Modeling the Controllable Parameters of Radon Environment System with Dose Sensitivity Analysis

실내 라돈환경계의 선량감도분석에 의한 제어매개변수 모델링

  • Published : 1991.12.30

Abstract

This paper aimed to analyse dose sensitivity to the controllable parameters of indoor radon $(^{222}Rn)$ and its decay products (Rn-D) by applying the input~output linear system theory. Physical behaviors of $^{222}Rn\;&\;Rn-D$ were analyzed in terms of $(^{222}Rn)$ gas -generation, -migation and -infiltration to indoor environments, and the performance output-function, i. e. mean dose equivalent to Tracho-Bronchial (TB) lung region, was assessed to the following extented ranges of the controllable paramenters; a) the ventilation rate $constant({\lambda}_v)\;:\;0{\sim}50[h^{-l}].\;b)$ the attachment rate $constant({\lambda}_a)\;:\;0{\sim}500[h^{-l}].\;c)$ the unattached-deposition rate constant (${\lambda}^u_d)\;:\;0-50[h-l]$. A linear input-output model was reconstructed from the original models in literatures, as follows, which was modified into the matrices consisting of 111 nodal equations; a) indoor $^{222}Rn\;&\;Rn-D$ Behaviour; Jacobi-Porstendoerfer-Bruno model.

라돈 및 붕괴생성물의 호흡에 의한 인체 피폭선량의 제어가능성을 찾기 위해 다음과 같은 과정을 거쳤다. 1) 라돈에 관련된 기존모델을 토양 기공모델, 실내붕괴 모델, 폐선량계산모델로 분류해석하고, 2) topology이론에 따라 물리유추개념으로써 회로망으로 전환하여, 라돈환경계통을 정식화, 검증계산을 거쳐, 3) 모의계산으로 선량감도를 분석하여 최적 매개변수의 범위를 모색하였다. 매개변수인 환기율, 침적율, 부착율가 제어범위내 변화될 때, 정식화된 111원 연립방정식의 해를 구하여 선량감도를 분석하였으며, 제어매개변수의 선량감도에 의한 효과를 3차원으로 도식화하였다. 본 연구 수행결과, 제어매개변수 변화에 따른 실내의 $^{222}Rn$ 및 Rn-D의 농도 변화과정은 새롭게 해석할 수 있는 벡터감도단층모형으로, 일부 제어매개변수의 조합변화에 따른 선량감도는 3차원 그래프모형으로 나타낼 수 있었다. 선량감도의 3차원 그래프에서는 실내환경의 대표적 매개변수 값 범위에서 변곡점이 나타났으며, 일반적으로 높은 환기조건$(>1h^{-1})$하에서는 공기정화에 의하여 선량이 전반적으로 증가되나, 불충분한 환기조건$(<0.5h^{-1})$하에서는 공기정화에 의하여, 선량이 40%정도로 감소되는 것으로 나타났다 (* 라돈 및 붕괴생성물은 이하 $^{222}Rn$ 및 Rn-D로 통일한다.)