입자·에너지 대역 폭넓은 우주방사선… 고가 측정 장비 18대 도입[Science]

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 한국원자력안전기술원(KINS)이 국내에 도입한 우주방사선 측정 장비 ‘Hawk TEPC(왼쪽)’와 ‘Liulin(오른쪽)’의 모습. KINS 제공

KINS, 신뢰도 높이기 위해
미국산·불가리아산 등 보유

전 항공기 탑재는 비효율적
컴퓨터 시뮬레이션 활용도

일반적으로 원자력발전소 근무자 등 방사선작업종사자의 피폭선량 평가는 ‘가이거-밀러 계수기’ 등 개인 선량계를 통한 측정을 원칙으로 하나, 이런 개인 선량계는 우주방사선 영역을 측정하는 데 적합하지 않다. 우주방사선은 매우 다양한 입자와 넓은 에너지 대역을 포함하기 때문이다. 따라서 고가의 능동형 장비를 사용해야 적절한 결과 값을 얻을 수 있는데, 이를 모든 항공기에 탑재·운용하는 것은 매우 비효율적이다. 이에 항로에 따라 고도와 위도, 경도 등을 전부 계산해 항공승무원의 피폭방사선량을 평가할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램이 개발됐다. 실측정은 이 프로그램의 연산 값이 신뢰 가능한 수준인지를 검증하기 위한 표본 수집 절차다. 이런 방법은 우리나라뿐 아니라 독일, 프랑스 등 다양한 국가에서 동일하게 사용된다. 국제방사선방호위원회(ICRP)는 컴퓨터 프로그램을 통해 연산된 결과가 측정 장비를 통해 실측된 결과로 검증될 경우 사용하도록 권고했고, 국제표준화기구(ISO)와 국제방사선단위측정위원회(ICRU)는 검증 방법을 제시했다.

현재 한국원자력안전기술원(KINS)이 국내에 도입한 우주방사선 측정 장비는 18대다. 신뢰도를 높이기 위해 미국제 4대와 불가리아제 8대, 체코제 6대 등 여러 국가와 기업에서 개발한 총 5종의 측정기를 도입했다. 이 중 기준이 되는 장비는 미국에서 도입한 지름 16㎝, 높이 34㎝, 무게 5㎏의 ‘Hawk TEPC’라는 장비로, 국제적으로도 우주방사선 측정의 기준으로 활용되는 정밀 기기다. Hawk TEPC는 내부에 인체의 특징과 유사한 실리콘 재질의 구체 검출기를 탑재, 검출기 내부에 흡수되는 방사선의 에너지를 측정함으로써 인체에 흡수되는 방사선량을 모사한다. 이 장비가 가장 정확한 것으로 여겨지는 이유는 방사선 검출에 반도체 소자를 사용하는 다른 장비들과 달리 실제 인체의 성질을 모사한 검출기를 이용해 방사선 흡수 정도를 인체에 매우 근접하게 측정할 수 있기 때문이다. 그러나 부피가 크고 무거워, 최근 도입된 장비들은 반도체 소자를 활용해 278g에서 850g 정도의 휴대가 용이한 소형으로 제작되는 추세다.

구혁 기자 gugija@munhwa.com