KR101724396B1 - 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법 - Google Patents

침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101724396B1
KR101724396B1 KR1020160155164A KR20160155164A KR101724396B1 KR 101724396 B1 KR101724396 B1 KR 101724396B1 KR 1020160155164 A KR1020160155164 A KR 1020160155164A KR 20160155164 A KR20160155164 A KR 20160155164A KR 101724396 B1 KR101724396 B1 KR 101724396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seawater circulation
circulation model
data
diffusion
seawater
Prior art date
Application number
KR1020160155164A
Other languages
English (en)
Inventor
서명환
홍성욱
박진백
문영표
Original Assignee
한국원자력환경공단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력환경공단 filed Critical 한국원자력환경공단
Priority to KR1020160155164A priority Critical patent/KR101724396B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101724396B1 publication Critical patent/KR101724396B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G06F17/30241—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

본 기술은 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법에 개시되어 있다. 이러한 구체적인 구현 예에 따르면, 해양 환경 특성에 의거 생성된 해수 순환 모델을 기반으로 3차원 해상장을 생성하고 생성된 3차원 해상 기상장에 참몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 계수를 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 위험성을 평가 및 분석할 수 있고, 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성한 후 생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하여 해당 환경 특성이 반영된 3차원 해상 기상장을 이용한 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있는 잇점을 가진다.

Description

침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법{SYSTEM FOR EVALUATING EFFECT OF RADIOACTIVE WASTE WHEN SINKING ACCIDENT}
본 발명은 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사성폐기물의 해상 운반 중 침몰 사고 시 해수 순환을 고려하여 방사성폐기물의 확산 영향을 평가할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
서로 위치를 달리하여 소재하는 방사성 발생원에서 발생한 방사성폐기물의 안전을 위하여 방사성폐기물 처분장으로 운반이 되어야 한다. 방사성폐기물의 운반을 위한 방법을 고려하는 경우 방사성폐기물의 위험성으로부터 안전성 확보는 방사성폐기물 운반의 대전제가 된다. 이러한 안전성 확보를 위하여 관련 업무 종사자 모두가 안전수칙을 철저히 준수하는 것이 필요하며 운반 시 수반되는 방사성 위해로부터 주민과 환경의 보호를 고려하여야 한다.
방사성폐기물 운반 조건을 결정하는 과정에서 여러 가지 요인들이 고려되어야 하지만 방사성적인 안전성 예를 들어 작업자와 주민의 피복선량에 대한 평가는 방사성량의 크고 작음을 떠나 취급자, 경로에 인접한 주민의 안전 및 환경의 안전성 확보라는 측면에서 매우 중요한 요소가 된다.
이를 위하여 방사성폐기물 운반과 같은 방사성 피복을 수반하는 행위의 경우, 피복선량은 허용되는 범위 내에서 가능한 한 낮게 유지되어야 한다.
국제원자력기구의 방사성물질 안전운반에 관한 안전성 평가 규정에 따르면, 운반 작업을 수행하기 전에 운반작업자, 경로 그리고 운반 경로 주변 거주 주민에게까지 확대하여 주민들에게 미칠 수 있는 운반에 의한 방사성적인 영향을 평가하는 안전성 평가가 선행되어야 한다.
현재 방사성폐기물 운반 시 위험성을 평가하는 여러 가지 코드가 각국에서 사용되고 있다. 운반 안전성 평가를 수행하기 위하여 운반 경로별과 평가 인자 변화에 따른 정상운반 시 일반인 및 작업자가 받는 집단 선량률과 가상사고시 방사성 피복대상에 대한 잠재적 위험도를 평가하게 된다. 이를 수행하는 평가 코드로 예를 들면, 영국의 콘도르 코드(CONDOR code), 프랑스의 인터트란드(INTERTRAN code), 미국의 라드트란 코드(RADTRAN code)가 공지되어 있다.
콘도르드(CONDOR code)는 폐기물의 종류 또는 운반 경로에 따른 계산을 하고, 인터트란코드(INTERTRAN code)는 1995년을 기준으로 기차 및 차량 운반에 대한 피복선량을 계산하고, 라드트란 코드(RADTRAN code)는 반감기, 입자 에너지와 핵종 특성을 사용하여 위험도를 평가한다. 현재 전 세계적으로 라드트란 코드(RADTRAN code)가 가장 많이 사용되고 있으며, 이는 방사성물질 정상운반 및 가상사고 조건에 대한 방사성 작업자 및 지역주민의 집단피복선량을 측정하기 위하여 적용될 수 있다.
일례로 이동 경로가 해상인 경우 이러한 평가 코드를 이용한 방사성 폐기물(중, 저준위 방사성폐기물)에 대한 위험도는 해수 구획, 및 퇴적 구획 등의 평가 인자를 기반으로 정해진 해상 수송 모델을 표준화하고 있다. 이로써 방사성 폐기물의 해상 운반 중 방출된 방사성폐기물의 피복 선량을 정확하게 측정할 수 있다.
그러나, 해상의 조류 및 조석 수온 염분에 따른 방사성폐기물의 확산 속도가 변동됨에도 불구하고 이러한 해양 환경 특성을 고려한 평가 코드는 존재하지 아니하였다.
이에 본 출원인은, 주기적으로 해수 순환 모델을 적용하여 생성된 해양 환경 특성을 나타내는 3차원 해상 기상장에 확산 계수를 반영하여 해상 운반 중 방사성폐기물의 피폭선량 및 먹이 사슬로 인한 피복대상자가 받는 위험성을 평가 및 분석하는 본 발명을 착안하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0028902호(2009.03.20.)
