Characterization of Radiation Field in the Steam Generator Water Chambers and Effective Doses to the Workers

증기발생기 수실의 방사선장 특성 및 작업자 유효선량의 평가

Characteristics of radiation field in the steam generator(S/G) water chamber of a PWR were investigated and the anticipated effective dose rates to the worker in the S/G chamber were evaluated by Monte Carlo simulation. The results of crud analysis in the S/G of the Kori nuclear power plant unit 1 were adopted for the source term. The MCNP4A code was used with the MIRD type anthropomorphic sex-specific mathematical phantoms for the calculation of effective doses. The radiation field intensity is dominated by downward rays, from the U-tube region, having approximate cosine distribution with respect to the polar angle. The effective dose rates to adults of nominal body size and of small body size(The phantom for a 15 year-old person was applied for this purpose) appeared to be 36.22 and 37.06 $mSvh^{-1}$) respectively, which implies that the body size effect is negligible. Meanwhile, the equivalent dose rates at three representative positions corresponding to head, chest and lower abdomen of the phantom, calculated using the estimated exposure rates, the energy spectrum and the conversion coefficients given in ICRU47, were 118, 71 and 57 $mSvh^{-1}$, respectively. This implies that the deep dose equivalent or the effective dose obtained from the personal dosimeter reading would be the over-estimate the effective dose by about two times. This justifies, with possible under- or over- response of the dosimeters to radiation of slant incidence, necessity of very careful planning and interpretation for the dosimetry of workers exposed to a non-regular radiation field of high intensity.

PWR 원전 증기발생기 수실의 방사선장 특성과 그곳에서 작업하는 종사자의 유효선량을 몬테칼로 시뮬레이션으로 평가하였다. 선원항으로는 고리1호기 증기발생기 방사화물 분석결과가 사용되었으며 유효선량 평가에는 MCNP4A코드와 MIRD형 성별 수학적 인형 모의피폭체가 사용되었다. 수실 내부 방사선장은 U튜브 영역에서 내려오는 방사선이 지배적이었으며 극각에 대해 근사적으로 코사인 분포를 나타내었다 유효선량률은 표준성인과 체격이 작은 성인(이 목적으로 15세 모의피폭체가 사용되었다.)의 경우 각각 36.22$mSvh^{-1}$와 37.06$mSvh^{-1}$로서 체격의 영향은 경미했다. 한편, 모의피폭체의 머리, 가슴 및 하복부에 해당하는 위치에서 평가된 조사선량률과 에너지스펙트럼에 대해 ICRU47에서 주어진 주위선량당량 환산계수를 이용해 평가한 등가선량률은 각각 119, 71, 및 58 $mSvh^{-1}$로 나타났다. 따라서 개인선량계 판독에서 얻는 심부선량 또는 유효선량은 앞서 계산한 유효선량률의 2배 정도가 될 것으로 보인다. 이 사실은 일반적인 개인선량계의 경사입사 방사선에 대한 과대/과소 평가 특성과 함께 비정규, 고선량률 방사선장에 종사하는 작업자의 선량계측 계획 및 결과의 해석에 매우 신중해야 함을 알려준다.