공개문제 방사선관리기술사 65회 2001년도 4교시

1. Co-60으로 공기중 오염이 되어 있는 실험실에서 작업하는 작업자가 있다. Co-60의 년간 섭취한도(ALI)는 Class W에서 200μCi, Class Y에서 30μCi 이다. 이 작업자의 전신계수 결과와 Class W 및 Y에서 Co-60의 intake retention fraction(IRFs) 은 다음과 같다. 아래 물음에 간단히 대답하시오.

가. 이 작업자의 내부 피폭선량 평가는 Class W와 Y중 어느쪽으로 하는 것이 타당한가 ? 그 이유는 무엇인가 ?

 

내부 피폭선량 평가는 Class Y로 하는 것이 타당

이유는:Co-60의 초기 전신계수 결과가 86.0 μCi

Class W의 년간 섭취한도(ALI) 200 μCi보다 낮고

Class Y의 ALI 30 μCi보다 훨씬 높다

방사선방호는 As Low As Reasonably Achievable (ALARA)" 원칙을 최우선

Class Y로 평가해서 가장 높은 피폭선량을 초래할 수 있는 시나리오(즉, 가장 보수적인 평가 결과)를 기준으로 삼는 것이 안전 관리의 기본

 

나. 흡입된 방사능양과 내부 피폭선량 평가 결과는 어떻게 되는가?

(년간 선량한도는 50mSv이다.)

 

초기시점(0.1일) Class W = 86μCi/0.635 =135.43μCi

년간 섭취한도(ALI)는 Class Y에서 30μCi

년간 선량한도는 50mSv

선량 = 135.43μCi/30μCi X 50mSv = 225.71mSv

답은 선량한도 초과

 

2. 유리성 오염과 고착성 오염에 대한 방사선관리 관점에 대하여 간단히 기술하시오.

 

유리성오염은 표면에 느슨하게 부착된 방사성 물질로, 쉽게 이동하거나 흡입/섭취될 수 있습니다.

방사선관리 관점

1.내부 피폭 위험: 유리성 오염은 공기 중으로 비산되거나 손에 묻어 구강 등을 통해 인체 내부로 섭취될 가능성이 매우 높습니다. 이는 흡입, 섭취, 피부 흡수 등을 통해 내부 피폭을 유발할 수 있어 가장 위험한 형태의 오염으로 간주

2.오염 확산 위험: 옷, 장비, 발 등에 쉽게 묻어 다른 구역으로 전파될 가능성이 높습니다. 이로 인해 비관리구역이나 심지어 외부 환경까지 오염시킬 수 있음

3.교차 오염: 다른 작업자나 물품으로 쉽게 오염이 전이

 

고착성오염은 표면에 단단히 고정된 방사성 물질로, 자연적으로 이동하거나 흡입될 가능성이 낮습니다.

방사선관리 관점

1.외부 피폭 위험: 고착성 오염은 쉽게 비산되지 않으므로 내부 피폭 위험은 상대적으로 낮지만, 오염된 표면에 가까이 있을 경우 외부 방사선에 의한 피폭을 유발

2.장기적인 관리 문제: 오염이 고착되어 있기 때문에 제염이 어렵고, 시설 해체 시까지 장기간 관리해야 하는 문제가 발생할 수 있음

3.폐기물 처리 문제: 고착성 오염이 된 장비나 구조물은 일반 폐기물로 처리할 수 없으며, 방사성 폐기물로 분류하여 특수한 절차에 따라 해체, 제염, 처분해야 함

 

3. 아래와 같은 사고 상황이 발생하였다고 가정하고 다음 물음에 답하시오.

<사고상황>

A. Pu-239 용액이 흐르는 관을 절단하는 도중 손에 상처를 당하여 신체오염 발생

B. H-3로 고오염된 수조에서 방호용 잠수복을 착용한 작업자가 작업도중 잠수복

에 결함이 생겨 신체가 오염된 후 구조된 작업자

C. Cs-137에 의하여 얼굴, 머리, 목, 몸통상부가 심하게 오염된 경우

D. 실험도중 S-35의 상당량을 섭취한 경우

E. I-131로 오염된 공기를 흡입한 경우

 

가. 방사선 관리 기술사로서 취하여야 할 조치를 우선 순위대로 5가지만 기술하시오.(5가지이상 기술분은 무시됨.)