본 발명은 해양 환경 특성에 의거 생성된 해수 순환 모델을 기반으로 3차원 해상 기상장을 생성하고 생성된 3차원 해상 기상장에 참몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 계수를 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 위험성을 평가 및 분석할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성한 후 생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하여 해양 환경 특성 조건이 반영된 3차원 해상 기상장을 이용한 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료 및 해양확산 평가 프로그램을 토대로 제어서버에서 침몰 사고 시 방사성폐기물의 영향을 평가하는 시스템에 있어서, 상기 제어 서버에 의해 동작되는 해양확산 평가 프로그램은, 침물 사고 시 해수 순환 경로에 따른 방사성폐기물의 확산 및 위험도를 분석 및 평가하는 해양 방사성 측정 모듈; 상기 데이터베이스에 저장된 관측 자료과 금번 실측 자료를 토대로 각 구역별 기상장을 생성하고 생성된 기상장을 관계자에 의해 입력된 해양 환경 특성 조건을 토대로 수정하여 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수 순환 모델 생성단계; 및 상기 생성된 구열별 해수 순환 모델에 각 구역별 확산 계수를 추가로 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 경로를 나타내는 확산 분석장을 생성하고 생성된 확산 분석장을 토대로 침몰 사고 시방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하는 해양확산 평가 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 해양 환경 특성 조건은, 수온, 염분, 조석, 조류, 및 확산 계수를 포함하는 초기 조건과 관계자에 의해 제공된 수온, 염분, 조석, 조류, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함할 수 있고, 상기 해수 순환 모델 생성 모듈은, 상기 데이터베이스의 기록 자료와 금번 관측 자료를 수집하는 자료 수집기; 외부로부터 공급되는 수집된 자료를 가공하는 자료 등화기; 상기 해양 환경 특성 조건을 입력하는 데이터입력기; 및 상기 자료 수집기로부터 공급되는 기록 자료 및 금번 관측 자료를 기반으로 각 구역별 기상장을 생성하고, 생성된 기상장에 상기 데이터입력기의 해양 환경 특성 조건에 따라 수정하여 해수 순환 경로를 나타내는 해수 순환 모델을 생성하는 해수순환 모델생성기를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 해수 순환 모델 생성 모듈은, 상기 해수순환 모델생성기의 해수 순환 모델에 대해 보정 및 검증을 수행하되, 기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성한 후 생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하는 보정 및 검증기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 해양 확산 평가 모듈은, 외부로부터 공급되는 해양 관련 자료를 가공 처리하는 자료 동화기; 및 상기 해수 순환 모델 생성 모듈에서 생성된 광역 해수 순환 모델에 상기 자료 동화기로부터 가공 처리된 자료로 수정하여 해수 순환 경로를 수정하여 해수 순환 모델을 생성하는 광역 해수 순환 모델 구축기를 포함할 수 있고, 수온, 조석, 조류, 염분의 초기 조건과 수온, 조석, 조류, 엽분 및 확산 계수를 입력 조건을 포함하는 해상 환경 특성 조건을 입력하는 제1 데이터입력기; 및 상기 광역 해수 순환 모델 구축기를 통해 생성된 광역 해수 순환 모델에 상기 해상 환경 특성 조건에 따라 수정하여 중간역 확산 분석장인 중간역 해수 순환 모델 구축기를 더 포함할 수 있으며, 상기 데이터베이스의 기록 자료와 금번 관측 자료를 수집하는 자료수집기; 관계자로부터 제공된 수온, 조석, 조류, 및 염분의 초기 조건과 수온, 조석, 조류, 염분, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함하는 해상 환경 특성 조건을 입력하는 제2 데이터입력기; 상기 해수 순환 모델 생성 모듈의 협역 해수 순환 모델에 상기 제2 데이터입력기를 통해 제공된 해상 환경 특성 조건에 따라 수정하여 협역 확산 분석장을 생성하는 협역 해수 순환 모델 구축기를 포함할 수 있다.
전술한 시스템을 이용한 본 발명의 다른 기술적 과제는,
데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료 및 해양확산 평가 프로그램을 토대로 제어서버에서 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 평가를 수행하는 방법에 있어서, 제어 서버의 제어에 따라 동작하는 해양확산 평가 프로그램은, 침물 사고 시 해수 순환 경로에 따른 위험도를 분석 및 평가하는 해양 방사성 측정 단계; 상기 데이터베이스의 기록 자료과 금번 관측 자료를 토대로 각 구역별 해상 기상장을 생성하고 생성된 해상 기상장을 관계자에 의해 해양 환경 특성 조건을 토대로 수정하여 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수 순환 모델 생성단계; 및 상기 생성된 구역별 해수 순환 모델에 각 확산 계수를 추가로 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 경로를 나타내는 확산 분석장을 생성하고 생성된 확산 분석장을 토대로 침몰 사고 시방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하는 해양확산 평가 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해양 환경 특성에 의거 생성된 해수 순환 모델을 기반으로 3차원 해상장을 생성하고 생성된 3차원 해상 기상장에 참몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 계수를 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 위험성을 평가 및 분석할 수 있는 효과를 가진다.
또한 본 발명은, 기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성한 후 생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하여 해당 환경 특성이 반영된 3차원 해상 기상장을 이용한 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있는 잇점을 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 해양확산 평가프로그램의 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MARINRAD 모듈의 구성도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해수 순환 모델 생성 모듈의 구성도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해수 확산 평가 모듈의 구성도를 나타낸다.
도 6 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해수 순환 모델을 보인 예시도들이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 방사성 폐기물(放射性廢棄物)은 중, 저준위 폐기물로서 반감기가 상당히 긴 관계로 얕은 곳에 묻어 폐기처리한다.
방사성폐기물 운반에 따른 작업자 및 주민 1차 피복선량과 먹이 사슬로 인한 2차 피복선량 산출은 안전한 운반을 위하여 방사성폐기물 운반경로 설정을 위한 기초자료가 된다. 또한 산출된 위험성은 운반의 경제성이나 효율성 등 다른 요인과 연계하여 방사성적으로 유리한 운반수단 결정을 위한 참고자료로 활용될 수 있다.
운반 위험도는 방사성폐기물 운반 안전성을 평가하기 위하여 선행된다. 운반 위험도 평가는 정상운반 또는 사고조건에서 방사성물질의 운반에 따른 작업자와 운반경로 주변에 거주하거나 생업에 종사하는 일반 주민에 미치는 영향 및 먹이 사슬로 인한 주민에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 정상운반에 수반하는 방사성적 영향은 주로 작업자에게 국한 되는 편이고 발생 확률이 매우 낮은 사고의 경우는 그 영향이 극히 낮아 운반과 관련한 위험도를 평가하는데 있어서 확률론적 방법을 적용하는 것이 일반적이다. 방사성폐기물 운반 시 위험도를 평가하기 위하여 우선 일반 운반 위험도의 통계자료가 활용된다. 일반운반은 해상운반, 그리고 철도 또는 육상경로로 이루어진 육로운반으로 나눌 수 있고, 각각 운반 시 운반사고에 대한 통계 자료를 바탕으로 사고 빈도가 산출된다. 사고 빈도는 방사성폐기물 운반 시 사고 발생 확률로 적용된다. 사고발생 확률을 바탕으로 가상사고 시 시나리오를 산출하여 위험요소를 고려하여 운반 사고 시 방사성적 위험도를 산출하는 방법으로 운반 위험도를 평가한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸다. 도 2는 도 1에 도시된 해양 확산 평가 프로그램(200)의 구성을 나타내며, 도 3은 도 2에 도시된 해양 방사성(MARINRAD) 측정 모듈(210)의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 해수 순환 모델링 모듈(230)의 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 도 2에 도시된 해양확산 평가모듈(250)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 데이터베이스(100), 해양확산 평가 프로그램(200), 제어서버(300), 및 표시장치(400)를 포함할 수 있다.
제어 서버(300)는, 데이터베이스(100) 및 해양확산 평가 프로그램(200)를 제어하여 침몰 사고 시 방사성폐기물에 대한 영향 평가를 수행할 수 있다.
이러한 제어 서버(300)의 제어 하에 동작하는 해양확산 평가 프로그램(200)은 해양 방사성 측정(MARINRAD) 모듈(210), 해수 순환 모델 생성 모듈(230), 및 해양 확산 평가 모듈(250)을 포함할 수 있다.
