방사선안전성 평가 및 검증 선진기술 개발 - KINSKINS 방사선안전성 평가 및...

KINS

방사선안전성 평가 및 검증 선진기술 개발

연구총괄실 한승재

2012. 4. 4.

제16회 원자력안전기술정보회의

Contents

Korea Institute of Nuclear Safety

제3차 연구개발사업 내용 및 실적

제4차 연구개발사업 계획

연구 필요성

연구 내용

연구 결과물

제3차 연구개발사업 내용 및 실적

과제명 (대과제) 및 목표

방사선리스크 저감 선진기술 개발 (2007.3-2012.2: 5년간)

최종목표

- 국민 방사선리스크 저감을 위한 선진 기술개발 및 실전적 비상

대응체제 구축

과제구성


구분 세부 과제명 수행기관

방사선방호원칙•기반기술 개발 및 이행체제 구축

방사선 방호 최적화 기술개발 KINS

실용량 기반 방사선량 측정•평가 신기술 개발 KAERI

방사선 측정표준 기술 고도화 KRISS

정상시 방사선리스크 저감기술 개발 및 이행체제 구축

방사성폐기물 리스크 최적 검증기술 개발 KINS

방사선원 안전시스템 선진화 기술개발 KINS

비상시 방사선리스크 저감기술 개발 및 이행체제 구축

방사능 사고대응 선진화 체제 구축 KINS

원자력설비의 핵심구역 파악기술 개발 KAERI

1

방사선방호 최적화 기술 개발

주요연구결과

1. 신권고 제도화(안) 및 방사선리스크 모델 개발

원자력안전위원회 고시 및 방재대책법

개정(안)

위험방사선 이용시설 위험도 평가

원전종사자 선량감축방안 도출 Likelihood

fundtion

Prior SD Prior mean

Posterior

mean

DATA

Parameters

2. 한국인 유효선량평가 모델 개발

한국인 남녀 복셀팬텀 제작

한국인 유효선량 환산인자

확립 및 데이터 베이스 구축

3. 방사선작업자 생애관리

시스템 구축 생애관리 모델 개발

작업종사자 추적관리 체계

0

2

실용량기반 방사선 측정 및 평가 신기술 개발

1. 반자동형 OSL/TL 동시 측정장치 개발

기준방사선 조사장치 개발 및 내장(X-선)

OSL/TL 시료 연속 10개 장착 및 자동측정

개발장치 기술이전(수동형장치 이전완료)

2. OSLD제조용 결정성장장치 및 신OSL물질 개발

OSL물질용 초크랄스키 결정성장장치 구축

자동직경제어장치 및 시스템 제어개발 장착

신 OSL 물질 LiAlO2 개발(특허출원 완료)

3. 교정용 열중성자 및 속중성자장 제작

열중성자: 흑연감속체내 AmBe 선원 장전 속중성자: KCCH양성자가속기에 표적/감속체

부착

3

방사선 측정표준기술 고도화

1. 방사선기기/시설 안전요소

측정체계 확립 - 관전압 측정기 평가/교정체계 확립

- 누설선량 에너지응답/시험절차개발

2. 의료용 핵종의 방사능

측정기술 및 소급체계 확보 - 의료용 핵종 방사능 절대측정

- 핵종교정기 교정체계 확보

3. 중성자 서베이메타 교정 및

작업공간 모사시스템 개발 - 서베이메타 반응함수 결정

- 작업공간 모사 고유모델 설계 MCNPX calculation

반응함수 결정

4

방사성폐기물 리스크 최적 검증기술 개발

방사성폐기물 [RW] 처분전관리 리스크 차등 검증기술 개발

RW 처분전관리 리스크 차등

검증지침 개발

방사능 재고량

평가도구 개발

폐기물 관리 리스크

평가도구 개발 Ex) 지침개발의 요약의 예

원전 폐기물 발생원 분석 원전 및 비원전 시설 폐기물 관리현황 분석

원전 및 비원전 폐기물 관리 중 리스크 평가

폐기물 처분전 리스크 차등검증 지침 개발

Ex) 폐기물 발생원 분석의 예

RW 처분전관리 리스크 차등검증 표준 모델 개발

Drop

Fire

방사성 폐기물 처분전

관리 리스크 시나리오

주 논리도 분석을 통한 주요 초기사건 (Drop, Fire)

