Tritium is one of the major long-lived radioisotopes and one of the most environmentally mobile radionuclides in the gaseous effluents from nuclear power plants. Therefore, tritium has a high potential for migration into the environment by releases to the atmosphere from nuclear facilities.
At present, atmospheric releases of tritium from nuclear facilities are small from the point of view of their health physics significance. However, an increase in tritium discharges can be expected to accompany a future rise in nuclear power utilization generated by PHWR type plants. Radionuclide releases to the environment from nuclear power plants give rise to radiation doses through a number of pathways. To predict the doses from radionuclide releases, mathematical models for assessing the transport of radionuclides to human beings through the environment must be well understood.
The hazard of tritium is directly influenced by the tritium concentration level in the environment. For this reason, there is a need for field measurement data which can be used to define and demonstrate the migration of tritium released from nuclear power plants. Also, there is a need for prediction models which can be used to predict tritium levels in the atmosphere.
We have developed a computer program ATDC (Atmospheric Tritium Dispersion Code) to predict downwind tritium air concentrations in the environment around nuclear power plants on the basis of the Gaussian plume model. The tritium air concentrations by field measurement (measured tritium air concentrations in the areas adjacent to Wolsong Unit 1, a pressurized heavy water reactor ; PHWR) were compared with that by calculation to validate the program.
The predicted and measured atmospheric tritium concentrations were quite consistent in trend and magnitude. This computer program will be useful in reviewing and evaluating environmental radiological impacts for PHWRs. Especially, it will be of great help to predict the behavior of tritium in the atmospheric environment around nuclear power plants.
We also have studied the distribution of environmental tritium and the correlation coefficients between tritium concentrations in several environmental samples and the emissions of tritiated water vapor from Wolsong Unit 1. The annual mean concentration of atmospheric HTO were in the range of 1.31∼29.2 Bq/㎥ and the long-term atmospheric dilution factors were in the range of $10^{-7}\sim10^{-6}s/m^3$. Annual mean concentrations of tritium in groundwater were in the range of 19.2 ~ 27.9 Bq/ℓ at N-1 and 64.1 ~ 189 Bq/ℓ at S-2, and were generally less than 0.2 % of MPCw (222 kBq/ℓ).
The concentrations of tritium in precipitations exponentially decreased with the distance from Wolsong Unit 1, falling to current global levels at about 25 km off-site. The highest concentration of tritium in soil moisture was observed in May and June, when the relative humidity was high. The concentrations of tritium in soil moisture were higher than those in precipitations.
The results obtained in this work can be used as valuable baseline data for tritium levels around Wolsong site, and would be eventually useful to assess any environmental impact of tritium released from Wolsong Unit 2, 3 and 4.
월성 1호기는 중수로로서 원자로형의 특성에 따라 많은 삼중수소가 환경으로 방출되어 주변 환경에서의 삼중수소 준위가 높고, 앞으로 월성부지에 4기의 중수로가 가동될 것으로 계획되어 있으나 삼중수소의 농도를 예측할 수 있는 적절한 모델이 없으며, 주변 환경내 삼중수소 준위에 대한 실측자료도 많이 축적되어 있지 못한 실정이다.
가우시안 플륨모델을 근간으로 원자력발전소 주변 환경의 삼중수소 농도를 예측할 수 있는 전산프로그램 ATDC (Atmospheric Tritium Dispersion Code)를 개발하였다.
월성 1호기 주변에서 실측된 공기중 삼중수소의 농도와 ATDC로 계산된 삼중수소 농도를 비교. 평가함으로써 ATDC의 정확도를 검증하였다.
그 결과 삼중수소 농도의 크기 및 경향에 있어서 두 값이 비교적 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 전산프로그램 ATDC는 중수로 주변 방사선 환경영향평가에 유용하게 사용될 수 있을 것이며, 특히 삼중수소의 거동을 예측하는데 많은 도움이 될 것으로 믿는다.
1992년부터 1995년까지 월성주변의 몇몇 환경시료 (대기, 빗물, 솔잎, 지하수, 토양중 수분 등) 중에서의 삼중수소 농도를 계측하였다. 월성주변 대기중시료에서의 평균 삼중수소 농도는 과학기술처장관 고시에서 제시하는 공기중 최대허용농도 ($MPC_a$)의 0.82 %, 물시료 중의 삼중수소 평균 농도는 수중 최대허용농도 ($MPC_w$)의 0.21 % 이하로서 우려할 만한 수준은 아니었다.
월성 원자력발전소에서 거리별로 측정한 빗물 중의 삼중수소 농도는 원자력 발전소에서 거리가 멀어질수록 지수 함수적으로 감소하는 경향을 보였으며, 원자력발전소로 부터 약 25 km 이상에서부터는 일반적인 자연준위 수준으로 떨어졌다. 토양중 수분에서의 삼중수소 농도는 습도가 높은 5월 및 6월이 높았으며, 빗물에서 보다 토양에서의 농도가 상대적으로 높은 준위를 보임으로써 월성에서 중수로가 10년 이상 계속 가동됨에 따라 토양 중에 삼중수소가 일부 축적되는 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다. 또한 환경 시료중의 삼중수소의 연간 평균 농도는 연중 방출된 삼중수소의 방출량과 강한 상관관계를 나타내고 있었다.
이러한 월성 원자력발전소 주변 환경시료 중 삼중수소 농도의 꾸준한 조사는 월성 주변 환경에 대한 기초자료의 축적에 의미가 있을 뿐만 아니라 앞으로 계속 가동될 월성 2, 3, 4호기의 방사선 환경영향평가를 위한 base-line data가 될 수 있을 것이다.
