방사선 안전취급 기술

10 차시

방사선 안전취급기술

밀봉선원의 취급

비밀봉선원의 취급

사고대책

밀봉선원의 종류(세기)

교정용 선원 방사선 계측기 교정

100μCi (3.7MBq) 이하의 선원이 대부분

방사선이용 계측기용 선원 : 두께측정기, 밀도측정기,유황분석기 및 방사선이용 계측기 선원

수 mCi – 수 Ci

비파괴검사용 선원 60Co, 192 Ir

수십 mCi- 수십 Ci

조사용 대선원 : 방사선의 산업이용 선원, 방사선멸균, 식품보존, 의료용선원

3000Ci, 10000Ci 주로 60Co

밀봉선원의 종류(선원)

알파선원 연기탐지기용 : 241Am, 진공도 측정과 정전기 제거용 : 226Ra 형광x선 분석용 선원 : 210Po

저 에너지 베타선원 3H, 14C, 63Ni 가스 크로마토그래피용

베타선원 두께측정기, 비중측정기, 정전기 제거용 대표적으로 85Kr, 204Tl

감마선원 밀도 측정기 60 Co, 137Cs, 192Ir

중성자 선원 Am-Be (alpha,n) 반응이용, 252Cf 자발핵분열

밀봉선원의 취급방법

선원의 소재가 분명, 선원목록도 철저히 유지 관리

분실시에는 방사선안전관리자에게 즉시 연락

모든 가능한 수단을 동원하여 방사선 피폭량이 최소가 되도록

안전수칙이나 주의사항을 시설 출입구나 경계에 반드시 게시하고

고 방사선 준위는 분명하게 표시하고 울타리 등을 설치하여 관계자

외의 출입 차단

선원을 손으로 취급해서는 안되며 긴 손잡이가 달린 적절한 도구를

사용하거나 원격조작장치를 사용

철저한 작업계획을 세워 최단시간 내에 작업 종료

밀봉선원의 안정성 시험

누설시험 기포실험, 헬륨누설시험, Ra시험

오염시험 침적시험, 문지름시험

수송을 위한 시험(충격, 가열, 타격, 침적) 특수시험

누설점검의 대상에서 제외되는 것

베타 및 감마선원을 방출하는 밀봉선원으로서 방사능 량이 3.7MBq 이하의 것 알파선을 방출하는 밀봉선원으로서 방사능량이 0.37MBq 이하의 것 물리적반감기가 30일 이하의 것

비밀봉선원의 안전취급

체내섭취방지

오염된 물질의 섭취 방지

- 섭취될 수 있는 모든 가능성 배제

가스 및 증기 흡입

- 기밀인 용기에 방사성 핵종을 보관하고 용기는 후드에 보관

먼지 및 분진의 흡입

- 분말상의 핵종 취급 시 반드시 글로브 박스 내에서 수행

비밀봉선원의 안전취급

인체 표면오염 방지

맨손으로 취급 금지

오염된 손이나 장갑을 낀 채로 비 오염 물질의 접촉 금지

시설의 오염방지

작업실 전용신발이나 작업복 비치

오염된 물건과 비 오염 물건을 명확히 구분하여 보관

바닥 등에는 가급적 제염이 용이한 재료를 사용

긴급조치

인체안전보호(인명구조 최우선)

관계자에게 통보(방사선안전관리자에게 통보)

오염확대방지(사고의 위험도를 판단하여 안전하다면 오염확대 방지

조치(오염원의 봉쇄, 오염실 폐쇠,환기정지, 초기소화)를 하나 안전하

지 않다고 판단될 경우 방사선안전관리자의 지시대기

사고현장 출입제한

자료수집(과피폭의 경우 피폭선량평가를 위해 가능한 상세한 자료를

수집)

의사에게 연락(중대한 인체 오염이나 외부피폭이 있는 경우)

사후조치

응급조치 (울타리 등의 설치, 주의사항게시, 오염확대방지를 위한 응

급조치 등의 안전확보 수단강구)

제염(인체제염이 최우선)

사고관계자의 선량평가

건강진단-사고 관계자에 대해 신속한 건강진단 실시

원인조사- 재발방지 조치 강구

보고- 관계기관에 보고, 특히 방사성동위원소의 도난이나 소재불명

등 사고의 경우 경찰서에 반드시 보고해야 함

예방조치

교육훈련(안전관리규정의 주지, 안전취급기술 숙지 및 기준 준수

시설정비(정기적인 점검을 통해 항상 시설을 완전한 상태로 유지)

방사성동위원소 관리(도난, 소재불명 방지)

사고처리절차서 작성(예상되는 사고에 대하여 사고처리 매뉴얼 작성)

