2017년 생활주변방사선 안전관리 실태조사 결과보고서

수처리업체에서는 먹는 샘물 제조 시 지하수를 취수, 저장, 여과, 살균하는 작업을 진행한다. 실태조사 결과 지하수 여과 목적으로 주로 필터를 사용하고, 살균 목적으로 주로 자외선(UV)램프를 사용하고 있는 것으로 파악되었다. 필터는 크게 스테인리스 스틸 필터, 멤브레인(Membrane) 필터 및 활성탄(Active Carbon) 필터를 사용하는 것으로 파악되었다. 수처리업체의 여과 공정은 업체에 따라 다르며 약 4-7단계로 이루어졌으며, 각 단계 별로 사용하는 필터의 종류가 다른 것으로 파악되었다. 여기서 필터의 종류는 다른 재질 혹은 동일한 재질이지만 공극이 다른 필터를 의미한다. 수처리업체에서는 공극이 큰 필터를 공정 앞단에, 공극이 작은 필터를 공정 뒷단에 설치하여 불순물이 입경에 따라 단계적으로 제거되도록 수처리 공정을 운영하고 있었다. 앞서 언급한 바와 같이 KINS에서 2016년도 위탁연구과제로 수행한 결과에 따르면, 수처리업체 폐필터에는 238U 계열의 210Pb가 농축되며, 농축되는 원인은 지하수와 함께 존재하는 라돈(222Rn)에 의한 것이다. 이는 238U 계열 붕괴핵종 19개 중 6개의 핵종(안정핵종인 206Pb 포함)만이 폐필터 상에 존재한다는 의미이다. 이러한 이유는 라돈 이후 붕괴하는 핵종 중 장반감기 핵종은 210Pb가 유일하기 때문이다. 라돈의 반감기는 3.8일이며, 210Pb의 반감기는 22.3년이므로, 라돈과 210Pb 붕괴계열에 존재하는 214Pb, 214Bi 같은 단반감기 핵종은 라돈이 붕괴하면서 같이 붕괴하여 210Pb로 변화한다. 이 과정에서 238U 외부피폭 평가 시 주요 핵종인 214Pb, 214Bi는 소멸하며, 내부피폭 주요 핵종 6종 중 210Pb, 210Po만이 남게 된다. 예비 분석을 통하여 폐필터에 210Pb이 존재하는 것을 확인하였으나, 이를 정량분석하기 위해서는 새로운 전처리 방법 수립이 필요하였다. 방사능 분석을 수행하기 위해서는 계측 가능한 형태로 가공하고 시료를 균질하게 제조하기 위한 전처리가 필요하다. 기존 환경시료 등은 각 시료에 최적화된 전처리 방법 및 표준화된 절차가 존재하나, 폐필터를 분석하기 위한 전처리 방법과 절차는 존재하지 않았다. 또한, 수처리업체에서 사용하는 필터는 업체별, 공정별로 종류가 다양하였으므로 전처리 중 핵종손실과 같은 중요한 오류가 발생하지 않도록 전처리 절차를 수립하는 것이 필요하였다. 이에 따라 폐필터의 전처리 절차를 ➀분해 → ➁건조 → ➂회화 → ➃균질화 → ➄시료충진의 총 5단계로 수립하여 폐필터의 전처리를 진행하였다. 건조가 완료된 시료 내 천연방사성핵종의 균질성을 향상시키기 위하여 회화를 수행하였다. 일반적인 토양시료나 원료물질의 경우 건조 후 분쇄하는 방법으로 시료를 균질하게 제조할 수 있다. 하지만 필터시료는 천연방사성핵종 농도가 각 부분별로 상이할 가능성이 높아, 이를 균질화하기 위해서 필터시료를 회화하여 재(ash)로 만들었다. 회화는 앞서 건조한 필터 시료를 도가니에 담은 후 450℃에서 12시간 이상 수행하였다. 회화 온도는 210Pb 핵종의 특성을 고려하여 회화 중 핵종손실이 발생하지 않도록 450℃로 설정하였다. 온도 설정 시 급격한 온도상승으로 인한 시료의 연소(burning)를 방지하기 위해 300℃에서 1시간에 50℃씩 온도를 상승시켜 최종적으로 450℃가 되도록 설정하였다. 