MARINRAD 모듈(210)은 시간 함수에 따라 방사성 핵종의 농도를 연산하는 해양 수송 모델(211), 농축 계수 매트릭스를 계산하는 정상 상태의 먹이 사슬 모델(213), 및 수생 생물군의 섭취, 오염동물, 퇴적물에 의한 외부피폭, 인간에 대한 방사성량을 연산하는 인간피폭 모델(215)을 기반으로 해양 운반 중 방사성폐기물의 농축 및 농축 계수를 측정할 수 있다. 인간피폭은 수생 생물운의 섭취 오염된 물이나 퇴적물에 의한 외부 피폭, 공기 중 방사성물질 또는 해안퇴적물의 흡입의 경로가 고려된 방사성량을 도출할 수 있다.
여기서 인간 피폭의 방사성량은 다음 식 1을 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00001
... 식 1
여기서,
Figure 112016113629867-pat00002
는 시간 t, 구획 m, 경로 p에서 핵종N에 대한 피폭방사성량(mSv/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00003
는, 시간 t, 구획 m에서 핵종 N의 농도 (Bq/m3)이며,
Figure 112016113629867-pat00004
는 구획 m, 경로 p에서 핵종 N의 농축계수 (m3/kg)이고,
Figure 112016113629867-pat00005
는 구획 m, 경로 p에서 사용인자 (kg/y 혹은 m3/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00006
는 구획 m, 경로 p에서 보정인자 (-)이고,
Figure 112016113629867-pat00007
는 경로 p에서 핵종 N의 선량인자 (mSv/Bq)이다.
해양 수송 모델(211)은 해수 구획과 해저퇴적물 구획이 혼재되어 있는 해양의 각 구획 간 전달 계수를 산출하고, 폐기물 용기에서 직접 누출과 해저 퇴적물에 묻혀 있는 폐기물 용기로부터 순간 및 연속 방출 각각에 대해 해수에서 해수로의 흩어지는 방사성의 확산 및 이류에 의한 선량 농축 및 농축 계수와 해수에서 해저 퇴적물로의 방사성의 확산 및 침전에 의한 선량 농축 및 농축 계수를 각각 산출할 수 있다.
여기서, 각 구획간의 전달 계수는, 방사성핵종의 농도는 각 구획에서의 물질균형(mass balance) 즉, 일정한 체적 내에서 유입된 질량과 유출된 질량 사이에 이루어지는 균형에 의해 계산되어지며, 각 구획에서 시간에 따른 핵종 N의 농도는 다음 식 2에 의해 계산된다.
Figure 112016113629867-pat00008
.. 식 2
여기서,
Figure 112016113629867-pat00009
는 구획 m, 구획 n에서 핵종 N의 농도 (Bq/m3)이고,
Figure 112016113629867-pat00010
는 구획 n(m)에서 구획 m(n)으로 이동하는 핵종 N의 비율 (y-1)이며,
Figure 112016113629867-pat00011
는 구획 m에서 제거되는 핵종 N의 비율 (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00012
는 구획 m과 n의 체적 (m3)이며,
Figure 112016113629867-pat00013
는 핵종 N의 방사능 붕괴상수 (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00014
는 구획 m으로의 핵종 N의 방출율 (Bq/y)이다.
다음 식 2를 정리하면, 핵종 N의 농도는 다음 식 3을 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00015
... 식 3
여기서,
Figure 112016113629867-pat00016
는 구획 m에서 n으로 핵종 N의 전달계수 매트릭스 (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00017
는 시간 t, 구획 m에서 핵종 N의 체적을 일반화한 방사성원항 (Ci/y-m3)이다.
한편, 상기 식 1에서 방사성핵종 방사성원항(
Figure 112016113629867-pat00018
)을 계산하는 방법에는 다음과 같이 세 가지 방법이 있다. 첫 번째로 방사성폐기물 용기로부터 직접 누출되는 방사성원항은 다음 식 4로 보여준다.
Figure 112016113629867-pat00019
... 식 4
여기서,
Figure 112016113629867-pat00020
는 시간 t, 구획 m에서 방사성핵종 방사성원항 (Ci/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00021
는 누출되는 용기의 수 (-)이며,
Figure 112016113629867-pat00022
는 선적된 용기
Figure 112016113629867-pat00023
이고,
Figure 112016113629867-pat00024
는 시간 t에서 핵종 N의 재고량 (Ci/MWe-y)이며,
Figure 112016113629867-pat00025
는 핵종 N의 누출율 (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00026
는 누출이 시작되는 시간 (y)이며,
Figure 112016113629867-pat00027
는 누출이 발생하여 구획 m으로 지정되는 벡터 (-)이다.
두 번째로 해저퇴적층에 묻혀 있는 방사성폐기물 용기에서 해수로 핵종이 누출되는 방사성량은 하기 도면에 도시된 바와 같이 해수와 해수 간의 확산과 해수와 해저 퇴적물 간의 확산 및 해저 퇴적물과 해저 퇴적물 간의 확산 계수들을 반영하여 연산될 수 있으며, 해수와 해저 퇴적물 간의 확산 및 해저 퇴적물과 해저 퇴적물 간의 확산 계수는 다음 조건을 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00028
이에 방사성원항은 해저퇴적층에 위치하여 해수와의 경계를 통해 확산 현상으로 직접 누출된다. 해당 방사성 폐기물의 누출형태는 순간누출(instantaneous release)과 연속누출(continuous release)으로 분리된다..
순간누출의 경우 핵종 플럭스 및 비흡착되는 다공성 매질에서의 확산계수는 다음 식 5 및 식 6을 각각 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00029
.. 식 5
여기서,
Figure 112016113629867-pat00030
는 해저퇴적층으로부터 핵종 N의 플럭스 (Ci/MWe-y/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00031
는 시간 t에서 핵종 N의 재고량 (Ci/MWe-y)이며,
Figure 112016113629867-pat00032
는 해저퇴적층 표면으로부터 용기 바닥까지의 거리 (m)이고,
Figure 112016113629867-pat00033
는 해저퇴적층 표면으로부터 용기 상부까지의 거리 (m)이며,
Figure 112016113629867-pat00034
는 핵종 N의 흡착되는 다공성 매질에서의 유효 확산 계수 (m2/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00035
는 시간 (y)이며,
Figure 112016113629867-pat00036
는 누출이 시작되는 시간 (y)이다.
Figure 112016113629867-pat00037
... 식 6
여기서,
Figure 112016113629867-pat00038
는 비흡착되는 다공성 매질에서의 확산계수 (m2/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00039
는 해저퇴적층의 건 체적밀도(dry bulk sediment density) (g/cm3)이며,
Figure 112016113629867-pat00040
는 핵종 N의 분배계수(distribution coefficient) (mL/g)이고,
Figure 112016113629867-pat00041
는 해저퇴적층 공극률(porosity) (-)이다.
