Based on recent epidemiological studies of radiation-induced cataracts, ICRP (2011) revised the dose limit to the eye lens to 20mSv/y. Maintenance of steam generators at nuclear power plants is one of the highest radiation-inducing tasks, with a non-uniform radiation field. This study aims to evaluate eye lens doses in the steam generator at a Korean OPR1000. The source term was characterized based on CRUD-specific activity and both the eye lens dose and organ dose were simulated using MCNP6 combined with the ICRP voxel phantom and the Hanyang University tetrahedral mesh phantom. The eye lens dose was determined to be 5.39E-02 (±3.81E-03) ~ 9.43E-02 (±8.17E-03) Sv/h with a negligible effect of beta particles. The MCNP simulated skin doses and effective doses were found to be respectively 0.95~1.76 and 0.81~1.21 times the simulated lens doses depending on the phantom angle. These ratios of skin and effective dose to the lens dose were found to be similar to the results of Behrens' study of a gamma dominant radiation field. In order to prevent overestimation of the lens dose and implement the ALARA philosophy, 123% of the effective dose was proposed for radiation protection purposes as a substitute for the lens dose. In addition, skin equivalent dose may be used conservatively for estimation of the lens equivalent dose. This is one of a first in-depth study on dose to the lens of the eye at nuclear power plants. If the ICRP118 is codified in Korea, the study results will be effectively utilized to evaluate the lens dose for SG maintenance workers and enhance their radiation safety at nuclear power plants. In the future the flexibility of the phantom should be enhanced to mimic real postures of workers in the SG and to take into consideration the shielding effect of eye blinking and the mask worn by workers in addition to more detailed description of the geometry of the SG and measurements of its energy spectrum.
ICRP(2011)는 방사선 유발 백내장에 대한 최근의 역학 조사에 근거하여 수정체 선량한도를 20mSv/y로 하향 권고했다. 원자력 발전소에서 증기 발생기의 유지 보수는 방사선량률이 가장 높은 작업일 뿐만아니라, 방사선장이 불균질한 특징이 있다. 이에 연구는 한국 OPR 1000 원전의 증기 발생기 내부 작업자의 수정체 선량 평가에 대한 연구를 목적으로 한다. 방사선원항은 CRUD의 비방사능을 기준으로 평가하였으며, 수정체 선량당량 및 유효선량은 MCNP6와 ICRP110 복셀(Voxel)과 한양대가 개발한 Tetrahedral PM 팬텀을 사용하여 모사하였다. 복셀과 PM팬텀으로 평가한 수정체 선량은 오차 범위내에서 일치하였으며, 이는 증기발생기의 방사선에너지 평균 에너지가 감마선은 427 keV, 베타선은 2.6 keV로 베타선에 의한 영향은 무시할 정도의 수준이었기 때문으로 분석되었다. MCNP모사 결과 수정체 선량은 5.39E-02 (±3.81E-03) ~9.43E-02(±8.17E-03) Sv/h로 평가되었다, 피부선량과 유효선량은 팬텀의 정치위치에 따라 각각 수정체선량의 0.95~1.76배, 0.81~1.21배로서 모사되었으며, 감마선장에 대한 Behrens의 연구결과와도 유사한 것으로 분석되었다. 과도한 보수적 평가를 지양하고 효과적인 방사선 방호관리를 위해서는 유효선량의 123%를 수정체 등가선량으로. 그리고 보수적으로는 피부선량을 수정체 등가선량을 추산하는데 사용할 수 있다는 등의 선량평가 지침을 도출하였다. 본 연구는 증기발생기 작업시 수정체 등가선량에 대한 최초의 연구로서 ICRP118이 국내에서 법제화되면 원전에서 수정체 선량평가 등 방사선안전관리에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 향후 선량평가의 정확성을 향상시킬 수 있도록 증기발생기 에너지 스펙트럼 측정, 기하학적 구조의 정교화, 팬텀을 이용한 다양한 작업자세 구현, 그리고 마스크 및 눈의 깜빡임으로 인한 선량저감효과를 평가할 수 있도록 MCNP 모델링의 정교화와 Hp(3) 모사 연구가 필요하다.
