Recently, an international issue due to the discharge of contaminated water from the Fukushima has been highlighted. Since the Fukushima nuclear power plant accident in japan, marine environmental radioactivity survey has been strengthened with increased sampling frequency and range for seawater in territorial waters. And a stationary underwater radiation monitoring system including floating equipment-based system such as oceanographic buoys, tidal stations have been deployed on-site to detect abnormal radiological events. However, stationary monitoring systems may be insufficient for the early detection of abnormal radioactivity over a wide area, since it is a passive way of waiting for radioactive materials to spread in the ocean. So, our team developed a ship-mounted seawater gammaray monitoring system that can be operated remotely and in real time. In this study, it includes a detailed description of the design, installation, monitoring method, and operation of the system.

An application of the final decommissioning plan for unit 1 of Kori NPP was submitted to NSSC on 14 May 2021. We have been implementing the project related to the radiological characterization for the plan since 2019. However, the project was not running smoothly due to the regulatory environment. The destructive sampling from the objects was not allowed, so only smear (swipe) samples are available. In this study, the sampling way and the analytical results of radionuclides are presented. In addition, we propose in-situ measurement using gamma camera and in-situ gamma spectroscopy to obtain more comprehensive radiological information on the object.

우리는 실험과 MCNP 시뮬레이션을 통해 전알파 분석법의 한계를 설명하였다. 국내에서 중·저준위 방사성폐기물 인도 규 정 관련, 전알파 분석법은 방사성폐기물을 처분하기 위해 반드시 규명해야 할 방사성 특성평가 인자이다. 전알파 분석법은 시료 준비 절차가 간단하고 신속한 분석 결과를 제공하지만, 정량분석 인자로 사용하는 것은 적절하지 않다. KCl과 241Am 을 이용하여 시편 건조고형물 무게에 따른 전알파 계측효율을 평가하였다. 동일한 무게의 시편일지라도 계측효율의 차이가 20% 나는 것을 확인하였고, 이는 시편의 물리적 형태가 서로 다르기 때문인 것으로 보인다. 토양 중 우라늄을 화학분리 한 후, ICP-MS로 우라늄을 직접 측정한 결과와 전알파 농도를 비교하였다. 전알파는 실제 우라늄 농도에 비해 50% 과소평가되 었다. 알파핵종별 전알파 계측효율이 최대 3배 차이 나기 때문에, 전알파 분석결과는 개별 알파핵종의 합과 비교하기 보다는 스크리닝 개념으로 사용하는 것이 적절하다.

핵분열로 인해 생성되는 방사성 노블가스는 주변국의 핵활동을 감시할 수 있는 중요한 지표 핵종이다. 특히 제논은 생성량이 많고 반감기가 짧아 핵실험 탐지에 적합하며 크립톤은 핵연료 재처리 탐지의 추적자로 활용되고 있다. 방출된 방사성 노블가스는 막대한 대기에 희석되어 농도가 감소하고 일부는 시간에 따라 방사능이 감쇠하기 때문에 대기 중에는 매우 극미량으로 존재하게 된다. 따라서 측정을 통해 의미 있는 데이터를 얻기 위해서는 가능한 낮은 수준의 MDA를 설정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 방사성 제논과 크립톤을 동시 포집 할 수 있는 장비인 BfS-IAR시스템을 활용하여 이론을 통해 MDA 를 산출하였다. 또한 MDA 산출방식의 변화, 신뢰수준의 정도는 물론 계측 조건의 변화에 따른 영향을 확인하고 MDA를 저감하기 위한 방안들을 모색하였다. 그 결과 배경농도가 극미량인 제논의 경우 전처리과정의 효율화와 안정적인 계측 성능 유지가 가장 중요한 요소로 판단되었으며, 크립톤의 경우 제논과 달리 시료의 방사능이 높기 때문에 MDA 재설정을 통한 분석조건이나 시스템 최적화를 통해 효율적인 분석을 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

원자로의 해체 과정에서 발생되는 방사성 폐기물 내 존재하는 55Fe, 63Ni은 폐기물의 처리방법을 결정하는 데 있어 기초적인 지표로 활용되는 중요한 핵종이다. 하지만 두 핵종은 낮은 방사선량으로 인해 다른 핵종들과의 분리가 필수적이며 또한 시 료 매질에서 완전히 추출할 수 있는 전처리가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 다양한 매질의 원자로 해체 폐기물에 대한 전처리방법의 적용성을 평가하기 위해 NIST SRM 5종 (1646a, 1944, 8704, 2709a, 1633c)에 대하여 왕수, 불산, 과염소산을 각각 이용하는 습식산화법과 alkali-fusion 전처리법에 따른 Iron와 Nickel의 회수율을 비교하였다. 실험 결과 alkali-fusion 방법은 다양한 매질의 인증표준물질에 대해 Iron 95.3~98.3%, Nickle 86.6~88.1%의 분석 정확도와 2% 이하의 정밀도를 나타냄으로서 해체폐기물 중 55Fe, 63Ni 분석에 가장 최적화된 전처리법으로 판단된다.

HPGe 감마선 검출기를 이용하여 226Ra의 방사능을 직접 측정방법의 경우, 226Ra의 186.21 keV 감마선이 235U에서 방출되는 185.7 keV 감마선에 의한 간섭을 받기 때문에 피크면적의 계산에서 반드시 보정이 필요하다. 비록 분해능이 아주 우수한 HPGe 검출기를 사용한다 하더라도 그리고 분광시스템의 채널수를 최대로 늘린다고 할지라도 약 0.5 keV 차이의 두 감마선 피크를 분리해 내기란 현실적으로 어려운 일이다. 본 연구에서는 감마분광분석을 이용한 226Ra의 직접 측정방법에 대한 적용 성을 평가하기 위하여, 여러 가지 간섭피크 보정들을 이용한 직접 측정방법을 조사하였다. 이를 원료물질 및 공정부산물 시 료들에 적용함으로써 직접 측정방법들에서 그 측정 불확도, 직선성 및 적용범위 등을 평가하였다. 최종적으로 방사평형 관 계를 이용하여 226Ra의 방사능을 측정하는 간접 측정방법으로부터 얻은 214Pb 및 214Bi의 결과를 직접 측정방법의 결과와 비 교함으로써 최적의 측정방법을 유도하였다.