한편, 연속누출의 경우 핵종 플럭스는 다음 식 7를 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00042
Figure 112016113629867-pat00043
.. 식 7
여기서,
Figure 112016113629867-pat00044
은 누출시간 (y)이고,
Figure 112016113629867-pat00045
는
Figure 112016113629867-pat00046
(y)이며,
Figure 112016113629867-pat00047
는 시간의 함수로서
Figure 112016113629867-pat00048
이면
Figure 112016113629867-pat00049
, 그 외의 경우
Figure 112016113629867-pat00050
이고,
Figure 112016113629867-pat00051
,
Figure 112016113629867-pat00052
,
Figure 112016113629867-pat00053
,
Figure 112016113629867-pat00054
이에 순간누출과 연속누출에 대한 방사성원항은 다음 식8을 통해 도출될 수 있다.
Figure 112016113629867-pat00055
... 식 8
여기서,
Figure 112016113629867-pat00056
은 해수구획보다는 해저퇴적층구획에서 발생하는 방사성 누출에 대해 지정된다.
이러한 핵종 전달은 해구 내 해수구획간의 전달과 해수와 해저퇴적층구획간의 전달로 구분할 수 있다. 2개의 인접한 해수구획간의 전달은 이류(advection)와 확산(diffusion)에 의해 핵종의 전달이 이루어진다.
Figure 112016113629867-pat00057
여기서, 이류 및 확산은
Figure 112016113629867-pat00058
및
Figure 112016113629867-pat00059
으로 각각 표현되고, 이에 인접된 해수 구획 간 핵종의 전달 계수는 다음 식 9를 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00060
,
Figure 112016113629867-pat00061
... 식 9
여기서,
Figure 112016113629867-pat00062
는 구획 1과 2에서의 평균 농도 (Ci/m3)이고,
Figure 112016113629867-pat00063
는 경계면의 면적(area of the interface) (m2)이며,
Figure 112016113629867-pat00064
는 유속(water velocity) (m/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00065
는 확산계수(diffusivity) (m2/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00066
은 특성 확산 길이(characteristic diffusion length) (m)이다.
한편, 하기 도면에 도시한 바와 같이, 해수와 해저퇴적층구획간의 전달은 침전(sedimentation)과 확산(diffusion)에 의해 핵종의 전달이 이루어지며, 이때 해수, 해저 퇴적층 간의 참전 및 확산은
Figure 112016113629867-pat00067
,
Figure 112016113629867-pat00068
,
Figure 112016113629867-pat00069
를 만족하고, 이에 따른 핵종 간의 전달 계수는, 다음 식 10을 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00070
... 식 10
여기서,
Figure 112016113629867-pat00071
는 구획 1과 2에서의 평균 농도 (Ci/m3)이고,
Figure 112016113629867-pat00072
는 해수구획의 높이(height of the water column) (m)이며,
Figure 112016113629867-pat00073
는 유효 해저퇴적층 두께(effective sediment thickness) (m)이고,
Figure 112016113629867-pat00074
는 해저퇴적층의 공극률(sediment porosity) (-)이며,
Figure 112016113629867-pat00075
는 경계면의 면적(area of the interface) (m2)이고,
Figure 112016113629867-pat00076
는 침전률(sedimentation rate) (m/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00077
는 확산계수(diffusivity) (m2/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00078
는 건 해저퇴적층의 체적밀도(bulk density of dry sediment) (g/cm3)이다. 그리고,
Figure 112016113629867-pat00079
를 만족한다.
Figure 112016113629867-pat00080
한편, 해수와 해저퇴적층간의 확산은 다음과 같은 관계 식 11로 표현할 수 있다.
Figure 112016113629867-pat00081
.. 식 11
여기서,
Figure 112016113629867-pat00082
는 해저퇴적층에서의 공극수 내 평균 농도이다.
이에 따라 구획 간의 핵종 N의 전달계수는 다음 식 12으로 계산된다.
Figure 112016113629867-pat00083
,
Figure 112016113629867-pat00084
,
Figure 112016113629867-pat00085
... 식 12
한편, 먹이 사슬 모델(213)은 정상 상태, 인간포식자, 및 인간 비포식자에 대한 모델을 근거로 선량 피폭 경로를 도출할 수 있다.
이때 먹이 사슬 모델(213)에 따른 1차 포식자의 농축 계수 및 1차 포식자에 의한 다음 포식자인 2차 포식자의 농축 계수는 기 정해진 정상 상태(steady-state), 인간-포식자-피포식자 모델(man-to-predator-to-prey model)에 근거하여 각각의 구획과 핵종에 대하여 연산되며, 상위단계의 포식자에 대한 농축계수는 다음 식 13으로 계산된다.
Figure 112016113629867-pat00086
... 식 13
여기서,
Figure 112016113629867-pat00087
는 구획 m에서 첫 번째 단계 포식자 k에 대한 핵종 N의 섭취 농축계수 (Ci/kg/Ci/m3) 이고,
Figure 112016113629867-pat00088
는 구획 m으로부터 포식자 k에 대한 장에 흡수되는 핵종 N의 비율 (-)이며,
Figure 112016113629867-pat00089
는 포식자 k에 대한 핵종 N의 생물학적 회전률(biological turnover rate) (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00090
는 구획 m에서 포식자 k에 대한 섭취율 (kg/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00091
는 구획 m에서 포식자 k에 대한 생물량 (kg)이고,
Figure 112016113629867-pat00092
는 구획 m에서 피포식자 ℓ에 대한 핵종 N의 농축계수 (Ci/kg/Ci/m3) 이며,
Figure 112016113629867-pat00093
는 포식자 k에 의해 소비되는 피포식자 ℓ의 비율 (-)이다.
또한, 피포식자에 대한 농축계수(CF0)는 널리 알려진 값으로서, 포식자에 대한 농축계수(CF1, CF2) 연산에 적용된다.
한편 2차 포식자에 대한 농축계수는 다음 식 14으로 계산된다.
Figure 112016113629867-pat00094
... 식 14
여기서,
Figure 112016113629867-pat00095
는 구획 m에서 두 번째 단계 포식자 j에 대한 핵종 N의 섭취 농축계수 (Ci/kg/Ci/m3)이고,
Figure 112016113629867-pat00096
는 구획 m으로부터 포식자 j에 대한 장에 흡수되는 핵종 N의 비율 (-)이며,
Figure 112016113629867-pat00097
는 포식자 j에 대한 핵종 N의 생물학적 회전률(biological turnover rate) (y-1)이고,
Figure 112016113629867-pat00098
는 구획 m에서 포식자 j에 대한 섭취율 (kg/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00099
는 구획 m에서 포식자 j에 대한 생물량 (kg)이고,
Figure 112016113629867-pat00100
는포식자 j에 의해 소비되는 포식자 k의 비율 (-)이며,
Figure 112016113629867-pat00101
는 포식자 j에 의해 소비되는 피포식자 ℓ의 비율 (-)이다.
선량의 피폭경로로는 수산생물의 섭취, 탈염수 섭취, 염분의 섭취, 해안 퇴적물의 흡입, 분무의 흡입, 해안 퇴적물의 노출 및 해수 침수 등이 고려된다.