위험 핵종별 재고량 (inventory) 평가

대기확산인자 ( )평가

피폭선량평가

리스크 등급화 방법론 설정

리스크 준위 설정

Q

RW 리스크 평가 및

방사능재고량 평가

통합전산도구 개발

리스크 기반 방사성폐기물 신분류기준 개발

활용방안

- 체계적인 관리 및 처분

SAFETY PRINCIPLES AND

REQUIREMENTS

WASTE TYPESWASTE TYPES

REGULATORY ASPECTS

TECHNOLOGY OPTIONS

ECONOMICS

SOCIETAL ISSUES

MANAGEMENT OPTIONS – TREATMENT & DISPOSAL

half-life

Activity

content

VSLWvery short lived

waste

(decay storage)

HLWhigh level waste

(deep geologic disposal)

ILWintermediate level waste

(intermediate depth disposal)

LLWlow level waste

(near surface disposal)

VLLWvery low level waste

(landfill disposal)

EWexempt waste

(exemption / clearance)

5

방사선원 안전시스템 선진화 기술 개발

치료용 및 산업용 방사선기기 선량평가 기술 및 표준 심사지침 개발

방사선원 운반 안전성 평가기술 개발

비원전분야 종사자 내부피폭 최적평가기법 및 절차 수립

대형 양성자가속기 방사선 안전성 평가기술 개발

비파괴검사 조사기 수명관리 지침 개발

비전리 방사선 안전규제 요건 도출

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

100

101

102

103

104

105

106

835 k

eV

(M

n-5

4)

810 k

eV

(C

o-5

8)

511 k

eV

(A

nn

ihil

ati

on

ra

dia

tio

n)

122.0

6 k

eV

(C

o-5

7)

152.3

2 k

eV

(W

-181)

Co

un

ts/c

ha

nn

el

Energy (keV)

136.2

8 k

eV

(W

-181)

136.4

8 k

eV

(C

o-5

7)

Distribution of Committed Effective Dose

Evaluation

< 0.1 mSv

58%0.1-1.0 mSv

18%

1.0-2.0 mSv

12%

> 2.0 mSv

12%

< 0.1 mSv

0.1-1.0 mSv

1.0-2.0 mSv

> 2.0 mSv

연안해안에 거주하는 주민들

경주처분부지

800 m

200 m

전용선박

750 km

영광원전적재

연안해안에 거주하는 주민들

경주처분부지

800 m

200 m

전용선박

750 km

영광원전적재

6

방사능 사고대응 선진화 체제 구축

항공 방사능 탐사 기술 개발

방사능 공중 탐사를 위한 국내외 사례 분석

항공 방사능 탐사 계측 방법론 분석

MCNP 코드를 이용한 항공방사능 탐사 장비 세부성능 평가

계측기와 지리정보시스템과의 연계 체제 개발

방사능오염지역 공중 탐사 계측시스템 제작

방사능 탐지를 위한 절차서 개발

7

원자력설비의 핵심구역 파악 기술 개발

(1) PSA 기반의 5단계 핵심구역 파악 방법 개발

(2) 핵심구역 파악 S/W VIPEX 개발

(3) 고장수목 계산 S/W FTREX 획기적 개선/수출

(4) 울진 3/4 핵심구역 파악에 시범적용

(5) 핵심구역 파악 절차서 개발

8

대과제 정량적 연구성과

평가 지표 분석 지표 성과

실적 계획

과학기술 연구성과

논문 게재 (건) SCI 90 60

비 SCI 41 50

논문 발표 (건) 국내 199 95

국외 113 49

인력양성 성과

학위과정지원 (명) 박사 8 8

석사/학사 11 9

연수지원( 명) 박사 3 3

석사 6 4

국제협력 성과

인력교류 (명) 외국연구자유치 17 13

해외파견 44 33

기술협력 (건) 국제회의

MOU체결/공동연구 4 5

사업화 성과 특허출원/등록 건)

