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프로젝트의 목표는 비상 사태의 발생을 조기에 모니터할 수 있는 정보시스템을 개발하고 보강하기 위한 것이다.이 정보시스템은 환경에 생태학적 손해를 끼칠 수 있는 산업체의 과실 및 이러한 과실로 인해 야기된 유해한 결과들을 배제하기 위한 과정을 모두 감시하는데 사용할 목적으로 제안되었다. 이 정보시스템은 다음과 같은 프로시저들을 수행하는데 필요한 특성을 갖는다. - 특정 산업체의 기술적 상황에 대한 데이터의 수집 및 보관.- 환경적 변화를 검출하기 위해 전 세계의 산업지역을 대상으로 생태 조건을 모니터한다. - 대기, 토양 및 수자원의 오염에 관한 데이터를 수집 및 저장한다.본 연구결과를 이용해 러시아의 비상사태 관리를 위한 정보시스템을 발전시킬 수 있다.
현행 연구단계의 주요한 특징은 특수장비를 갖춘 휴대형 철도운송용 이동식 연구실을 활용하여 대류권의 표층에 미량으로 존재하는 가스와 에어러졸의 함량을 측정하는 것이다. 또한 넓은 지역을 이동할 수 있는 운반차량을 이용함으로써 다른 방법으로는 불가능한 대륙 전체를 대상으로 대기 중에 미량으로만 존재하는 가스 및 에어러졸 물질의 공간적/시간적 분포를 파악함으로써 온실효과를 초래하는 가스의 소스를 파악하기 위한 성능을 구현할 수 있다. 동시 관측을 위한 시설이 전무한 러시아 지역의 경우에는 상기와 같은 성능이 가장 중요하다. 측정을 위해, 철도운송용 이동식 연구실에는 적절한 기기를 설치해 주어야만 하는데, Global Atmspheric Watch 스테이션에서 이용되는 것과 동일한 기기들을 이용함으로써 여러 종류의 가스에 대한 측정을 실시하였으며, 이동식 연구실에는 다음과 같은 기기들을 탑재하였다.수집된 대류권의 에어러졸 및 미량 가스 물질의 속성에 관한 독점적인 공간 및 시간적 분포의 데이터를 이용함으로써, 대기권의 하층부에서 진행되는 화학물질의 전달(species transfer)과 같은 여러 프로세스에 대한 모델을 작성하여 기후, 대기의 구성, 지구온난화 및 그 생태학적 결과들을 예측할 수 있도록 한다.
이 프로젝트는 전적으로 열대성 저기압 현상에 대한 자세한 연구 수행 및 이로 인한 피해를 줄이는 것을 목표로, 이에 대한 접촉식 조사(CS)에 사용되는 Rocket Space System(RSS)의 개념 및 핵심 요소들을 개발하기 위한 것이다. 이 시스템의 두드러진 특징이라면 표고 0-30km, 중심으로부터의 최대 반경 300km에 이르는 전체 TC내 대기의 기상학적 특성수치에 관한 전혀 새로운 정보(즉 압력, 습도, 온도, 풍속)를 거의 동시에(t<1hr) 수신할 수 있다는 점이다. 시스템에서 수집된 정보는 신속하게 광역 우주 통신 시스템을 통해 이를 원하는 소비자에게 전달된다.정보에 따라서는 기존 시설로는 수집할 수 없는 것들이 매우 많이 있다.Roshydromet의 견해로는, 제안된 RSS는 연구, 모니터 작업, 및 다음과 같은 기상정보의 예보에 이용할 수 있다: 열대성저기압, 국지적인 오존층 파손, 대기를 통한 오염물질의 장거리 이동, 엘 니뇨 현상, 핵발전소와 화학공장의 대형사고 및 화산폭발.
벨라루즈 공화국의 방사능 및 환경감시센터에서는 체르노빌 NPP 사고의 결과 ^137Cs, ^90SR 및 PU 동위원소들에 의해 방사능 오염된 토양에 관한 자동화된 데이터베이스를 보유하고 있다. 이 데이터베이스에 기초하여 GIS 기술(지리정보 시스템 “RECASS” 및 “ARC-INFO)의 도움을 얻음으로써 ^137Cs, ^90SR 및 PU에 의한 벨라루즈 지역의 방사능 오염에 관한 맵을 개발하였다(오염지역 예측 맵 포함). 또한 ^137Cs로 인한 벨라루즈 지역의 방사능 오염에 관한 데이터를 이용하여 “유럽의 방사능 오염지도”를 작성하였다. 현재 본인들은 ^241PU의 붕괴(T=14, 35년) 결과 생성된 ^241AM의 축적 및 공간적-시간적 분포를 연구하고 있다. 이 동위원소는 인구밀집지역의 인구에 위험을 초래할 가능성이 있지만, 현재는 위험이 없는 것으로 간주되고 있다.계산 및 실험과 GIS 기법의 사용을 통해 벨라루즈 지역에서 ^241AM 및 PU 동위원소의 공간적-시간적 분포를 결정한다.