그리고 이러한 해양 수송 모델(211) 및 먹이 사슬 모델(213)을 토대로 도출된 각 구획별 농축 및 농축 계수와 핵종 농축 및 농축 계수를 제공받은 인간 피폭 모델(215)은 각 구획별 농축 및 농축 계수와 핵종 농축 및 농축 계수를 이용하여 피폭 선량을 도출할 수 있다. 이때 인간 피폭 모델(215)은 해당 농축 및 농축 계수와 핵종 농축 및 농축 계수를 기초로 섭취, 흡입, 해저 퇴적물 노출, 및 바닷물 침수 등으로 인한 개인 피폭 선량 및 집단 피폭 선량을 도출하며, 내부 피폭과 외부 해수 피폭과 외부 퇴적물 별 피폭 선량, 및 선량에 대한 건강 효과 모델에 따른 선량을 도출할 수 있다. 여기서, 인간피폭의 방사성량은 전술한 식 15을 만족할 수 있다.
Figure 112016113629867-pat00102
... 식 15
여기서,
Figure 112016113629867-pat00103
는 시간 t, 구획 m, 경로 p에서 핵종N에 대한 피폭방사성량(mSv/y)이고,
Figure 112016113629867-pat00104
는, 시간 t, 구획 m에서 핵종 N의 농도 (Bq/m3)이며,
Figure 112016113629867-pat00105
는 구획 m, 경로 p에서 핵종 N의 농축계수 (m3/kg)이고,
Figure 112016113629867-pat00106
는 구획 m, 경로 p에서 사용인자 (kg/y 혹은 m3/y)이며,
Figure 112016113629867-pat00107
는 구획 m, 경로 p에서 보정인자 (-)이고,
Figure 112016113629867-pat00108
는 경로 p에서 핵종 N의 선량인자 (mSv/Bq)이다.
여기서, 오염된 식품을 통해 방사성물질을 섭취(ingestion)하거나 오염된 공기에 노출되어 방사성물질을 흡입(inhalation) 하였을 때 인체 장기가 받게 되는 유효선량을 계산하기 위해 사용되는 내부피폭 방사성량환산계수, 해수에 침수(water immersion)되어 베타선과 감마선에 의해 받게 되거나 오염된 지표면(contaminated ground surface)으로부터 베타선과 감마선에 의해 받게 되는 외부피폭 유효선량을 계산하기 위해 사용되는 외부피폭 방사성량환산계수, 오염된 해양으로부터 방사성물질이 물속에 사는 생물(어류, 갑각류, 연체류, 해조류 및 플랑크톤)의 먹이사슬을 통해 생물에 축적될 때 사용하는 농축 계수, 해수의 단위체적당 방사능농도에 대한 유기체의 단위질량당 방사능농도로 정의되는 생체농축계수, 해양의 유동조건에 따른 핵종의 분배계수(AKD_Open Ocean, AKD_Ocean Margin)와 퇴적층에서 이동하는 핵종의 분배계수(SEDAKD_Coastal Sediment, SEDAKD_Coastal Sediment based on 20% exchangeable), 다음 식 16를 만족하는 각 핵종에 대한 생물학적 반감기(Tb)를 이용하여 연산된 생물학적 회전률의 장내 흡수율 등은 기 정해진 설정값을 적용하여 인간피폭의 방사성량은 산출될 수 있다.
또한, 인간 피폭 모델(215)는 수상활동시간에 따른 인간피폭의 방사성량은 성인 연령군의 수상활동시간을 토대로 도출할 수 있다. 여기서 성인 연령군의 수상활동시간은, 원전 부지반경 80km 이내의 주요 지점에서의 연간 총 해변활동시간, 수영시간 및 해상활동시간은 각 군의 통계연보에서 인구수를 총 인구수에 해당연령군의 비율로 구한 연령군별 인구수에 개인별 연간 평균 활동시간을 곱하여 연령군별 총 활동시간을 구하고 전체 연령군의 값을 합산하여 획득할 수 있다.
인간 피폭 모델(215)는 원전주변 주민의 음식물 섭취량, 염분 및 탈염수의 섭취량에 따른 인간피복 방사성량을 도출할 수 있다.
한편, 해수 순환 모델 생성 모듈(230)는 도 4에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(100)의 기록 자료 및 금번 관측 자료를 토대로 생성된 해수 순환 모델에 관계자에 의해 입력된 조석, 조류, 수온, 및 염분을 포함하는 해양 환경 특성 조건에 따라 수정하여 구역 별 평균 해류에 대한 해수 순환 모델인 해상 기상장을 생성할 수 있다. 이때 해수 순환 모델 생성 모듈(230)은, 관계자에 의해 입력된 조석, 조류, 수온, 및 염분을 포함하는 해양 환경 특성 조건과 기 기록 자료 및 금번 관측 자료를 제공받아 벡터 형태의 광역, 중간역, 및 협역별 해수 순환 모델을 생성할 수 있다.
이에 해양 환경 특성 모듈(230)은 데이터베이스(100)의 기록 자료 및 관측 자료를 수집하는 자료 수집기(231)와, 외부로부터 공급되는 자료를 가공 처리하는 자료 등화기(232), 관계자에 의해 해양 환경 특성 조건을 입력하는 데이터입력기(233), 상기 자료 동화기(232)의 자료와 해양환경 특성 조건을 토대로 각 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수순환 모델생성기(234)를 포함할 수 있다. 여기서 관측 자료 및 기록 자료는 실시간으로 입력되는 부표의 위치 조사 및 인공위성을 이용한 부표 추적 조사를 포함할 수 있다.
그리고 관측 자료는 국립해양조사원의 수온 및 해조류 자료, 국립수산과학부의 면적수온자료, 해수면 온도자료(GISST: Grobal 1Km Sea Surface Temperature), 신한울 3,4호기 환경영향 평가원, 및 해양관측자료 등을 포함할 수 있으며, 해양환경 조건은 조석, 조류, 수온 및 염분을 포함할 수 있다.
여기서, 해수순환 모델생성기(234)는 데이터입력기(233)를 통해 입력된 수온, 조석, 조류, 및 염분을 포함하는 초기 조건과 관계자에 의해 입력되는 수온, 조석, 조류, 및 염분을 포함하는 입력 조건을 포함하는 해양 환경 특성 조건을 나타내는 구열 별 해수 순환 모델을 생성할 수 있다. 여기서 구역은, 중국 및 동해를 포함하고, 수평격자가 약 5Km 수직격자가 38 레이어, 수집자료 ETCPOS, 및 기상 자료는 일본기상청 GSM, RJANMOM에서 모델링된 광역과, FEDC 광역 모델의 1차 네스팅, 수직격자 10 레이어, 및 수신자료 ETOPOS/KHOA를 근거로 모델링된 중간역과, FEDC 중간역 모델의 1차 네스팅, 수직격자 10 레이어, 및 수신자료 KHOA를 근거로 모델링된 협역을 포함할 수 있다.