국내 26 23

국외 7 1

기술료 징수 (백만원) 1765.9 62.5

경제사회 파급효과 산업지원 (건) 기술지도 36 19

기술이전 17 11

안전규제 연구성과 기술기준, 요건, 지침 개발 (건) 18 15

주제별보고서 (건) 28 27 9

제4차 연구개발사업 계획--연구 필요성

연구 개요 및 목표

연구개요: 국제기준에 부합하는 선진국형 방사선방호체계 확보를 위한 방사선안전성 평가 및 검증기술 개발

단계별 목표


구분 연구목표

1단계 (2012-2014)

방사선원 안전성 평가기술 선진화

방사선방호 선진화 체계 및 시스템 기반 구축

기존 피폭 최적화 이행을 위한 기반기술 확보

원자력사고시 비상대응 최적화 기술 확보

2단계 (2015-2016)

방사선원 인허가 선진기술 개발

방사선방호 선진화 체계 및 시스템 완성

국내 현황을 반영한 기존피폭 최적화 방안 수립

원자력사고 비상대응체계 고도화

10

국내외 원자력 환경 및 시사점


구 분 국외 환경 국내 환경

1. 방사선원 안전성 향상

의료 및 산업용 사이클로트론 시설해체, 첨단기술 적용 의료용 선형가속기 안전성평가 기술, 안전규제 기준 개발 및 적용

RI 및 RG 등 다양한 방사선원에 대하여 선원 안전등급별 최적 규제 기술 개발 적용

사이클로트론 해체 관련 안전기준 개발, 첨단기술 적용 의료용 선형가속기 세부 안전규제 기준, 방사선원 이용 형태별 위험도에 따른 안전등급 정의 및 이에 따른 안전규제요건 개발 등이 미흡함

2. 방사선방호 선진화

ICRP 신권고 ICRP 103(2007)과 IAEA BSS를 중심으로 방호원칙 및 그에 따른 기반기술에 대한 연구는 지속적으로 진행 중

선행 중장기연구(1992-1997)를 통하여 ICRP 60 권고 (1990)를 원자력법에 반영한 기술적 경험 축적

피폭방사선량 평가 검증기술 및 ALARA기반 체제를 구축하였으나 변화하는 규범에 따른 기술개발은 지속적으로 발전 필요

3. 생활환경중의 방사선 평가 (기존피폭 최적화

ICRP는 라돈과 NORM을 규제가 필요한 선원으로 제시. 우주방사선 피폭도 직무피폭의 일부로 권고. 전세계적으로 자연방사선원에 대한 관리체계구축은 확산될 것으로 전망

생활주변 방사선안전관리법의 주요 항목인 지각방사선에 대한 국가 주도 안전관리 기반 기술 제공 필요

우리나라의 자연방사능 배경값 (라돈 및 지각방사선량률 포함)을 고려할때 국내의 관련 연구는 미미함

4. 원자력 사고대응 선진화

미국 DOE 및 국토안보부는 방사능사고 대비 실제적 훈련을 위한 시나리오 개발, 방재요원 교육훈련 및 계측시스템 등을 구축하고 있음

비상시 국가차원의 방재 및 환경감시 시스템은 갖춰져 있으나 다수호기 사고 대응 체제 반영이 미비하며 인접국의 대형사고 대비 국내 환경감시 역량을 강화 필요

11

☞ 국내외 원자력 이용 다변화, 방사선안전 국제기준의 지속적 발전, 생활 속에 편재해있는 방사능 이슈 및 원자력비상 안전현안과 관련하여, 국내 방사선안전 체계 요소의 지속적인 개축, 보수 및 선진 기준의 국내 적용 연구를 통해 선진국과의 기술 격차 최소화 및 국민의 방사선 위해성 안심 노력이 시급함