위험물질에 대한 배려

(발화성물질, 인화성물질, 폭발성물질의 저장은 법정기준에 따라 수행

하고 가급적 최소한으로 사용

방사성핵종이 엎질러 졌을 경우

같은 부서의 직원에게 즉시 알림

오염이 확대되지 않도록 조치

책임자에게 보고

오염구역 접근금지(울타리설치, 로프 등, 관계자외 출입금지)

사고현장에 있는 직원의 서베이 실시

제염, 제염작업자에 대한 방사선방호 고려

제염 후 survey

사고 원인 규명 및 사고재발 방지

방사성 오염제거 원칙

• 계측기로 오염의 규모 범위 확인 • 신속한 제염, 확대방지 • 폐기물 처리방안 수립 • 평시 제염장비 및 도구 확보 • 방사성 제염 경제성 검토(폐기처분과 제염) • 제염 정도 확인 • 원인파악 및 재발방지 대책 수립

방사선 모니터링

개인 피폭 모니터링

개인피폭 모니터링의 목적

• 개인의 내부 및 외부 피폭선량을 측정하여, 선량한도 초과 여부 확인

• 개인피폭선량 측정결과를 해석하여, 방사선작업관리 평가

• 과피폭이나 관리 목표선량치를 초과한 경우, 작업환경 및 시설개선

• 과피폭한 개인에 대한 의료처치수준 결정

• 측정자료는 법적 규제요건에 따라 기록 영구 보존

외부피폭 모니터링

• 기본 선량계(법적선량계) : TLD, 필름뱃지 • 보조선량계 : 직독식 포켓선량계, 경보선량계, 전자선량계

내부피폭 모니터링

• In Vivo (직접법, 체외계측법, 전신계수법) : WBC, NaI(Tl), 플라스틱 섬광체, 반도체 검출기 등

• In Vitro (간접법, 간접생체분석법) : LSC • 공기오염도와 체류시간등을 통한 계산법 : 공기시료채집기, 공기감시기로

측정하여 흡입섭취량 등을 계산 및 예측

외부 피폭(체외 피폭) 모니터링

개인 선량계의 종류

개인선량계(수동형)

- 개인선량계의 용건 :측정의 정확성, 착용이 간편, 가격이 낮고 안정성이 높음

- 실용되는 개인선량계 : TLD, 필름뱃지, 형광유리선량계, OSL

보조선량계(능동형)

- 포켓선량계, ADR

[능동형선량계의 역할] - 작업자의 심리적 안정 도모 - 주선량계 파손 및 분실시 선량을 대체평가 - 사고 등의 감지 및 경보

- 방사선에너지를 흡수한 물질에 열을 가하면 형광을 방출하는 성질을 지닌 물질

- 충만대에 있는 전자가 방사선에너지를 받아 전도대로 올라가 자유전자 형성

- 자유전자가 물질 내에서 이동하다 활성물질 함정에 갇힘

- 섬광물질에서는 함정의 전자가 즉시 천이하는 반면

열형광물질은 외부에서 에너지(가열)를 추가로 공급할 때 천이

방사선장의 세기 ∝ 가시광선의 세기

e e

전도대

충만대

가 시 광선

천이

e

e

e

e e

자 유 전자

여기

전도대

충만대 e

e

hν

e

가열과정 여기 과정

열형광 선량계 (Thermal Luminscent Dosimeter)

- 판독기: TLD가열 장치 + 신호처리장치

- 가열 방법 : 고온질소가스 가열, 레이저 가열,

마이크로 웨이브 가열법 등

AMP Preamp Scaler ADC

H. V.

TLD

가열

H사 TLD AUTOMATIC SYSTEM

P사 TLD

열형광 물질의 종류 및 특성

구 분 열형광물질 Zeff 상품명 측정방사선 용 도

조직등가

LiF:Mg,Ti 8.3

TLD-100, TLD-700 감마선, 베타선

개인선량측정

TLD-600 중성자

6Li(n,α)3H

LiF:Mg,Cu,P 8.3

TLD-100H, TLD-700H GR-207(7LiF:Mg,Cu,P) 감마선, 베타선

TLD-600H GR-206(6LiF:Mg,Cu,P) 중성자

Li2B4O7:Cu,Mn 7.3 감마선, 베타선

조직 비등가

CaSO4:Dy,Mn 14~15 감마선, 베타선 개인선량측정 환경감시 CaF2:Dy, Mn 16.3 감마선, 베타선

원자번호가 높은 물질일수록 광전효과 확률이 커지므로 저에너지의 엑스선, 감마선에 응답반응이 높아 환경용으로 사용

열형광 선량계의 특성 - 감도가 매우 우수 최소검출한도: 1 mR 이하 저선량 측정 용이 - 반응도의 에너지의존성이 낮다. (단, 비조직 등가물질의 경우, 저 선량영역(10keV이하에선 의존성이 높아 필터로 보정)