이어 해수 순환 모델 생성모듈(230)은 생성된 해수 순환 모델에 대한 보정 및 검증을 수행하고 보정 및 검증이 완료된 경우 해양의 평균 해류를 예측하기 위한 해양 별 해양 환경 특성 모델을 구축하는 보정 및 검증기(235)를 더 포함할 수 있다.
즉, 보정 및 검증기(235)는 기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성한 후 생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행할 수 있다.
또한 보정 및 검증기(235)는 데이터 각각의 입력 인자 별 민감도 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어 입력 인자 별 민감도는 95% LSD(Least Significant Difference, 최소 유의차 검정)를 기준으로 선량평가 값에 대하여 다중 비교한 결과를 토대로 도출된다. 다중비교 분석 결과에 따르면, 초기 값으로부터 마이너스적으로 가장 민감한 것은 방사능량(R)을 1/10로 할 경우와 수심(H)을 10배 증가하고, 플러스적으로 가장 민감한 것은 방사능량을 2∼4배 증가하였을 경우로 나타나 선량에 가장 민감한 인자는 누출 방사능량(R)과 수심(H)인 것으로 확인되었다. 이외에도 수직 확산계수(SD) 및 유량(F)이 피폭방사성량에 영향을 주는 인자로 파악되었으며, 개별 입력인자에 대한 민감도 분석결과는 다음 표에 도시되어 있다. 여기서 표 1은 다중 비교분석 결과에 의거 도출된 민감도 분석 결과를 도시하고 있다.
다중비교분석 : 95% 최소유의차검정방법
구분 Count Mean Homogeneous Groups
R*0.1 16 5.86E-03 X
H*10 16 7.29E-03 X
R*0.5 16 2.93E-02 XX
H*2 16 3.35E-02 XX
H*1.5 16 4.25E-02 XXX
F*10 16 4.66E-02 XX
SD*10 16 4.79E-02 XX
F*4 16 5.08E-02 XX
F*2 16 5.49E-02 XX
HD*10 16 5.73E-02 XX
AL100d 16 5.78E-02 XX
VD*0.1 16 5.79E-02 XX
VD*10 16 5.85E-02 XX
AL30d 16 5.86E-02 XX
default 16 5.86E-02 XX
HD*0.1 16 5.86E-02 XX
AL10d 16 5.87E-02 XX
F*0.5 16 6.11E-02 XX
SD*0.1 16 7.14E-02 X
R*2 16 1.17E-01 X
R*4 16 2.34E-01 X
AL: 유동계수, F: 해수유량, H: 수심, HD: 수평확산계수, R: 누출 방사능량, SD: 퇴적층 확산계수, VD: 수직확산계수
전술한 바와 같이, 해수 순환 모델 생성 모듈(230)에서 생성된 구획별 해당 해수 순환 모델을 기반으로 해양 확산 펑가 모듈(250)은 방사성 선량에 대한 해양 확산 평가를 수행할 수 있다.
해양 확산 평가 모듈(250)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 해수 순환 모델에 MARINRAD 모듈(210)의 확산 계수를 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 평가를 수행할 수 있다.
즉, 해양 확산 평가 모듈(250)은 데이터베이스(100)의 기록 자료 및 관측 자료의 수집을 토대로 해수 순환 모델 생성 모듈(230)의 해수 순환 모델이 예측한 해상 기상장에 관계자에 의해 입력된 조류, 조석, 수온, 염분, 및 확산 계수 등을 수정하여 방사성 폐기물의 해양 확산 평가를 위한 구역 별 확산 분석장을 벡터 형태로 생성할 수 있다.
이에 해양 확산 평가 모듈(250)은 자료 동화기(251), 광역 해수 순환 모델 구축기(252), 제1 데이터입력기(253), 중간역 해수 순환 모델 구축기(254), 자료수집기(255), 제2 데이터입력기(256), 협역 해수 순환 모델 구축기(257), 및 출력기(258)를 포함할 수 있다.
외부로부터 공급되는 해상 관련 자료를 제공받은 자료 동화기(251)는 수집된 자료를 가공 처리한 후 광역 해수 순환 모델 구축기(252)로 전달할 수 있고, 광역 해수 순환 모델 구축기(252)는 해수 순환 모델 생성 모듈(230)에서 생성된 광역 해수 순환 모델에 해당 구역의 해수 순환 경로를 수정하여 광역 해수 순환 모델을 생성할 수 있다.
한편, 제1 데이터입력기(253)는 수온, 조석, 조류, 및 염분의 초기 조건과 수온, 조석, 조류, 염분, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함하는 해상 환경 조건을 입력하고, 입력된 해상 환경 조건을 중간역 해수 순환 모델 생성기(254)에 전달할 수 있다.
중간역 해수 순환 모델 구축기(253)는 해수 순환 모델 생성모듈(230)의 중간역의 해수 순환 모델에 입력된 수온, 조석, 조류, 염분, 및 확산 계수를 포함하는 해상 환경 특성 조건에 따라 수정하여 중간역 해수 순환 모델을 생성할 수 있고, 이러한 중간역 해수 순환 모델을 토대로 침물 사고 시 방사성폐기물의 확산 분석장을 생성할 수 있다.
한편, 자료 수집기(255)를 통해 수신된 자료를 전달받은 제2 데이터입력기(256)는 수온, 조석, 조류, 염분 및 확산 계수의 초기 조건과 관계자로부터 공급된 수온, 조석, 조류, 염분, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함하는 해양 환경 특성 조건을 입력하고, 입력된 해양 환경 특성 조건을 전달받은 협역 해수 순환 모델 구축기(257)는 기 전술된 협압 해수 순환 모델에 전달받은 해양 환경 특성 조건에 따라 수정하여 협역의 해수 순환 모델을 생성할 수 있으며, 이러한 협엽 해수 순환 모델을 토대로 협역의 방사성폐기물의 확산 분석장을 생성할 수 있다.
이에 따라 각 구역 별 확산 분석장에는 3차원 해수 순환 모델에 방사성 폐기물의 확산 경로를 부가하여 모델링할 수 있다.
그리고 출력기(258)는 각 구회별 확산 분석장에 3차원 해수 유동을 나타내는 해수 순환 경로와 각 구획 별 회석 인자 및 구역별 평균 해류 벡터를 표시할 수 있도록 가공 처리하여 표시장치(400)로 전달할 수 있다.
이에 관계자는 표시장치(400)에 표시된 출력기(258)의 해수 순환 경로와 각 구획 별 회석 인자 및 구역별 평균 해류 벡터를 기반으로 방사성폐기물의 해양 확산을 평가할 수 있다.