 

A 오염원을 즉시 격리하고, 오염 확산 가능성이 있는 인원 및 물품의 이동을 제한

B 오염된 작업자의 신체 외부 오염도를 측정

C 작업자의 신체 외부에 부착된 오염을 제거하는 제염 작업을 시작

D 전신계수기(WBC)나 생체시료 분석(소변, 혈액)을 통해 내부 오염 정도를 평가

E 내부 피폭 선량을 계산하고 의료팀과 협력해 추가 치료를 진행

 

나. 각 경우별로 신체내부의 방사능을 계측할 수 있는 적절한 방법을 한기자만

기술하시오.

 

A 소변 분석 (Urinalysis) 또는 대변 분석 (Fecal Analysis): Pu-239는 알파 방출체로 전신 계측기로 직접 계측하기 어렵고, 체외 배설이 중요한 핵종입니다. 상처를 통한 흡수 시 소변으로 일부 배출되지만, 섭취 경로에 따라 대변으로의 배출이 주요합니다. 따라서 소변 또는 대변 중 하나를 선택하여 분석함으로써 내부 피폭량을 추정

B 소변 분석 (Urinalysis): H-3(삼중수소)는 저에너지 베타 방출체로 전신 계측기로는 계측이 불가능합니다. H-3는 주로 수분 형태로 체내에 존재하며 소변으로 배출되므로, 소변 중 H-3 농도를 측정하여 내부 피폭량을 평가하는 것이 가장 일반적이고 효과적인 방법

C 전신 계측기 (Whole Body Counter): Cs-137은 감마선 방출체로 체내에 흡수되면 전신에 분포

D 소변 분석 (Urinalysis): S-35는 저에너지 베타 방출체로 전신 계측기로 직접 계측하기 어렵습니다. S-35는 체내에 흡수되어 대사 과정을 거쳐 황산염 형태로 소변으로 배설되므로, 소변 중 S-35 농도를 측정하여 내부 피폭량을 평가

E 갑상선 계측 (Thyroid Uptake Measurement): I-131은 감마선 방출체이며, 체내 흡수 시 갑상선에 특이적으로 농축되는 특징이 있습니다. 따라서 갑상선 부위에 특화된 감마선 검출기를 사용하여 갑상선 내 I-131의 활동도를 측정하는 것이 가장 적절하고 신속한 방법

 

다. 내부 피폭선량을 저감할 수 있는 의학적인 개입기술(Medical Intervention

Technique)에 대하여 간단히 기술하시오.

 

킬레이트제 사용: Pu-239와 같은 중금속 방사성 물질의 경우 DTPA 같은 킬레이트제를 투여해 체내 방사성 물질을 결합, 배출시킵니다.

배출 촉진: I-131의 경우 안정 요오드(포타슘 요오다이드)를 투여해 방사성 요오드 흡수를 억제하고 배출을 촉진합니다.

수분 공급 및 이뇨제: H-3, S-35와 같이 수용성인 경우 수분 섭취와 이뇨제를 통해 소변 배출을 유도합니다.

세정 요법: Cs-137의 경우 프러시안 블루(Prussian Blue)를 투여해 장에서 방사성 물질을 흡착, 배설시킵니다.

혈액 투석: 극단적 상황에서 방사성 물질을 혈액에서 제거하기 위해 혈액 투석을 시행할 수 있습니다.

 

4. 200Ci의 Cs-137 조사시설에서 원통형 자유중기 전리함으로 선량을 측정하고자 한다. 아래 자료를 참고하여 다음 물음에 답하시오.

<자 료>

ㅇ주변온도 : 20℃, ㅇ기압 : 760mmHg

ㅇ전리함의 직경 및 길이는 각각 10cm 및 3cm

ㅇ공기의 밀도 : 0.001293g/cm3

 

가. 선량이 2R/h일 때 전리함에 생성된 전류는 ?

