방사선 내부피폭 방호3원칙(희석, 격납, 차단)

방사선 내부피폭 3원칙은 방사선을 다룰 때 기본적으로 지켜야 할 중요한 원칙으로, 희석, 격납, 차단으로 이루어져 있습니다. 각각의 원칙에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

1. 희석 (Dilution)

 

 

희석은 방사선이 발생되는 장소에서 방사선이 노출되는 것을 최소화하기 위해 대기나 물 등을 이용하여 방사선을 희석시키는 원칙입니다. 이를 통해 방사선에 노출되는 사람들의 안전을 보호할 수 있습니다. 방사능 물질의 방출 공간 밖으로 방사선이 희석됐다면 이제 방사선의 농도를 측정해야 합니다. 방사능 물질의 방출 현장에서 방사선의 농도를 측정하는 이유는, 작업자들이 얼마나 많은 방사선을 받았는지를 파악하기 위해서입니다. 즉, 방사능 물질의 방출 공간 밖에서 방사선을 희석시키기 위해 효과적인 방법을 채택하는 것이 중요합니다. 이를 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.

 

환기설비를 이용한 희석

 

방사능 물질을 다루는 장소에는 환기시스템이 장착되어 있어야 합니다. 환기시스템을 이용하면 방사능 물질에 노출될 가능성이 줄어들고, 물질의 농도가 희석됩니다.

 

물을 이용한 희석

 

방사능 물질에 물을 분사함으로써 방사능 물질이 묽어져서 희석됩니다. 이를 수화작업이라고 합니다.

 

 

 

 

이산화탄소를 이용한 희석

 

이산화탄소를 방사능 물질의 방출 장소에 분사함으로써 방사능 물질의 농도를 즉각적으로 희석시킬 수 있습니다.

 

 

2. 격납 (Containment)

 

 

격납은 방사선에 노출될 가능성이 있는 물질을 완전히 관리하는 것을 말합니다. 방사선물질을 격납함으로써 방사선이 노출되는 경우를 줄일 수 있으며, 이를 위해서는 엄격한 보호조치가 필요합니다. 격납은 다음과 같은 방법으로 이루어집니다.

 

 

 

보호벽

 

 

 

 

방사선을 발생하는 시설에서 방사능 물질이 관리되는 방식 중 하나는 보호벽을 이용하는 것입니다. 보호벽은 강력한 물질로 이루어져 있으며, 방사능 물질이 담긴 컨테이너와 환경을 막아줍니다.

보호벽에는 다양한 종류가 있지만, 예를 들어 원자력발전소의 연료실을 보호하기 위한 보호벽을 들 수 있습니다. 원자력발전소의 연료실은 핵분열로 발생하는 매우 강력한 방사선을 발생시킵니다. 이 때문에 원자력발전소의 연료실을 보호하기 위해서는 강철 등의 물질로 구성된 방호벽이 필요합니다. 보호벽은 불꽃보호, 방사선 출입 제어, 예방유지 등의 기능을 한다는 것을 기억해야 합니다. 예를 들어, 한 핵의 질량으로 인해 발생할 수 있는 에너지는 엄청나며 폭발적인 힘이 발생할 가능성이 큰 경우, 보호벽은 폭발력과 방사선을 차단하기 위한 마지막 방어장치로 사용될 수 있습니다. 또한 보호벽은 열과 방사선 등으로부터 보호하기 위한 안전지대의 입력 역할도 할 수 있습니다. 이처럼 보호벽은 방사선 뿐 아니라 다양한 위험으로부터 보호하기 위한 안전장치로 사용될 수 있습니다. 따라서, 핵분야를 포함한 다양한 산업 분야에서 보호벽은 매우 중요한 역할을 합니다.

 

방사선방호용기

 

방사능 물질을 담을 수 있는 방사선방호용기는 방사성 물질을 안전하게 보관하고 관리하기 위해 설계된 전용 용기입니다. 이 용기는 방사능 물질이 노출될 가능성을 최소화하기 위해 레이어로 이루어져 있습니다.