2017년도 실태조사가 수행된 수처리업체에서는 우라늄(238U) 계열 중 210Pb이 농축된 폐필터가 발생되므로 작업장 내 방사선량률이 배경선량률을 상회하는 공정이 존재할 가능성이 있다. 또한 이러한 방사선량률로 인하여 종사자 외부피폭이 발생할 가능성이 있다고 판단하였다. 따라서 KINS에서는 수처리업체에서 근무하는 종사자의 피폭방사선량을 평가하였다. 본 실태조사에서는 실제 사업장의 방사선량 계측 결과를 토대로 종사자의 외부피폭선량을 총 피폭방사선량으로 간주하여 평가하였다. 왜냐하면, 수처리업체는 물을 가공하는 업체이므로 작업 중 분진이 발생할 가능성이 미미하며, 섭취로 인한 내부피폭도 무시할 수 있을 것으로 판단하였기 때문이다. 수처리업체 내 종사자의 연간 피폭방사선량을 산출하는데 사용한 공식은 아래와 같다. 측정선량률은 근무자의 근무형태를 고려하여 측정한 방사선량률 중 최대치를 사용하며, 배경방사선에 의한 피폭방사선량 기여분은 상기 식으로 보정한다. 따라서 KINS에서는 210Pb이 농축된 폐필터로 인해 야기할 수 있는 방사선학적 영향을 평가하였다. 해당 평가의 목적은 210Pb 농축 폐필터를 적재·매립하거나, 폐필터 내 210Pb이 누출될 경우 종사자 및 주변에 미칠 수 있는 피폭영향을 평가하여, 폐필터의 방사선학적 안전관리 필요성을 고찰하는 것이다. 앞서 언급한 바와 같이, 수처리업체 발생 폐필터 내 210Pb는 운영상황에 따라 방사능 농도 및 방사능량이 달라질 수 있으므로, 폐필터로 인한 종사자 및 일반인의 피폭방사선량은 계속 변하기 때문에 정량 평가는 의미가 없었다. 그리하여 본 평가에서는 피폭방사선량 평가 대신 210Pb이 존재하는 가상의 물질을 설정하고, 해당 물질로 인한 방사선량률 및 흡입·섭취 시 내부피폭 선량환산인자를 계산하여, 이를 영속평형 상태의 238U과 비교하였다. 210Pb 농축물질에 대한 외부피폭과 내부피폭을 평가한 결과, 210Pb 농축으로 인한 외부피폭은 자연 상태의 우라늄(238U, 235U 영속평형상태)과 비교하여 무시할 수 있으며, 흡입으로 인한 내부피폭도 무시할 수 있음을 확인하였다. 다만 섭취로 인한 내부피폭은 약 1/2 수준으로 감소하는 것으로 평가되었다. 수처리업체에서는 천연방사성핵종이 농축된 폐필터를 발생하나 생활방사선법상 등록기준 미만으로 평가되었다. 수처리업체 근무 종사자의 피폭방사선량은 최대 0.0121mSv/y로 별도의 안전관리가 필요하지 않은 것으로 조사되었다. 또한, 가공공정의 실내라돈 측정결과 최대 1,739Bq/m³의 라돈이 존재하였다. 그러나 실내라돈이 높은 지점의 가공공정은 종사자들의 체류기간이 짧아 라돈에 대한 피폭방사선량은 수처리공정 외 다른 작업장에서 근무하는 종사자와 비슷하거나 오히려 더 낮은 수준이었다. 원료물질 취급 사업장 실태조사 대상 중 절반 이상이 원료물질을 직접 취급하지 않아 종사자의 피폭방사선량 평가를 수행할 필요가 없었으며, 원료물질을 저장, 운반, 가공, 재포장하는 업체를 대상으로 피폭방사선량 평가를 수행한 결과 최대 0.153mSv/y로 별다른 안전관리가 필요하지 않은 것으로 조사되었다. 실태조사 시 대상 업체 전체에 원료물질 등의 취급자 등록안내를 병행하여 진행하였으나, 해당 등록안내는 굳이 실태조사를 수행하지 않고도 유선상으로 가능한 것으로 판단한다. 따라서 향후 실태조사 시 원료물질을 직접 취급하지 않는 업체는 실태조사에서 제외하는 것이 합리적으로 보인다.