 핵종에서 방출되는 알파선을 검출하였다. 환경방사성 원소인 U과 Th 딸핵종의 비평형에 의한 지하수 특성 연구를 위해서 국내 지하수 중의 234U와 238U의 방사능비 측정을 대전 화강암 지역에서 채취한 지하수 시료를 ICP/MS를 사용하여 U 함량을 결정하고, 지하수에서 U을 용매추출한 후 알파전용 액체섬광계수기를 사용하여 234U와 238U의 방사능을 측정하였다.
부산 금정구일대의 암석, 토양 및 토양가스 내 주요 환경방사성 핵종들($^{40}K$, $^{228}Ac$, $^{226}Ra$, $^{222}Rn$) 및 U의 분포 특성에 대하여 연구하였다. 연구지역의 화강암질 암석들에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 $^{40}K$>토륨붕괴계열>우라늄붕괴계열 순으로 낮게 나타나 화강암질 암석에서 U에 비해 Th이 상대적으로 많이 부화됨을 잘 나타내고 있다. 그러나 암석 내 U 농도 및 $^{226}Ra$ and $^{228}Ac$ 방사능은 암석의 분화단계를 잘 반영하지 못하고 있다. 잔류토양 내 환경방사성 이 핵종들의 방사능과 U의 농도는 모암에 비해 높게 나타나며. 토양가스, 토양 및 암석에서 환경방사성 핵종들의 분포는 낮은 정의 상관관계를 보인다. 이러한 사실들은, 토양가스 및 토양에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 모암에 의한 영향보다, 암석의 풍화작용과 토양형성작용 동안 이들 핵종들과 모핵종들의 용탈 및 흡착 등의 거동 특성에 의한 영향을 더 크게 받음을 시사한다.
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.
Pyrethroid계 살비살충제 acrinathrin 토양잔류물의 행적을 구명하기 위하여 [$^{14}C$]acrinathrin의 신생 및 1개월간의 숙성잔류물을 함유한 2종의 토양이 담긴 특수 제작한 stainless steel pot에서 옥수수를 1개월간 재배하였다. 1개월의 숙성기간과 1개월의 옥수수 재배기간중 [$^{14}C$]acrinathrin이 무기화되어 발생된 $^{14}CO_2$의 양은 두 토양 모두 총처리 방사능의 각각 $23{\sim}24%$와 $24{\sim}33%$이었다. 1개월간 재배한 후 수확한 옥수수의 지상부와 지하부에 흡수이행된 방사능은 두 토양 모두에서 각각 총처리 방사능의 0.1%와 1% 미만인 반면 전체 방사능의 $65{\sim}80%$는 토양에 남아 있었다. [$^{14}C$]acrinathrin을 처리한 후 옥수수를 재배하기 전과 후 토양 추출액의 autoradiography와 GC-MS로 1종의 미확인 분해산물을 비롯하여 m/z 198, m/z 228 및 m/z 214의 분해산물을 검출하였고 비표지 acrinathrin을 처리하고 30일간 옥수수를 재배한 토양 추출액에서는 GC-MS로 m/z 225와 m/z 198의 분해산물을 확인하였다. 토양중에서 acrinathrin은 cyano group이 결합된 탄소 ($^{14}C$)에 인접한 ester 결합이 가수분해되어 3-phenoxybenzaldehyde cyanohydrin을 형성한 후 뒤이어 HCN이 제거되어 3-phenoxybenzaldehyde를 생성하고 이것이 다시 3-phenoxybenzoic acid로 산화된 후 decarboxylation에 의하여 $^{14}CO_2$가 방출되는 것으로 판단되었다. 1개월간 옥수수를 재배한 토양과 1개월간 숙성한 토양의 acetone에 의한 추출율은 두 토양 모두에서 총처리 방사능의 31% 미만이었으며, 토양 추출액 방사능은 95% 이상이 유기상에 분배되었다. 따라서 acrinathrin은 토양중에서 분해가 신속하고 토양구성성분에 쉽게 흡착 또는 결합되어 작물에 흡수이행되지 않는 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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