벨라루즈 물리학 연구소에서는 생태학적으로 열악한 환경에 처해 있는 지역을 효과적으로 모니터하고, 삼림, 농경 및 공업지역을 감시하기 위한 모듈식 광학 스캐너의 실험용 샘플을 개발하였다. 이 스캐너는 다중요소 검출장치와 가변 간섭 필터를 탑재한 2채널 광학 시스템에 기초하고 있으며, 그 스펙트럼 범위는 0.4-1.0 미크론이다(이와 동시에 조사상의 문제가 있을 경우에는 4-6 협 스팩트럼 하위 레인지도 함께 이용된다). 이 스캐너의 공간해상도는 0.001 비행고도와 일치한다. 본 개발 건이 독창성을 인정받는 이유는 관찰각도를 최대 90도까지 확대할 수 있으며, 180도 각으로 하늘의 휘도를 측정할 수 있는 제 2 채널이 탑재되어 있고, 공간해상도는 검출장치의 종류에 따라 결정되며, radiance 단위 및 반사계수 값의 두 형식으로 동시에 디지털 맵을 수신할 수 있기 때문인데, 이것은 가장 확실하게는 대상물체의 상태 및 특성에 따라 결정된다.제작한 스캐너를 이용해 획득한 데이터를 사용함으로써 현재의 리모트 센싱 기법을 개선하는 한편 새로운 기법을 개발해 낼 수도 있다. 이 스캐너는 환경감시용의 광역시스템과 자연환경의 스펙트럼 특성에 관한 GIS용 데이터베이스의 작성에 사용할 목적으로 기획된 것이다.
현재 대기 중의 에어러졸 및 가스상 구성성분들을 모니터하기 위해서는 lidar가 주로 사용되고 있으며 이들 기기를 이용함으로써 공해를 간편하게 조절할 수 있다. 또한 lidar를 이용하여 넓은 지역을 신속하게 측정할 수도 있다.대기 중의 에어러졸 및 가스상 구성성분들을 모니터하기 위한 보다 효율적인 데이터 프로세싱 기법의 개발.
Cis의 경제상황을 감안했을 때 생태학적 감시 작업에 소요되는 비용 역시 중요한 요인으로서 고려되어야 하며, 비용 측면에서 해외국가들이 채택하고 있는 기존 시스템을 수입할 수는 없다. 본 프로젝트에서는 저렴한 대기 관련 생태학 정보 모니터 시스템의 제작을 제안하고 있으며, 여러 가지 기상 특성치의 측정을 위해 Cis에서 개발한 환경오염 게이지를 탑재함으로써 그 소요비용은 기존 유사 시스템에 비해 10배 이상 저렴하다. “SOLO”사에서는 감마-방사선, 라돈 및 우주선에 대한 모니터 시스템을 개발하였는데, 개발된 시스템의 1차 처리 및 정보 전달 시스템은 대기 중의 수은, CO, 질소산화물 등에 관한 특성수치 정보를 모니터하기 위한 경제적인 시스템 제작의 기초가 된다.
연구목표는 메탄-공기 혼합물의 연소과정에 대한 모의실험을 통해 유해가스가 대기중에 방출되는 양을 감소시키려는 것이다. 화력발전소의 보일러, 가스 터어빈식 ne-플랜트 및 각종 엔진으로부터 발생되는 가장 유독한 대기오염 물질가운데 한 가지는 바로 질소산화물 NOx인데 이것은 호흡기에 유해하며, 산성비를 유발할 뿐만 아니라 성층권 내 오존층의 파괴에도 큰 몫을 하고 있다. 메탄-공기 혼합물의 연소과정을 설명해 주는 일련의 방정식 중 하나인 Navier-Stokes 방정식에서는 32종의 화학물질 농도와 196종의 가역적인 원소 반응(elementary reaction)에 대한 화학운동학적 방정식을 고려하고 있다. 이와 같이 연소에 대해 상세하게 설명하기 위해서는 포괄적인 계산을 필요로 하지만 이것이 필요한 이유는 연소생성물에 포함된 주요 독성 화학물질의 실제 농도값을 구하기 위해서이다.1) 화력발전소의 보일러, 가스 터어빈식 플랜트 및 각종 엔진 등으로부터 발생되는 독성 대기오염물질의 감소. 2) 지구 전체에 걸친 변동에 관한 연구 및 예측.