전단계 안전연구의 성과 및 평가

제3차 중장기 연구 (대과제명: ‘방사선리스크 저감 선진기술 개발’)*


구 분 연구개발 내용 연구결과 활용/평가


치료용 및 산업용 방사선기기 선량평가 기술 및 표준 심사지침 개발

방사선원 운반 안전성 평가기술 개발

비원전분야 종사자 내부피폭 최적평가기법 및 절차 수립, 대형 양성자가속기 방사선 안전성 평가기술 개발

국내 방사선기기 이용기관에 보급 및 KINS 현장 안전규제 직접 활용

미개발 방사선원 안전규제 기준 및 첨단기술 적용 방사선원의 미래 규제수요 대비 안전규제 기술의 선도적 개발 대응이 필요함.


ICRP 103(2007) 신권고 최종 도입 제도화(안) 마련

방사선리스크 평가 모델 개발

한국인 유효선량 환산인자 평가 및 데이터베이스 구축

방사선원 국내 방사선방호 정비 및 방사선원별 리스크에 따라 차등화된 방사선안전관리제도로 개선에 활용

국제 방사선방호 신 기술기준(개인선량계 성능기준, 수정체선량)에 따른 선진 기술의 국내반영 및 국내 제도의 취약 부분(내부피폭) 개선을 위한 연구 필요

3. 생활환경중의 방사선 평가 (기존피폭 최적화)

다중이용시설에 대한 라돈 농도 평가 라돈 저감화 기술 및 NORM 물질의 최적 관리 기반 확립 우주방사선 및 중성자선량 평가기술 분석

생활주변 방사선안전관리법 하위 기술기준 제정에 활용, 실용화된 라돈 저감설비는 고농도 기존가옥의 저감화에 활용 및 구축된 NORM 통합관리 DB는 관련 업체 및 일반에게 공개


항공 방사능 탐사 기술 개발 방사능오염지역 공중 탐사 계측시스템 제작 방사능 탐지를 위한 절차서 개발

원전 방재훈련의 효율성 증진 및 일반 방사능 사고 대응을 위한 종합적인 체제 구축에 기여 원전 사고 교훈에 따른 제도 개선 및 기술 개발 등 미래 원자력사고 대응 수요에 대한 선제적 연구 필요

*연구기간: 5년 (2001-2012) 12


성과 및 평가

구 분 향후 기술개발 전망


방사선 및 방사성동위원소 이용의 다양화 및 양적 증대에 효과적으로 대응하고, 방사선 이용기술 분야에서의 미래 첨단기술 적용에 선도적으로 대비할 필요가 있음. 이를 위해 미래 규제수요를 대비한 보다 적극적인 방사선원 안전성 검증기술 개발 및 미래 첨단기술 발전을 적시에 대응할 수 있는 방사선원 안전평가 시스템 및 안전기준을 확립하여야 함


ICRP 신권고 ICRP 103(2007)과 IAEA BSS를 중심으로 방호원칙 및 그에 따른 기반기술에 대한 연구는 지속적으로 진행이 요구되며 방호 최적화 이행을 위한 기반기술 확보가 요구됨

3. 생활환경중의 방사선 평가 (기존피폭 최적화)

일부 대학 등의 연구결과가 있으나 피폭선량을 저감화하기 위한 최적화 측면보다는 농도 조사위주의 연구로 근본적인 대책을 수립하는데 한계가 있으며 전국규모의 체계적인 조사는 일부를 제외하고 미미한 실정

이미 국내 일부 유의지역내 위치한 가옥이나 학교의 경우 실내 라돈 농도가 수천 Bq/m3를 초과하는 사례도 보고되고 있고 라돈 흡입에 의한 유효선량평가 결과 년간 20 mSv를 상회하는 경우도 있기 때문에 ICRP 65에서 제시한 라돈 유의지역을 우리나라의 실정에 맞게 설정하고 관리에 집중하는 것이 보다 효과적이며 최적화 기반구축 연구는 매우 시급함


