기상자료 수집기간이 원전 정상 운영 중 전망적 대기확산평가에 미치는 영향분석

Abstract

원자력이용 시설을 건설하고 운영하기 위한 허가를 받기 위해선 방출된 방사성 물질이 주변 환경에 미칠 것으로 예상되는 영향을 평가하야여 한다. 기체상 방출물이 대기 중으로 확산되어 미치는 영향을 평가하기 위해서는 부지 특성 기상 자료를 이용하여 방사성 물질의 거동을 예측하여야 한다. 어떠한 기상 자료를 사용하고 어떻게 자료를 처리할지에 따라 평가 결과가 달라질 수 있으므로 각 규제 기관에서는 기상 자료의 최소 수집 기간 및 처리 방법에 대한 지침을 마련하고 있다. 본 논문은 원자력시설 주변 대기확산평가에서 기상 자료의 수집 기간이 대기확산평가에서 부지의 기상 특성 대표성에 영향을 미치는지 평가하고, 그 과정에서의 기상 자료 처리 방법에 따른 결과를 비교하였다. 수집 기간은 규제지침에서 최소 수집 기간으로 정하고 있는 2년과 더 적절하다고 권고하는 5년을 비교하여 부지의 기상 특성 대표성에 차이가 있는지 살펴보았다. 각 기상자료의 부지 기상 특성 대표성은 연구에 사용한 기상 자료의 전체 관측 기간 중 연간 기상 자료와의 유사성을 평가하고 유사하다고 볼 수 있는 연간 자료의 개수로 판단하였다. 기상 자료 간의 비교 대상은 풍향, 풍속 그리고 대기안정도의 등급별 분포와 제한구역경계 상의 16방위별 대기확산인자이다. 대기확산인자는 선원에서 방출된 오염 물질의 양에 대한 대기 중 오염물질의 농도 비로 풍향, 풍속, 대기안정도와 같은 기상 특성 및 방출 핵종과 오염물질의 방출 높이, 측정 지점의 풍하거리에 따라 계산된다. 이 연구에서는 방출 핵종은 I-131, 측정 지점은 제한구역경계로 설정하고 방출 높이를 지표면 방출에 해당하는 0 m, 고공 방출에 해당하는 58 m 로 나누어 계산하였다. 풍향, 풍속, 대기안정도 등급별 분포는 카이제곱 검정을 통해 파이 계수의 값으로 두 자료 사이의 유사성을 살펴보았고, 대기확산인자는 같은 방위끼리 짝지어 Wilcoxon 부호순위 검정을 수행하여 두 자료 사이에 유의한 차이가 존재하는지 판정하였다. 연구 결과, 2년과 5년 기상 자료를 사용할 경우 대표할 수 있는 연간 기상 자료의 개수에 큰 차이가 없다. 그러나 어느 기간의 기상 자료들을 평균하여 사용하는지에 따른 대표성의 변동을 적게 하고, 예년과 크게 다른 기상 패턴 발생 시 오차를 줄이기 위해서는 5년의 기상 자료를 평균하는 것이 더 유리할 수 있다. 대기확산인자를 비교한 결과는 풍향, 풍속, 대기안정도와 같은 기상 특성을 직접 비교한 결과보다 기상 자료 간 유사하다고 판단되는 경우가 더 많다. 특히 지표면 방출을 가정하여 대기확산인자를 계산한 경우, 어떠한 기간의 기상 자료를 평균하더라도 모든 연도별 기상 자료와 유사하다고 검정되었다. 방출높이에 따른 대기확산인자의 분포를 살펴보면 지표면 방출의 경우가 고공 방출의 경우보다 선원 주변에서의 대기확산인자 값이 훨씬 크나 풍하거리가 증가함에 따라 급격하게 감소하여 2 km 내외의 지점에서부터는 고공 방출의 대기확산인자가 더 크게 나타난다. 연구결과를 통해 고리 부지의 제한구역경계에서의 기체상 방출물에 의한 예상 피폭선량 평가 시 기상 자료의 수집 기간이 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 또한 지표면 방출을 가정할 경우가 고공 방출보다 제한구역경계에서의 최대개인피폭선량은 더 보수적으로 평가할 수 있으나 비상계획구역 내 집단선량을 평가할 때 오히려 더 작은 값을 나타낼 수 있다.