제시된 예측기법은 기본적인 수학적 모델에 바탕하고 있다. 대기중의 오염물질 확산에 대해서는 Navier-Stochs 방정식이 제공하는 시스템에 근거하여 보존법칙을 현실에 적용함으로써 설명하고 있는 반면, 지표수를 통한 오염물질의 확산을 예측함에 있어서는 여과이론을 바탕으로 Darsy의 법칙을 일반화시켜 적용하고 있다. 한편 시스템에 관한 솔루션은 본 작업 전용으로 개발된 독자적인 수치모델 작성기법에 근거하고 있다. 대기중의 오염물질 확산에 대한 모델을 작성할 때는 동시에 진행되는 물리적 프로세스에 관련된 물리적 문제들을 여러 개로 쪼개어 해결하는 방식을 취하고 있다. 처음에는 바람에 의한 오염물질의 advective 이동에 관한 일련의 방정식을 해결하게 되는데 이를 위해 조심스러운 가정에 기초한 그리드 특성 기법을 개발하였으며, 다음으로는 100% 우회적인 방식을 채택함으로써 문제를 해결하였다. 최초의 기상 데이터는 계산할 지역 내에 존재하는 기상관측소에서 수신되었다.앞서 다룬 불규칙한 적응형 그리드 관련 프로세스에 관한 3-D 모델을 개발하고 지구대기의 변동에 관한 예보의 정확성을 대폭 향상시킬 목적으로 대기의 물리적 모델을 개선함으로써, 기술적인 요인의 영향을 받는 지역의 수질 및 토양의 상태에 관한 보다 수준높은 광역 관리를 시행할 수 있도록 한다.
대기권 하층부의 상태를 진단하기 위한 지역단위의 시스템을 개발하였다. 이 시스템에서는 오염물질의 이동 모델에 관한 고해상도의 광역 기상정보를 제공해 주는데 이것은 관찰 데이터와 수치 모델 작성의 결과를 결합시켜 만들어진 것이다. 이 시스템은 리얼 타임 모드로 작동할 수 있으며, WWW 네크워크를 통해 구한 가용한 모든 데이터가 이용되는데 여기에는 인공위성에서 수집된 정보는 물론 러시아 연방의 방대한 관측망을 통해 획득한 일체의 데이터 역시 포함된다: 본 시스템에서는 수치 모델 작성 및 데이터 합성을 위한 고급기법을 채용하고 있다.이 시스템은 연속적인 특수 기상 정보를 필요로 하는 임의의 연구는 물론, 대기권 내의 오염물질 전달에 관한 실시간/지연모드의 수치 모델 작성에도 응용할 수 있다.
지구의 대기와 대양의 해류 전반에 관한 수치 모델을 개발하였다. 이 모델에서는 대양과 대기의 비선형 운동에 대해 설명하고 있으며 여기에는 주요한 물리학적 및 subgrid 프로세스에서 공통적으로 나타나는 일련의 특성이 포함되어 있다. 특히 대양 상층부에서 발생하는 소규모의 교란에 의한 혼합현상은 대기-해양 상호작용 및 기후 변동에 대한 적절한 모의시험을 위해서는 매우 중요하므로 더욱 신경써서 설명하였다.대기 중에 포함된 온실가스 함량의 증가 및 지표면에 작용하는 인류 활동의 영향으로 인해 예상되는 광역 기후 변동의 예측.
수면의 탄화수소 오염물질을 제거하기 위한 여러 가지 기법들이 알려져 있지만, 이러한 방법으로는 약 100u 이상의 두께를 갖는 수면 위의 오염물질층만을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐이며, 오염층의 두께가 얇아짐에 따라 그 세척 효율은 급격한 감소를 나타낸다. 그리고 오염층의 두께가 40 u보다 얇은 경우에는 본 레이저 세척 기법을 대신할 수 있는 방법은 아무것도 없다. TRINITI에서는 레이저 광선을 조사하는 수력학적 방식을 통해 얇은 오일 층을 제거할 수 있는 효율적인 메커니즘에 관해 연구하는 한편, 펄스 주기형 CO2-레이저에 기초한 공학적 시스템의 원리를 더욱 발전시켰다.100u 미만의 두께를 갖는 수면의 오일 층을 효과적으로 제거할 수 있는 방법의 개발.
