Radioactive aerosols are one of the main sources of internal radiation exposure to workers and surface contamination in the workplace during the decommissioning of nuclear power plants. The particle size distributions of radioactive aerosols are important for predicting radiological risk, improving radiation protection, and preventing surface contamination. This study measures the particle size distributions of aerosols produced from cutting various metal in different cutting conditions (cutting speed, metal thickness) using plasma arc cutting. Real-time sampling and in-situ characterization of aerosols were achieved at a high resolution of 500 stages from 6 nm to 10 μm considering isokinetic sampling and automatic cutting. The chemical compositions of aerosols were analyzed for major matrix elements along 13 different stages. Size-dependent dose coefficients were compared with the international commission on radiological protection reference dose coefficient 5 μm activity median aerodynamic diameter value. The research on nuclide mass contained in aerosols and the dose coefficient by changing the cutting conditions suggested cutting strategies to minimize internal exposure of workers.
방사성 에어로졸은 원전 해체 중 작업자의 내부 방사선 피폭과 작업장 표면 오염의 주요 원인이다. 방사능 에어로졸의 입자 크기 분포는 방사선생물학적 영향을 예측하고 방호 체계를 구축하며 2차 폐기물을 감소하는데 중요정보이다. 본 연구는 플라즈마 아크 절단을 사용하여 다양한 절단 조건 (절단 속도, 금속 두께)에서 원자력 시설에서 사용되는 금속들을 절단하여 생성된 에어로졸의 입자크기 분포를 측정했다. 에어로졸의 크기 분포를 왜곡하지 않는 등속 흡입 샘플링과 자동 절단 시스템을 도입하여 에어로졸의 크기 분포를 6nm 부터 10μm까지 500단계의 고해상도 측정 시스템을 구축하였다. 화학 조성은 13개 크기 구간에서 금속의 주요 원소들의 질량을 측정하였다. 측정 결과를 바탕으로 계산한 선량계수는 ICRP기준 선량계수 방사능 중앙 입경이 5μm일때의 선량계수와 비교했다. 절단 조건에 따른 에어로졸의 변화 연구를 통해 작업자의 방사선생물학적 영향을 최소화하기 위한 절단 전략을 제시하였다.