전리함의부피 = 3.14 X (5cm)^2 X 3cm = 235.5cm^3

공기의질량 = 0.001293g/cm3 X 235.5cm^3 = 0.3g

1R=2.58X10^-4C/Kg

질량 0.3g에서 1R당 생성된전하 = 2.58X10^-4C/Kg X 1Kg/1000g X 0.3g

= 7.74X10^-8C

2R일 때 = 7.74X10^-8C X 2 = 1.548X10^-7C

1.548X10^-7C/3600s = 4.3X10^-11A

 

나. 주변온도가 35℃, 기압이 740mmHg일 때 측정한 선량이 15R/h이면, 20℃,

760mmHg일때의 선량율 은 ?

 

(273℃+20℃/273℃+35℃) X (740mmHg/760mmHg) = 0.92

보정 선량률 = 15R/h X 0.92 = 13.8R/h

 

다. 이 조사시설의 벽에 1cm폭의 균열이 50cm 길이로 생겼고, 이 균열에 수직으

로 검출기를 접촉시켰을 때의 선량율이 30mR/h라면 실제 선량율은 얼마이겠

는가 ? (측정당시의 주위온도 및 압력은 각각 20℃ 및 760mmHg이다)

 

균열의 면적 = 1cm X 50cm = 50cm^2

온도와 압력 기준조건 20℃ 및 760mmHg 보정필요없음

검출기의 면적 = 3.14X5cmX5cm = 78.5cm^2

선량율이 30mR/h

30mR/h X 78.5cm^2/50cm^2 = 47.1mR/h

 

5. 1Ci의 Co-60 및 Cs-137 선원이 있다. 수명이 다할 때 까지 어느 핵종이 감마선을 많이 방출하겠는가 ? (평가 과정 기술요) 단, Co-60은 붕괴당 2개의 감마선을, Cs-137은 붕괴당 0.85개의 감마선을 방출하고, Co-60 및 Cs-137의 반감기는 각각 5.3Y 및 30Y 이다.

 

1Ci는 37GBq

평균수명 1.44X반감기

Co-60의 평균수명 = 1.44X5.3Y = 7.632Y

Cs-137의 평균수명 = 1.44X30Y = 43.2Y

Co-60 총붕괴수 = 37GBq X 7.632Y X 365D X 24H X 3600S

= 8.9X10^18붕괴

Cs-137 총붕괴수 = 37GBq X 43.2Y X 365D X 24H X 3600S

= 5.04X10^19붕괴

Co-60 붕괴당 2개 Cs-137 붕괴당0.85개

Co-60 총감마선 = 8.9X10^18붕괴 X 2 = 1.78X10^19

Cs-137 총감마선 = 5.04X10^19붕괴 X 0.85 = 4.284X10^19

Cs-137이 많이 방출한다

 

6. 5m×5m×5m 크기의 실험실에서 I-131 20mCi가 부주의로 분산되어 균일하게 오염된 방에서 작업자가 1시간동안 작업하였다 아래와 같은 자료를 참조하여 갑상선에 흡착된 I-131양과 갑상선에 대한 예탁 흡수 선량을 구하시오.

<자료>

ㅇ 작업자의 호흡율 : 1.2m3/h

ㅇ 방의 환기율 : 100m3/h

ㅇ I-131이 혈액에서 갑상선으로 침착되는 율 : 0.3

ㅇ 흡입된 I-131이 혈액에 흡착되는 율 : 0.75

ㅇ I-131의 단위 방사능당의 예탁 흡수선량 : 5.5rad/μCi

 

실험실 부피 = 5m×5m×5m = 125m^3

I-131 20mCi

I-131의 농도 = 20mCi/125m^3 = 0.16mCi/m^3

환기상수 = 100m3/h / 125m^3 = 0.8h^-1

1시간동안의 평균농도

0.16mCi/m^3 / 0.8h^-1 X 1h (1-e^-0.8x1) = 0.11mCi/m^3

1시간동안 작업자가 흡인한량 = 0.11mCi/m^3 X 1.2m3/h X 1h

=0.132mCi

갑상선에 침착율 = 0.132mCi X 0.75 X 0.3 = 0.0297mCi = 29.7uCi

예탁 흡수선량 = 29.7uCi X 5.5rad/μCi = 163.35rad