프로젝트의 목적은 금속표면의 오염을 제거할 수 있는 전기-부식 (TED)기술을 개발하는 한편, TED를 실천에 옮길 수 있는 실험적인 상용 설비를 설계하는 일이다. 이 기술에서는 가동 중이거나 퇴역한 핵발전소(NPP)에서, 작업에 사용된 장비의 표면에 묻은 오염물질을 제거할 수 있는 기능을 기본적으로 제공해 준다. 현재 가용한 화학 및 전기화학적 오염제거 기법은 가격이 비싸고 많은 노력을 필요로 하며, 다량의 액상 방사능 폐기물(LRW)이 형성되는 등의 단점을 지니고 있으며 특히 이 폐액을 정화 및 중화하기 위해서만도 비용이 많이 드는 작업을 추가로 실시해야 한다.
이 프로젝트의 목적은 가동 중이거나 퇴역한 핵발전소(NPP)에서 방사능 오염 물질의 원격 처리에 이용되는 레이저 기술을 설계하고 실험을 통해 그 효과를 입증하려는 것이다. 이 기술은perspective 반도체 레이저의 사용에 기초하고 있으며, 이는 방사능의 안전한 사용 및 환경보호 부문에서 실용 본위의 연구 및 기술개발을 지향하는 ISTC의 목표와도 일치한다. 알려진 바로는 NPP의 개별 컴포넌트들을 교체함으로써 대량의 오염된 고품질 금속을 얻을 수 있으며, 이로 인해 금속 표면에 쌓여 있는 방사능 오염 물질을 제거 및 수집함으로써 표면의 오염을 제거해야 할 필요성이 대두되었다. 현재 퇴역한 NPP에서 쏟아져 나오고 있는 수십만 평방미터에 달하는 장비와 시설의 오염을 제거하는 일이 시급한 현안으로 떠오르고 있다.
이 방법은 구조용 및 스테인리스 강 또는 비철금속합금 등의 방사선 활성을 제거할 목적으로 개발되었으며, 우선 금속의 표면을 특수한 혼합물로 처리하고, 가열한 후 다시 저속으로 냉각한 다음, 방사능 반응 산물을 분리하는 과정을 실시한다. 처리할 폐기물 파편의 표면에는 스프레이나 디핑(dipping) 기법을 써서 물의 혼합액을 가하며, 가열-냉각 작업에는 표준 열 장비인 샤프트/배치 용광로를 이용한다. 이 방법의 가장 큰 장점은, 이를 사용한 결과 고체상의 화학적으로 안정된 2차 방사능 폐기물을 생성할 수 있다는 점이다. 비활성화된 금속의 단위중량별 2차 방사능 폐기물의 양은 당연히 오염층의 두께 및 파편의 형태에 의해 결정되지만, 1-2%wt를 초과하는 경우는 없다. 고체상의 방사능 폐기물을 생성한다는 측면에서 이 방법과 기타 방법(재용해, 산화 등의 방법을 이용하여 비활성화)들을 비교했을 때 이 방법에서는 다음과 같은 장점들을 보장해 준다.
지난 10년간 체르노빌 사고를 비롯한 핵 관련 사고 및 몇몇 기업들의 활동으로 인해, radionuclide로 오염된 토양을 정화하는 작업은 매우 중요한 문제로 부각되었다. 체르노빌 사고 하나만을 놓고 보더라도 이로 인해 소비에트 연방 내 수백만 헥타르의 토양이 오염되었을 뿐더러 방대한 지역에 걸쳐 높은 방사능 수준으로 인해 사람이 살 수가 없게 되었다. 이에 반해 현재까지 알려져 있는 토양의 방사능 활성을 제거하는 모든 기법들은 엄청난 노력과 비용을 요하는 것들 뿐이다. 가장 간단하면서도 잘 알려져 있는 방법은 오염된 토양의 상층부를 제거하는 방법이다. 화학적 처리기법을 이용하면 방사능 폐기물의 양을 줄일 수는 있지만, 앞서 말한 방법들과 비교했을 때 문제해결에 드는 비용이 대폭 늘어나게 된다. 그밖에 이와 같은 방법을 사용할 경우 토양에서 영양성분을 함유한 층이 파괴될 뿐만 아니라 넓은 면적의 토양을 농경에 사용할 수 없게 될 것이다.생물학적 기법을 활용함으로써 radionuclide로 오염된 토양에서 다시 농작물을 재배할 수 있도록 해 주는 기존의 방법을 과학적으로 개선하고 실험을 통해 그 가능성을 예측한다. biosorbent를 이용하여 생산된 농작물에 포함된 radionuclide의 함량을 낮출 수 있게 될 가능성을 예측해 본다.
