한빛원전 주변환경 삼중수소 분포 및 일반인 방사선 피폭경로 평가 = Assessment of tritium distribution and radiation exposure pathways for the general public around the Hanbit nuclear power plants

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Assessment of tritium distribution and radiation exposure pathways for the general public around the Hanbit nuclear power plants KIM HEEGANG Advisor : Prof. Tae young Gong, Ph.D. Department of Nuclear Engineering, Graduate School of Chosun University This study thoroughly evaluated the environmental distribution of tritium and the internal radiation exposure of the general public living near the Hanbit nuclear power plants. It recognized that tritium, released during normal plant operation, can continuously affect both the environment and human health due to its physicochemical similarity to water. Between 2017 and 2021, air samples, drinking water samples, and urine samples were collected from local residents and analyzed using liquid scintillation counting. Additionally, meteorological parameters such as atmospheric stability, wind speed, and wind direction were integrated to quantitatively characterize the dispersion and environmental transfer of tritium. The results indicated that tritium concentrations tended to increase under specific atmospheric stability conditions, dominant wind directions （ESE–SSE）, and low wind speed. A significant positive correlation was observed between tritium concentrations in the air and drinking water （r = 0.70, p ≈ 0.05）. Consistent trends were also found in urine samples, suggesting that the measured human uptake reflected the environmental distribution characteristics. Based on the maximum tritium concentration measured in urine samples （3.92±0.60 Bq/L）, the estimated annual internal effective dose was 7.73×10-5 mSv/y, which corresponds to only 0.00773% of the public dose limit recommended by the International Commission on Radiological Protection and the World Health Organization. Even a conservative assessment using maximum environmental concentrations yielded a total effective dose of 9.53×10-4 mSv/y （0.0953%）. These findings show that tritium exposure for residents living near the Hanbit nuclear power plants is radiologically negligible. They also indicate that an integrated, measurement-based approach linking environmental monitoring with human biomonitoring provides a strong scientific basis for improving radiation impact assessment, environmental surveillance, and radiation protection strategies in areas surrounding nuclear power plants.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 제 1 절 연구배경 1
• 제 2 절 연구목적 2
• 제 2 장 연구방법 3
• 제 1 절 조사지점 및 시료 채취 3
• 1. 연구 지역 개요 3
• 2. 기후 및 지역 특성 3
• 3. 지질 및 수문학적 특성 4
• 4. 원전 부지의 구조적 특성 및 배출경로 4
• 5. 조사 지점의 공간 분포 및 모식도 5
• 6. 시료 채취 방법 7
• 가. 공기 시료 7
• 나. 식수 시료 9
• 다. 소변시료 11
• 제 2 절 삼중수소 분석 15
• 1. 시료 전처리 15
• 2. 측정방법 16
• 가. 장비 개요 및 구조 17
• 나. Quenching 보정 및 효율 교정 21
• 다. 측정 조건 및 절차 22
• 3. 삼중수소 스펙트럼 분석 25
• 4. 삼중수소 방사능 농도계산 27
• 제 3 절 통계분석 및 품질관리 28
• 1. 통계 분석 28
• 가. 기초통계 및 분포 검정 28
• 나. 상관분석 및 회귀모형 29
• 다. 통계적 불확도 산정 29
• 2. 품질 관리 30
• 가. 장비 교정 및 효율 검증 30
• 나. 장비 성능 평가 30
• 다. 인증포준물질（CRM）을 이용한 교정 31
• 라. 소광 보정 및 효율곡선 작성 36
• 마. 검출한계 및 정확도 검증 38
• 제 3 장 국내외 삼중수소 영향평가 연구 동향 및 이론적 고찰 40
• 제 1 절 원전 주변 삼중수소 연구 동향 40
• 1. 삼중수소 발생 및 환경 영향 일반 연구 40
• 2. 국내 월성원전 삼중수소 영향평가（중수로 사례） 41
• 가. 월성원전 주변주민 삼중수소 영향평가（1차 평가） 41
• 나. 월성원전 주변주민 삼중수소 영향평가（2차 평가） 43
• 다. 소변 중 삼중수소 검출에 대한 우려 45
• 3. 해외 연구（캐나다․프랑스 등） 46
• 가. 캐나다의 연구 46
• 나. 프랑스의 연구 47
• 다. 중동 지역의 연구-바라카（Barakah）원전 사례 47
• 라. 해외 연구의 종합적 시사점 48
• 4. 한빛원전 방사성폐기물 배출 특성 및 환경검출 사례 48
• 가. 방사성폐기물 배출 특성 49
• 나. 환경검출 및 지역별 분포 특성 52
• 다. 배출관리 및 감시 체계 강화 노력 52
• 제 2 절 삼중수소 이론적 고찰 53
• 1. 삼중수소 물리 및 화학적 특성 53
• 2. 삼중수소의 대기확산 모델 54
• 3. 삼중수소의 수문순환 모델 55
• 4. 삼중수소의 인체 내부피폭 모델 56
• 제 3 절 원전 주변 삼중수소 영향평가 선행연구 한계와 본 연구의 차별성 57
• 1. 원전 주변 삼중수소 영향평가 선행연구의 한계 57
• 2. 본 연구의 차별성 58
• 가. 한빛원전 대상 통합적 영향평가 수행 58
• 나. 기상-환경-인체 연계 분석 접근 58
• 다. 다년간 자료 기반의 시계열적 분석 59
• 라. 학문적 및 정책적 시사점 60
• 제 4 장 한빛원전 주변 환경 삼중수소 분포 분석 61
• 제 1 절 한빛원전 주변 기상자료 평가 61
• 1. 한빛원자력발전소 부지 주변 기상자료 평가 61
• 가. 대기 안정도 61
• 나. 한빛원전 주변 평균 풍속（2017-2021년） 64
• 다. 한빛원전 주변 풍향（2017-2021년） 67
• 제 2 절 한빛원전 주변 삼중수소 분포 69
• 1. 한빛원전 주변 공기시료의 삼중수소 분석결과 69
• 2. 한빛원전 주변 식수시료의 삼중수소 분석결과 73
• 3. 한빛원전 주변 소변시료의 삼중수소 분석결과 78
• 가. 소변시료중 삼중수소 농도의 빈도 분포 79
• 나. 소변시료중 삼중수소 농도의 거리별 분포 80
• 다. 소변시료중 삼중수소 농도의 방위별 분포 81
• 라. 소변시료중 삼중수소 농도의 성별 분포 83
• 마. 소변시료중 삼중수소 농도의 연령별 분포 84
• 제 3 절 한빛원전 주변 공기, 식수, 소변 시료의 상관관계 분석 86
• 1. 공기와 식수 내 삼중수소 상관관계 분석 86
• 2. 공기와 식수와 소변 시료 삼중수소 상관관계 88
• 제 5 장 한빛원전 주변 일반인 삼중수소 피폭경로 및 유효선량 평가 89
• 제 1 절 한빛원전 주변 일반인 삼중수소 피폭경로 분석 89
• 제 2 절 한빛원전 주변 삼중수소 유효선량 평가 89
• 제 6 장 결 론 94
• 참고문헌 96
• 부록 100