방사선방호용기는 다양한 종류가 있지만, 예를 들어 방사성 핵종인 우라늄 235나 238을 저장하기 위해 설계된 방사선방호용기인 UF6 탱크가 있습니다. UF6 탱크는 압력감지기를 이용하여 침입 방어장치로 보호되며, 방사능 물질이 담긴 용기 내부의 환경을 안전하게 유지하기 위해 냉각, 압력조절, 방사선 감지 등의 시스템이 갖추어져 있습니다. 또한 방사선치료 시 사용되는 방사선용기도 방사선방호용기의 일종입니다. 방사선치료용기는 방사선치료를 위해 사용되는 방사선덩어리를 저장합니다. 이용기관에서 환자에게 방사선치료를 할 때 방사선을 방출하는 방사선용기를 사용하고, 방사선치료 후에는 안전한 장소에 보관됩니다. 종류가 다양한 방사선방호용기는 사용 목적이나 방사선 물질의 종류에 따라 다양한 형태로 제작됩니다. 이중유리를 이용하여 만든 방사선방호유기, 스테인리스강으로 만든 제한용 기체백 등 다양한 방사선방호용기가 있습니다.

 

격납실

 

격납실이란 방사능 물질을 격납하는 전용 작업실입니다. 격납실은 환경을 완벽하게 격리하고, 인체에 유해한 방사능을 완벽하게 차단할 수 있는 안전한 공간입니다.

방사선 안전 관리를 위해 격납은 매우 중요한 과정입니다. 방사선물질을 안전하게 격납함으로써 방사능을 노출하는 경우를 줄일 수 있으며, 작업자들과 일반인의 안전을 보호할 수 있습니다. 따라서, 수많은 방사선시설 및 물질을 다루는 장소에서는 격납 시설을 반드시 설치해야 하며, 적극적인 관리가 필요합니다.

예를 들어 방사선 치료시설에서는 방사선 제조 및 검사 시에 발생한 방사성 폐기물과 방사선 환자 관련폐기물 등을 처리하기 위한 전용 격납실이 설치됩니다. 이 외에도 핵실험 및 방사성 핵쓰레기 처리 시설, 핵융합 장치, 핵분열 연료보관실 등에서도 격납실이 사용됩니다. 종류가 다양한 격납실 중 대표적인 예시 중 하나는 국내 원전에서 사용되는 지하 격납실입니다. 이 격납실은 양수 보일러에 의해 생산된 핵분열 생성물을 안전하게 보관하기 위해 만들어졌습니다. 지하 격납실은 벽면, 천정, 바닥에 강철 등의 물질이 코팅되어 있고, 안쪽과 외부를 강력한 범선을 마련하여 방사능을 차단합니다. 또 다른 예시로는 방사성 핵쓰레기 관리 시설에서 사용되는 격납실이 있습니다. 이러한 격납실은 방사선이 강한 폐기물을 안전하게 보호합니다. 이러한 격납실은 고강도 강철 등의 물질로 만들어져 있으며, 방석판으로 둘러싸여 방사선에 대한 차단 기능을 제공합니다.

 

 

3. 차단 (Shielding)

 

 

차단은 방사선을 차단하여 인체에 미치는 위험으로부터 보호하는 방법입니다. 방사선이 인체에 노출될 경우, 인체 내부에 있는 세포 및 조직에 직접적으로 손상을 입히거나, 세포의 DNA에 변화를 일으켜 각종 질병을 유발할 수 있습니다. 따라서, 방사선에 노출될 가능성이 있는 작업장에서는 보호조치가 필요합니다. 방사선의 차단은 다음과 같은 방법으로 이루어집니다.

 

물질에 의한 차단

 

방사선을 차단하는 가장 대표적인 방법은 물질의 질량으로 인한 차단입니다. 강도가 굉장히 높은 방사선은 두께가 두꺼운 금속 판이나 철로 차단이 가능합니다. 하지만 알파 입자에 대해서는 일반적으로 종이나 기타 물질 하나만으로도 차단이 가능합니다.

 

거리에 따른 차단

 

방사선의 차단은 선원에서부터 1/r²(거리의 제곱)만큼의 감소를 보인다는 것을 이용할 수 있습니다. 따라서, 방사선을 발생시키는 핵실험소나 원자력 발전소와 같은 시설에서는 이를 고려하여 작업 위치와 거리를 조정하여 방사선 노출을 최소화할 수 있습니다.

 

시간적 차단

 

방사선 노출을 할 수밖에 없는 경우라면 방사선에 노출된 시간을 최소화하는 것이 중요합니다. 따라서, 방사선을 발생시키는 장소에 머무르는 시간을 최소화하여 방사선 노출을 줄일 수 있습니다.

 

이처럼 방사선의 차단은 물질, 거리, 시간 등을 이용하여 인체에 미치는 위험을 최소화하는 방법입니다. 방사선에 노출될 가능성이 있는 작업환경에서는 이러한 차단방법을 적극적으로 활용하여 안전한 작업환경을 조성해야 합니다.