본 실시예에서 해수 순환 모델 생성 모듈(230)은 데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료의 수집을 토대로 생성된 해수 순환 모델에 관계자에 의해 입력된 해양 환경 특성 조건을 반영하여 최적의 3차원 해상 기상장을 생성하고, 생성된 각 구역별 3차원 해상 기상장에 조류, 조석, 수온, 염분, 및 확산 계수 등을 포함하는 해양 환경 특성 조건에 따라 수정하여 방사성 폐기물의 해양 확산 평가를 위한 구역 별 해수 순환 모델을 생성하여 이를 토대로 확산 분석장을 생성할 수 있다. 이러한 확산 분석장을 토대로 관계자는 침몰 사고 시 해수 순환 경로와 해수 순환 경로에 따른 방사성폐기물의 확산 경로 및 이러한 방사성폐기물의 확산에 따른 위험도 평가를 수행할 수 있다.
즉, 해양확산 평가 모델(250)을 이용하여 해수를 통한 방사성핵종의 이동경로를 평가하기 위해 해당 환경 특성이 반영된 최적의 3차원 기상장에 대한 해수 유동(순환) 평가 수행이 선행되어야 한다.
이러한 최적의 3차원 기상장을 도출하는 해수 순환 모델 생성모듈(230)은 기 구축된 침몰사고 시 영향 평가 모델(KM-RAD) 프로그램 중 MARINRAD 모듈(210)의 수행 시 도출된 자료로 활용하여 각 해구별 해수 유량(플럭스: Flux)를 갱신하고 갱신된 해수 유량을 토대로 3차원 해수 순환 모델을 산정할 수 있다. 예를 들어 3차원 해수 순환 모델은 서해, 남해 및 동해 전체를 포함하는 광역수치모델을 구축하고, 광역모델의 결과를 이용하여 다시 협역 모델을 구축하는 네스팅(nesting) 기법을 적용하며, 국립해양조사원에서 제시한 우리나라 평균 해류 벡터도를 적용하여 나타낼 수 있다.
이러한 해수 순환 모델 생성 모듈(230)에서 생성된 3차원 해수 순환 모델은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 대마난류와 동한난류가 뚜렷하게 형성되는 것을 알 수 있다. 그러나 기존 자료에서는 동한난류에서 분기하여 동해 동쪽으로 흐르는 외해분지류가 반대 방향(동에서 서로 흐름)로 흐르는 반면 개선된 자료에서는 외해분지류가 서에서 동으로 흐르는 형태로 나타나고 있으며, 이는 도 8에 도시된 국립해양조사원 평균해류 벡터도와도 일치하는 형태를 보이고 있다. 또한 도 6에 도시된 서해에서의 흐름이 서해에서의 흐름이 동해안에 비하여 매우 작게 나타나고 있다. 서해는 조류(왕복성 흐름)가 매우 탁월한 해역으로 해류의 크기가 크지 않은 것이 일반적인 현상이다. 또한 금회 수행한 3차원 해수순환 모델은 기 설정된 각종 해양물리 자료를 이용하여 보정 및 검증을 통하여 현실적인 해수순환을 재현될 수 있다.
이러한 사고해역의 해수순환 모델은 침몰사고 영향 평가 시 매우 중요한 요소이며, 이에 3차원 해수순환 모델을 수행하여 그 결과를 확산 평가에 적용함에 따라 보다 현실적이고, 완성도 높은 평가가 되도록 침몰사고 시 영향 평가 모델(KM-RAD)이 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로서, 데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료와 해양확산 평가 프로그램을 토대로 제어서버에서 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 평가를 수행하는 시스템에 있어서, 제어 서버에 의해 동작하는 해양확산 평가 프로그램은, 침물 사고 시 해수 순환 경로에 따른 위험도를 분석 및 평가하는 해양 방사성 측정 단계; 상기 데이터베이스의 기록 자료과 금번 관측 자료를 토대로 각 구역별 해상 기상장을 생성하고 생성된 해상 기상장을 관계자에 의해 해양 환경 특성 조건을 토대로 수정하여 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수 순환 모델 생성단계; 및 상기 생성된 구역별 해수 순환 모델에 각 확산 계수를 추가로 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 경로를 나타내는 확산 분석장을 생성하고 생성된 확산 분석장을 토대로 침몰 사고 시방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하는 해양확산 평가 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 방법은 도 1 내지 도 5에서 전술한 제어 서버(300)의 각 구성에서 수행되는 기능을 나타내며 자세한 원용은 생략한다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 데이터베이스(100), 해양확산 평가 프로그램(200), 제어 서버(300)와 표시 장치(400)는 관계자에게 효과적으로 침몰 사고 시 방사성폐기물로 인한 확산 경로를 최적의 3차원 해수 순환 모델을 이용하여 제공할 수 있다. 또한, 침물 사고 시 방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하여 방사성폐기물로 인한 인간 피폭을 최소로 줄일 수 있을 것이다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료 및 해양확산 평가 프로그램을 토대로 제어서버에서 침몰 사고 시 방사성폐기물의 영향을 평가하는 시스템에 있어서,
    상기 제어 서버에 의해 동작되는 해양확산 평가 프로그램은,
    침물 사고 시 해수 순환 경로에 따른 방사성폐기물의 확산 및 위험도를 분석 및 평가하는 해양 방사성 측정 모듈;
    상기 데이터베이스에 저장된 관측 자료과 금번 실측 자료를 토대로 각 구역별 기상장을 생성하고 생성된 기상장을 관계자에 의해 입력된 해양 환경 특성 조건을 토대로 수정하여 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수 순환 모델 생성모듈; 및
    상기 생성된 구역별 해수 순환 모델에 각 구역별 확산 계수를 추가로 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 경로를 나타내는 확산 분석장을 생성하고 생성된 확산 분석장을 토대로 침몰 사고 시방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하는 해양확산 평가 모듈을 포함하고,
    상기 해수 순환 모델 생성 모듈은,
    생성된 해수 순환 모델에 대해 보정 및 검증을 수행하되,
    기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성하고,
    생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하는 보정 및 검증기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 해양 환경 특성 조건은,
    수온, 염분, 조석, 조류, 및 확산 계수를 포함하는 초기 조건과 관계자에 의해 제공된 수온, 염분, 조석, 조류, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 참몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 해수 순환 모델 생성 모듈은,
    상기 데이터베이스의 기록 자료와 금번 관측 자료를 수집하는 자료 수집기;
    외부로부터 공급되는 수집된 자료를 가공하는 자료 등화기;
    상기 해양 환경 특성 조건을 입력하는 데이터입력기; 및
    상기 자료 수집기로부터 공급되는 기록 자료 및 금번 관측 자료를 기반으로 각 구역별 기상장을 생성하고, 생성된 기상장에 상기 데이터입력기의 해양 환경 특성 조건에 따라 수정하여 해수 순환 경로를 나타내는 해수 순환 모델을 생성하는 해수순환 모델생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 참몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 해양 확산 평가 모듈은,
    외부로부터 공급되는 해양 관련 자료를 가공 처리하는 자료 동화기; 및
    상기 해수 순환 모델 생성 모듈에서 생성된 광역 해수 순환 모델에 상기 자료 동화기로부터 가공 처리된 자료로 수정하여 해수 순환 경로를 수정하여 해수 순환 모델을 생성하는 광역 해수 순환 모델 구축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 해양 확산 평가 모듈은,
    수온, 조석, 조류, 염분의 초기 조건과 수온, 조석, 조류, 엽분 및 확산 계수를 입력 조건을 포함하는 해상 환경 특성 조건을 입력하는 제1 데이터입력기; 및
    상기 광역 해수 순환 모델 구축기를 통해 생성된 광역 해수 순환 모델에 상기 해상 환경 특성 조건에 따라 수정하여 중간역 확산 분석장인 중간역 해수 순환 모델 구축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 해상 확산 평가 모듈은,
    상기 데이터베이스의 기록 자료와 금번 관측 자료를 수집하는 자료수집기;
    관계자로부터 제공된 수온, 조석, 조류, 및 염분의 초기 조건과 수온, 조석, 조류, 염분, 및 확산 계수를 포함하는 입력 조건을 포함하는 해상 환경 특성 조건을 입력하는 제2 데이터입력기;
    상기 해수 순환 모델 생성 모듈의 협역 해수 순환 모델에 상기 제2 데이터입력기를 통해 제공된 해상 환경 특성 조건에 따라 수정하여 협역 확산 분석장을 생성하는 협역 해수 순환 모델 구축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템.