현재 방사능방재대책 수립 지원을 위한 AtomCARE가 운영되고 있으나, 방사선 영향등에 관한 기술적인 측면의 정보를 제공하고 있지만, 보다 거시적인 사회･경제적 관점에서의 영향에 관한 정보는 미비한 편임

체르노빌 및 후쿠시마 사고 교훈에 따른 제도 개선 및 기술 개발 등 미래 원자력사고 대응 수요에 대한 선제적 연구 필요

13


연구 필요성

첨단 방사선원 이용기술을 대비한 선도적 안전규제기술 확보 및 미래 규제수요 대비 방사선원 안전 평가시스템 및 안전기준 확립 필요

정상 및 비상시 종사자 및 일반인의 방사선피폭 선량평가의 정확도 향상을 위한 고도의 모델, 코드 및 평가 기술이 요구

자연방사선원에 의한 피폭이 높은 지역 (≥ 20 mSv/y)에 대한 조사, 연구 및 유의지역 설정 및 집중관리 대책 필요

국내외 원전사고시 비상대응 최적화를 위한 기존 원자력재난관리 시스템 고도화, 복합사고 대비 비상대응체계 보완 및 규제 효율성 제고를 위한 방사능방재 규제체계 정비 필요

14

연구 내용

대과제 : 방사선안전성 평가 및 검증 선진기술 개발

연구기간 : 총 5년간 2단계로 구성개발

1단계 : 3년 (2012 ~ 2014)

2단계 : 2년 (2015 ~ 2016)

4개의 세부과제로 구성

방사선원 안전성 검증 선진기술 개발

방사선방호 선진화체계 기반기술 개발

기존피폭 최적화 이행체계 구축

원자력비상대응 최적화 기술개발


연구 내용

15

추진 전략 및 중점사항


* 기술자문 및 정보교류를 위하여 산업체(현장기술개발) - 대학(기초요소 개발) – 연구소

(기반기술개발)의 협력 연구체제로 연구 효율성을 추구함

* 국내 산학연 공동으로 중대사고 기술현황분석, 국제공동연구 참여를 통한 국제

기술동향에 일치하게 국내 원전의 규제지침 개발

* 현장 중심 연구 강화, 연구성과 확산, 국제협력 강화로 국제기술 변화에 능동 대처

16

방사선방호 선진화체계 기반기술 개발

기존피폭 최적화 이행체계 구축 방사선원 안전성 검증 선진기술 개발

원자력비상대응 최적화 기술개발


세부과제명 최종연구 결과물

방사선원

안전성 검증

선진기술 개발

∙ 방사선원 위험도에 따른 선원유형별 안전등급 및 등급에 따른 최적 안전규제 지침 ∙ 국내 운용 사이클로트론 해체 안전성 평가모델 및 기술기준 ∙ 첨단 기술 적용 의료용 선형가속기 안전성 평가모델 및 기법

방사선방호

선진화체계

기반기술 개발

∙ 방사선영향 리스크평가 모듈, 기법 및 코드 ∙ ICRP 남성 및 여성인체 표준팬텀, 유효선량환산계수 DB, 웹페이지 ∙ 수정체 선량평가 성능기준 고시(안) ∙ 내부피폭선량 평가 법령개정(안), 성능 기술기준 고시(안) 및 규제 품질보증 기술기준 고시(안)

기존피폭 최적화

이행체계 구축

∙ 주요 지각방사선원에 대한 국가 참조준위 설정 ∙ 전국 Geogenic Natural Radioactivity Potential Map 작성 ∙ 고농도 지역에 대한 피폭 저감화 및 관련 기술·장비 개발 ∙ 위험도 지수 개발 및 각종 지표암 관련 체계적인 역학 연구 ∙ 기술기준, 지침, 권고안 개발, 저감 및 관리 홍보 책자 발간