그 밖의 활동을 실시하기 앞서, 오염 제거 작업을 실시하는 목적은 핵 관련 시설의 퇴역 작업 중에 작업인원이 노출될 선량수준을 줄이고 핵 사고의 결과로 오염된 지역을 복구하기 위해서이다. 제거 가능한 코팅재는 표면 오염을 제거하는데 우수한 성능을 발휘하며, 이 방법은 여러 종류의 표면 및 오염에 쉽게 적용할 수 있는데 그 장점은 액체상의 방사능 페기물을 생성시키지 않는다는데 있다. 오염 폐기물은 작고 단단한 고체상으로만 형성되는데, 오염 제거 및 복구 작업을 실시한 시설물의 노출된 표면은 radionuclide로 오염될 우려가 있다. 방수 코팅을 이용하면 분진과 같은 형태의 방사능 오염으로부터 표면을 효과적으로 보호할 수 있다.벗겨낼 수 있는 오염제거 및 보호용 플라스틱 코팅의 개발.
Radionuclide 오염으로 인한 부정적 결과를 최소화하는 일은 매우 시급한 문제이다. 본인들은 다음과 같은 문제들에 대한 해결책을 찾고자 한다. 1) 토양의 복구를 위한 연구적절한 화학반응제를 이용하여 세슘 및 스트론튬 radionuclide를 용액이나 고체로 변환시킴으로써 오염된 토양을 복구하는 방법을 연구. 2) 도시지역에서 발생된 방사능 폐기물(재, 하수)의 처리 및 뒤이은 매립조치를 통해 이를 비활성화시키는 방법의 연구. 환경 내의 대상물체를 복구하는 방법을 개발해낼 경우의 장점은 대상물체의 물리적 화학적 성질은 보존하면서도 생태학적으로 무해한 상태로 바꾸어 줄 수 있다는 점이다.1) 제안된 연구를 수행함으로써 토양의 농업적/화학적 특성을 보존하고 토지가 오염된 사실을 미처 모르고 이를 이용하게 될지도 모를 위험을 줄일 수 있다. 2) 가용한 천연흡착제 및 이와 유사한 물질을 이용함으로써 재나 하수 속에 포함된 radionuclide를 고정할 수 있으며, 따라서 이로 인한 2차적인 환경오염을 예방할 수 있다.
현재 벨라루즈에서는 토양의 상층부를 제거하여 매립함으로써 토양 오염을 제거하는 작업이 진행되고 있다. 하지만 대상지역의 범위가 넓은 경우에는 이와 같은 오염제거 방법을 사용할 수 없는데 왜냐하면 벨라루즈 지역 토양의 경우 비옥한 층은 그 두께가 비교적 얇기 때문이다(15-20 cm). 그밖에도 이 방법에서는 폐기물이 대량으로 발생되는 것 역시 중요한 단점으로 꼽힌다. 우리들의 생각으로는 토양 오염을 제거하는 기술은 토양 및 토양 용액 속 radionuclide의 상태 및 여러 종류의 토양에 대한 Cs 및 Sr radionuclide의 흡착-desorption 특성에 관한 과학적 연구에 근거해서만 개발될 수 있다고 본다. 지금까지 수행된 연구를 통해서 밝혀진 바로는 Cs radionuclide는 사고후 5~6년 사이에 걸쳐 토양의 입자가 고운 미사(silt)로 이루어진 부분에 주로 농축되었다.토양의 radionuclide 오염을 제거하기 위한 시설의 개발.
Radionuclide 함량에 대한 ANPS의 영향, 아라랏 계곡 생태계 내의 이동 및 유해한 방사능 지대의 팽창을 완화하기 위한 보호림 지역을 조성하는 문제 등이 연구과제로서 제시되었다. 원자력 발전소에서 주위 환경으로 배출될 수 있는 가장 유해한 인공적인 radionuclide 가운데는 반감기가 긴 90-Sr이나 137-Cz 및 방사성 우라늄과 같은 동위원소들이 포함된다. 본인들은 앞서 말한 ANPS 인근지역에서 채취한 수중, 토양 및 식물체 샘플 내의 radionuclide 함량을 정기적으로 조사하는 한편, 이러한 동위원소들이 원인이 되어 환경에 끼치는 유해한 영향을 완화하기 위해 디음과 같은 대책을 개발하였다. - Radionuclide를 흡수하는 교목과 관목의 종류를 집중적으로 밝혀낸다.- 수경재배를 통해 이와 같은 교목 및 관목의 묘목을 양산할 수 있는 체제를 수립한다.- ANPS를 포위하는 보호용 수림이나 관목 숲을 조성한다.수경재배를 통해 radionuclide를 흡수하는 묘목을 생산, 유해한 동위원소의 확산을 완화시켜 주는 수림지대의 조성.