밀봉선원 폐기물은 크기가 작지만 특별한 관리 및 처분을 요하는 방사성폐기물이다. 특히 수거된 폐라듐선원의 경우 장기간의 관리가 필요하며, 음식물 보존이나 살균에 사용된 대형 밀봉선원 폐기물의 경우도 처분보다는 재활용도 고려하여야 한다. 이러한 밀봉선원의 특징은 작은 크기와 고건전성물질로 되어 있고 높은 비방사능을 갖는다는 것이며 따라서 처분시 보통의 방사성폐기물과는 달리 비균질폐기물의 특성을 고려한 안전성 평가가 필요하다.(중략)
“하나로”를 이용하여 강내 조사용으로 사용되는 $^{192}$ Ir 선원의 제조법을 확립하였다. HTS (Hydraulic Transfer System)조사공에서 48시간 조사한 $\psi$2.5 mm x t 0.25 mm의 원판형 Ir 표적 10장을 쌓아서 방사능이 1.012 Ci인 선원을 시험제조하였다. 선원 제작에 관련된 생성방사능, 중성자 자기홉수효과 인자를 이론적으로 계산하여 시험제조에 사용하였고 ${\gamma}$선 자기흡수효과는 실험으로 측정하여 암 치료에 요구되는 10-20 Ci 선원의 상용생산에 필요한 자료를 확보하였다. 치료용 소선원 제작에 관련된 표적제작, 중성자조사, 방사능 측정, 선원조립, 밀봉용접, 품질관리 등의 제작기술을 확립하고 선원의 안전성은 밀봉시험, 표면오염검사 등을 수행하여 확인하였다. 제조된 선원은 실제 사용되는 조사장치에 장착하여 기능시험을 수행할 것이다. 이번 실험을 통하여 강내 조사용으로 사용되는 10-20 Ci 방사능의 $^{192}$ Ir 선원을 안정적으로 공급할 수 있음을 확인하였으며 하나로를 이용하여 캡슐 직경 4 mm의 치료용 소선원 제작기술을 확립하였다. 개발된 /spp 192/Ir 강내 조사용 선원은 국내 5-6개 병원에 공급할 것이며 이 기술을 바탕으로 직경 1.1-1.6 mm의 강내 조사용 선원도 개발할 예정이다.
밀봉선원은 과학기술부고시에 의거하여 사용용도별로 등급에 따라 해당 성능시험을 수행하고, 각 성능시험을 거친 후 해당 방사성핵종의 방사능 누설량이 200베크렐을 초과하지 아니하여야 한다. 이러한 성능시험은 온도시험, 의부압력시험, 충격시험, 진동시험 및 관통시험으로 구성되어 있으며 등급에 따라서 각 성능시험의 조건이 각각 다르다. 본 연구에서는 진동시험을 제외한 성능시험을 위한 장치를 개발하고 이를 세 가지 종류의 밀봉선원의 성능시험에 적용하였다. 의료용 근접치료기에 사용되는 근접치료기용 선원은 5등급의 온도시험, 3등급의 외압시험, 2등급의 충격시험을 수행하여 'C53211' 등급의 기준에 적합함을 보였다. 산업용 조사기에 사용되는 $^{75}Se$ 및 $^{169}Yb$ 선원에 대하여 4등급의 온도시험, 3등급의 외압시험, 5등급의 충격시험과 관통시험을 실시하여 'C43515' 등급의 기준에 적합함을 입증하였다.
$^{57}Co$ 밀봉선원의 효율적인 사용방법으로 선원2개를 중첩하여 사용하는 방법을 모색하여 그에 따른 균일도의 변동을 관찰하고자 한다. 첫 번째 실험은 $^{57}Co$ 밀봉선원의 노후 정도 즉, 선량의 감쇄 따른 균일도의 변화를 관찰하기 위한 실험이다. 두번째 실험은 유사한 선량에서 단독으로 사용된 선원과 2개의 선원을 중첩한 선원 균일도를 비교하기 위한 실험이다. 세번째 실험은 중첩선원간의 감쇄로 인한 변화를 알기 위하여 서로 다른 선량의 선원을 중첩하여 측정을 하고, 위치를 맞 바꾸어 역방향으로 두어 측정하여 비교하였다. 선량변화에 따른 균일도의 평균과 변동계수를 확인 하는 첫 번째 실험의 결과는 허용범위를 초과하지 않았다. 두 번째와 세 번째 실험의 결과는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. $^{57}Co$ 밀봉선원을 중첩된 선원으로 사용 가능할 것으로 생각된다. 선원을 중첩하여 사용함으로써 장기간 더욱 오랜 기간 사용할 수 있어 경제적 효율성 좋을 것으로 예상한다.
처분공 처분 개념은 아프리카의 방사성폐기물관리 방안의 향상을 위해서 남아프리카에너지주식회사(NECSA)에서 처음으로 제시되었다. 초기에 방사성폐기물의 지층처분방안이 고려되었으나, 지하수를 방사성폐기물 오염으로부터 보호하는 방안과 토양과 지하 암석의 균열지대를 통한 방사성 물질의 이동에 대한 조사가 불가피하게 필요했다. 이러한 이유로 처분공 처분개념이 연구되었다. 처분공 처분 개념은 폐기된 밀봉선원을 상대적으로 좁은 직경(260 mm)의 처분공 시설을 통해 처리 및 처분한다. 탄자니아는 장반감기 및 단반감기의 폐기된 밀봉선원을 방사성폐기물관리시설에 저장하고 있으며 폐기된 밀봉선원의 방사능은 1E-6 Ci 에서 8.8E+3 Ci의 범위로 분포한다. 그러나 영구 처분 문제는 여전히 해결하지 못하고 있다. 본 연구에서는 처분부지 면적이 적고, 이에 따라 인간침입 위험이 줄어드는 처분공 처분개념을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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