원자력비상대응

최적화

기술개발

∙ 국제기준을 반영한 비상계획구역 기준 및 방호체계 ∙ 복합사고 반영 원자력시설 비상대응체계 규제요건 ∙ 다수호기 동시사고 대비 방사선영향평가 기술 개발 ∙ 국내외 원자력사고 대응을 위한 시스템 구축

연구 결과물

최종 연구결과물 기술

연구 결과물

17

1차년도 연구결과물 기술


세부과제명 1차년도 연구 결과물

방사선원

안전성 검증

선진기술 개발

∙ 방사선원 이용 형태별 안전규제 실태분석 및 적합성 평가 보고서 ∙ 사이클로트론 국내운영 실태 및 국내외 시설해체 기준 평가 보고서 ∙ 국내이용 선형가속기 유형별 핵심 안전인자 분석 보고서 및 최적 국내적용 기준

방사선방호

선진화체계

기반기술 개발

∙ 원자력사고 영향 확률론적 평가코드 구성 및 입출력 구성 자료, 대기확산인자 및 확산평가 모듈, 구름/지표 선량계수 ∙ 사면체 인체팬텀 제작 절차서 ∙ 신 ANSI 성능기준 적용방법론 ∙ 내부피폭선량 평가 법적․기술적 이행체계 현황분석 보고서 ∙ 내부피폭선량 평가 국내 규제 기술요건(안)

기존피폭 최적화

이행체계 구축

∙ 국가 방사능 상황관리 시스템(SIREN)과의 연동체계 방법 ∙ 차량 모니터링 Protocol 및 관련 System ∙ 국내 잠정 라돈 유의지역 분포 특성 평가 보고서 ∙ 지역별 상세 유의지역도 작성을 위한 예비조사 보고서 ∙ 천연핵종에 의한 내부피폭평가 방법론 ∙ 기존피폭 최적화에 대한 국가별 이행 체계 현황분석 보고서

원자력비상대응 최적화

기술개발

∙ PAZ, UPZ 도입 해외사례 조사분석 및 국내원전 대상 기준 구역 평가 보고서 ∙ 다수호기 동시사고 방사선영향평가 방법론 및 평가모듈 개발(선원항 평가, 기상정보 처리, 방사능대기확산 예측) ∙ 국내 비상대응 전략과 개정 BSS, GSG-2 등의 비상대응 방호전략의 비교․분석 보고서

18

활용 계획 및 기대효과


세부과제명 활용 계획 및 기대효과

방사선원

안전성 검증

선진기술 개발

∙ 첨단기술 적용 및 미래 방사선원 이용에 대한 선진화된 최적 안전규제기술 확보 및 적용 ∙ 국내 방사선 안전규제 기술수준 향상 및 선진 기준 정립으로 방사선 및 방사성동위원소 이용 안전성 향상

방사선방호 선진화체계

기반기술 개발

∙ 방호 최적화 이행을 위한 선진 기반기술로서의 국내 피폭방사선량 평가 규제체제 정비 ∙ 종사자 및 일반인의 방사선피폭 선량평가의 신뢰도 향상 ∙ 평상시 및 비상시 국민의 방사선의 체감 위해성 안심 제고

기존피폭

최적화

이행체계 구축

∙ 생방법 시행에 따라 주요 항목인 지각방사선에 대한 국가 주도의 관리 및 규제 체계에 대한 안전관리 기반 기술 제공하고 이를 통해 자연방사선 피폭을 저감, 국민 건강 증진에 기여

원자력비상대응

최적화

기술개발

∙ 후쿠시마 사고 교훈을 반영한 비상대응분야 신규현안인 원자력 시설 비상대응 체계 정비, 다수호기 동시비상사고 대비 비상대응 체계 개선, 국내외 원자력사고 대비 재난관리 기반 기술을 제공하고, 이를 통한 비상대응분야 핵심 경쟁력 확보

19

방사선안전성 평가 및 검증 선진기술 개발 - KINSKINS 방사선안전성 평가 및...

Documents

Transcript of 방사선안전성 평가 및 검증 선진기술 개발 - KINSKINS 방사선안전성 평가 및...