- 잠상퇴행이 낮다 잠상퇴행(fading) 시간이 경과함에 따라 선량계에 기록된 정보가 손실되는 현상

- 열처리(annealing)하면 재사용 가능

* 열처리 단계 1. 판독전 가열 : 낮은 에너지에서 포획된 전자를 방출시키기 위해 낮은 온도 피크를 완전 제거 2. 판독 가열 : 선량 판독을 위한 가열 3. 가열 냉각(annealing) : TLD 초기 특성으로 전환시키기 위해 모든 잔류 신호 제거

- 열형광선량계에 비하여

잠상퇴행이 크다

- 온도 및 습도 영향이 크다

- 측정가능한 선량범위가 좁다

- 비용이 저렴

- 에너지 의존성이 크다

필름 유제 속의 47Ag35Br(브롬화은)의

원자번호가 높기때문

필름배지의 에너지 의존성

101 102 103 1040.1

1

10

100

DFi

lm/D

Tiss

ue [G

y/G

y]

Photon Energy[keV]

필름뱃지의 특성

열형광선량계 및 필름배지에서 필터의 역활

- 실용량에 해당되는 선량을 조직등가 보정하기 위해 필터의 두께를 조정하여 • 심부선량 : Hp(10) • 피부선량 : Hp(0.07) • 수정체선량 : Hp(3) 측정 - 입사되는 방사선의 선질정보 획득

내부 피폭(체내 피폭) 모니터링

• In Vivo (직접법, 체외계측법, 전신계수법) : - WBC, Lung Counter, NaI(Tl), 플라스틱 섬광체, 반도체 검출기 등 - X선, 감마선 방출 핵종은 측정 가능 - 알파선 측정 불가 - 베타선의 경우, 고에너지 베타선으로 제동복사선으로 변환되는 효율 높은 핵종만 가능( 𝑌90 , 𝑃32 , 𝑆𝑆90 ) - 측정이 용이하고, 정확도도 좋고, 핵종 침착부위 평가 가능 - 체외와 체내 오염 구별 어려움, 장치 가격고가, 정확한 교정 필요

• In Vitro (간접법, 간접생체분석법) : LSC, 저준위 베타계수기 - 방사선의 종류 측정 가능(모든 방사선 종류), - 방사성핵종의 예측이 가능하고, 체내 거동을 알고 있을 때 유용 - 전처리 등 복잡한 분석절차, 체내 침착부위 평가 곤란, 개인간 신진대사의 편차가 큼

• 공기오염도와 체류시간등을 통한 계산법 : - 공기시료채집기, 공기감시기로 측정하여 흡입섭취량 등을 계산 및 예측 - 관련변수가 많아 정확도 낮음. ALI가 높은 곳에선 상기 두 방법 바람직함.

내부피폭 선량 평가

공기중 오염 포집기를 이용하여 시료를 채집한 후 감시목적에 따라 방사선계측기를 선택하여 측정

• 입자형태

- 여과지와 공기포집기를 이용하여 포집

- 여과지 : 셀룰로스(cellulose), 유리섬유(glass fiber), 멤브레인(membrane)

A : 공기중 방사능 농도 (Bq/m3) r : 순계수율 (cpm) ε : 검출효율 V : 공기유입량 (m3)

60rA

Vε=

⋅ ⋅

• 불활성가스

- 85Xr, 133Xe, 222Rn, 220Rn 등

- 연속 유입형 계수기

ㆍ공기포집기와 검출기(전리함)로 구성

- Grab sampler

ㆍ현장에서 공기를 포집한 후 계측실로 이동하여 분석

ㆍ“Lucas Cell”(scintillation particle detector)

내부피폭 선량 평가

선량평가 일반절차

- 1단계 : 개인에 대한 모니터링[전신계측, 생체시료 분석, 호흡공기의 오염도 측정]

- 2단계 : 측정결과로 부터 섭취량 계산

- 3단계 : 섭취량으로부터 선량 평가

측정결과로 부터 섭취량 평가

- IRF(Intake Retention Fraction) : 섭취잔류분율를 이용

( )MI

IRF t= M 은 측 정 된

방사능

I CBT= B 는 평균 호흡률 , T 는

노출시간

섭취량으로 부터 예탁유효선량 평가

- E50 = I e50, e50 : 예탁선량환산계수[Sv/Bq] ICRP 78

- 공기 중 방사능 평균농도 C를 이용

𝑒50 =𝐸𝑙𝐴𝐴𝐴

𝐸𝑙 :연간유효선량한도

내부피폭 선량 평가

섭취된 방사성물질의 인체 내 거동 평가

- 1회 섭취로 인한 평생 동안의 피폭선량(예탁등가선량)

- 적분시간(τ): 성인(50년), 소아 및 아동(70년)

섭 취 물리적 붕괴

생물학적 배설

조직 및 장기로의 분포 및 전이

피 폭