  8. 데이터베이스의 기록 자료 및 금번 관측 자료 및 해양확산 평가 프로그램을 토대로 제어서버에서 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 평가를 수행하는 시스템에 있어서,
    제어 서버의 제어에 따라 동작하는 해양확산 평가 프로그램은,
    침물 사고 시 해수 순환 경로에 따른 위험도를 분석 및 평가하는 해양 방사성 측정 단계;
    상기 데이터베이스의 기록 자료과 금번 관측 자료를 토대로 각 구역별 해상 기상장을 생성하고 생성된 해상 기상장을 관계자에 의해 해양 환경 특성 조건을 토대로 수정하여 구역별 해수 순환 모델을 생성하는 해수 순환 모델 생성단계; 및
    상기 생성된 구역별 해수 순환 모델에 각 확산 계수를 추가로 반영하여 침몰 사고 시 방사성폐기물의 확산 경로를 나타내는 확산 분석장을 생성하고 생성된 확산 분석장을 토대로 침몰 사고 시방사성폐기물로 인한 위험도를 분석 및 평가하는 해양확산 평가 단계를 포함하고,
    상기 해수 순환 모델 생성단계는,
    생성된 해수 순환 모델에 대해 보정 및 검증을 수행하되,
    기 정해진 이전 해수 순환 모델에서 그래픽 관련 오류 부분을 제거하고 선언문/오픈문 등 입력 형식을 변경하여 해수 순환 모델을 생성하고,
    생성된 해수 순환 모델과 이전 해수 순환 모델에 대한 비교를 통해 해수 순환 모델에 대한 검증을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침몰 사고 시 방사성폐기물 영향 평가 방법.

KR1020160155164A 2016-11-21 2016-11-21 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법 KR101724396B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155164A KR101724396B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155164A KR101724396B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101724396B1 true KR101724396B1 (ko) 2017-04-18

Family

ID=58703866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160155164A KR101724396B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101724396B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109541664A (zh) * 2018-10-25 2019-03-29 中国辐射防护研究院 核设施事故下放射性核素液态释放多阶段剂量估算系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101348100B1 (ko) * 2012-12-10 2014-01-07 사단법인대기환경모델링센터 방사능 예측 모델링 시스템
KR101567431B1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-12 한국해양과학기술원 해양 유류오염사고 발생시 효율적인 방제방안 수립을 위한 유출유 확산 예측 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101348100B1 (ko) * 2012-12-10 2014-01-07 사단법인대기환경모델링센터 방사능 예측 모델링 시스템
KR101567431B1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-12 한국해양과학기술원 해양 유류오염사고 발생시 효율적인 방제방안 수립을 위한 유출유 확산 예측 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109541664A (zh) * 2018-10-25 2019-03-29 中国辐射防护研究院 核设施事故下放射性核素液态释放多阶段剂量估算系统
CN109541664B (zh) * 2018-10-25 2023-12-15 中国辐射防护研究院 核设施事故下放射性核素液态释放多阶段剂量估算系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dulaiova et al. Assessment of groundwater discharges into West Neck Bay, New York, via natural tracers
Thorpe et al. Tracking passive drifters in a high resolution ocean model: implications for interannual variability of larval krill transport to South Georgia
Prants et al. Lagrangian study of surface transport in the Kuroshio Extension area based on simulation of propagation of Fukushima-derived radionuclides
Almroth-Rosell et al. Modelling nutrient retention in the coastal zone of an eutrophic sea
Bailly du Bois et al. Comparison between modelling and measurement of marine dispersion, environmental half-time and 137Cs inventories after the Fukushima Daiichi accident
Duffa et al. Development of emergency response tools for accidental radiological contamination of French coastal areas
Shilin et al. Geo-ecological support of optimization for the route of the nordstream-2 marine gas pipeline
O’Connor et al. Formation rates of subtropical underwater in the Pacific Ocean
Heldal et al. Dispersal of the radionuclide caesium-137 (137Cs) from point sources in the Barents and Norwegian Seas and its potential contamination of the Arctic marine food chain: Coupling numerical ocean models with geographical fish distribution data
McCubbin et al. Further studies of the distribution of technetium-99 and caesium-137 in UK and European coastal waters
Castro-Rosero et al. Transport and accumulation of floating marine litter in the Black Sea: insights from numerical modeling
KR101724396B1 (ko) 침몰사고 시 방사성폐기물 영향 평가 시스템 및 방법
Null et al. Groundwater discharge to the western Antarctic coastal ocean
Du Bois et al. Dissolved Radiotracers and Numerical Modeling in North European Continental Shelf Dispersion Studies (1982-2016): Databases, Methods and Applications
Devkota et al. Response characteristics of the Perdido and Wolf Bay system to inflows and sea level rise.
Bezhenar et al. Modeling of radioactive contamination of the Black Sea and its impact on humans due to hypothetical heavy accident at the Zaporizhzhia NPP
Pärn et al. Determining the distribution and accumulation patterns of floating litter in the baltic sea using modelling tools
Olbert et al. Assessment of Tc-99 monitoring within the western Irish Sea using a numerical model
Kim et al. Origin and pathway of a subsurface maximum of 137Cs detected in the winter of 2012 after the Fukushima accident
Hughes et al. Using radiotracer techniques for coastal hydrodynamic model evaluation
Demyshev et al. Modelling Distribution and Estimation Of 137Cs Stock in the Black Sea after the Chernobyl Accident
Dortch et al. vironmental Laborato
Tsabaris et al. In Situ Radioactivity Measurements and Water Flow Characteristics of a Thermal Spring in Gera Gulf, Lesvos Island, Greece
Pacchioli et al. Radioisotopes in the Ocean
Ueda et al. Development and application of an eco-hydrodynamic model for radionuclides in a brackish lake: Case study of Lake Obuchi, Japan, bordered by nuclear fuel cycling facilities

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 4