유효선량을 구하시오. (등가선량, 유효선량, 방사선가중치, 조직가중치)

연간 유효선량 계산하시오. H(10) 15 mSv, 226Ra 40 mSv, H(0.07) 400 mSv.

 

정답: 

실용량(심부서량당량)인 H*(10)이나 Hp(10)은 유효선량을 근사적으로 대체하려는 양이지 인체내 조직별 선량을 고려하는 것이 아닙니다. 광자 방사선의 경우 에너지에 따른 유효선량, 심부선량당량은 첨부한 그림(플루엔스에 대한 선량 비)과 같은데 그림을 보면 5 MeV까지는 Hp(10)이 같은 조건에서 표준인이 노출될 때 유효선량보다 약간 높게 나타납니다(이런 관계가 되도록 깊이 10mm를 정한 것이죠). 즉, 측정하지 못하는 유효선량 대신에 단순한 심부선량당량을 측정하여 그 값을 유효선량으로 간주하면 약간 보수적인 평가가 된다는 생각입니다. 그림에서 보듯이 20 keV 미만에서는 실용량이 유효선량을 지나치게(5배까지) 과대평가하지만 이런 저에너지 X선을 피폭하는 경우는 실제로 매우 드물기 때문에 H(10)을 유효선량을 대체하는 실용량으로 선정한 것입니다.

 

https://karp.or.kr/index.php?page=view&pg=1&idx=8860&hCode=BOARD&bo_idx=6&sfl=&stx=&sfc=&bo_rows=&year=0

 

방사선직업종사자 전신 3 mSv, 내부피폭 폐 5 mSv, 갑상선 10 mSv, 기타 조직에 1 mSv의 등가선량시 유효선량을 구하시오. (폐의 조직가중치 0.12, 갑상선의 조직가중치 0.04)

정답: 4.12 mSv 

풀이:

전신 + 폐 + 갑상선 + 기타 조직

= 3 mSv + (5 mSv x 0.12) + (10 mSv x 0.04) + (1 mSv x 0.12)
= 3 mSv + 0.6 mSv + 0.4 mSv + 0.12 mSv 
= 4.12 mSv

 

피폭선량 평가 (X→D→H→E)

1. 조사선량, X (R, C/kg)

- 공기에 흡수된 에너지

2. 흡수선량, D (J/Kg, Gy)

- 물체의 단위 질량 당 흡수된 방사선 에너지 양

- 실측값인 조사선량(X)을 흡수선량(D)으로 전환

- 고선량에 의한 급성피폭(결정론적 영향)의 경우 흡수선량(Gy)으로 평가

ex) 눈의 수정체, 손, 발, 피부의 선량한도는 흡수선량을 적용

3. 등가선량, H (Sv)

- 방사선의 종류에 따른 생물학적 영향을 보정하기 위해 흡수선량에 방사선가중치를 곱한 값

- 저선량에서의 확률적 영향의 비율이므로 확률론적 영향에 대해서만 적용

4. 유효선량, E (Sv)

- 피폭부위의 방사선감수성에 따른 생물학적 영향을 보정해주기 위해 등가선량에 조직가중치를 곱한 값

 

※ 전신 피폭의 경우 조직가중치는 1

https://iernet.kins.re.kr/introduction/in_04.asp

※ 나머지는 폐와 갑상선을 제외한 나머지(1-0.12-0.04=0.84)인지 기타 조직(0.12)를 말하는 건지?

※ 위 문제에서는 피폭 조직과 등가선량을 명시해주었으나, 방사선의 종류와 피폭 장기를 명시하지 않는 방법으로 유효선량을 물어볼 수도. (조직가중치도 명시 X)

 

5 MeV의 양성자 빔에 노출된 갑상선에 2 mGy 피폭, 300 MeV의 전자선에 노출된 결장에 5 mGy 피폭되었다.
(1) 갑상선의 등가선량은?
(2) 결장의 등가선량은?
(3) 갑상선과 결장 제외한 다른 장기에 유효선량이 1 mSv일 때, 전체 유효선량은?

정답:
(1) 갑상선의 등가선량은? 4 mSv
(2) 결장의 등가선량은? 5 mSv 
(3) 갑상선과 결장 제외한 다른 장기에 유효선량이 1 mSv일 때, 전체 유효선량은? 1.76 mSv 

풀이:
(1) 갑상선의 등가선량은? 2 mGy x 2 = 4 mSv
(2) 결장의 등가선량은? 5 mGy x 1 = 5 mSv
(3) 갑상선과 결장 제외한 다른 장기에 유효선량이 1 mSv일 때, 전체 유효선량은? 1.76 mSv
(4 mGy x 0.04) + (5 mGy x 0.12) + 1 mSv = 1.76 mSv

 

방사선가중치

조직가중치

ICRP 103 (2007년)

http://www.icrp.org/docs/P103_Korean.pdf

 

몸무게 60 kg, 2.96 MBq, 24Na의 beta평균에너지는 0.55 MeV, 유효반감기는 15시간, 100%붕괴한다고 할 때, 초기흡수선량 (mGy/h)과 유효선량 (mSv)를 구하여라.

정답:

 

풀이:

 

외부피폭선량 평가 (X→D→H→E)

 

조사선량, X (R, C/kg)

- 공기에 흡수된 에너지

- 공기 1kg 내 생성된 이온쌍의 한쪽 전하량

- 1R = 2.58 x 10^-4 C/kg

- 1 X = 1 C/kg

- 한 개의 이온쌍을 생성하기 위한 평균에너지 W, Wair = 34 eV

- 이온쌍 한 개의 전하량 1.6 x 10^-19 C

 

입자플루언스를 이용한 조사선량 계산

- 공기가 흡수한 에너지 계산 (Mev/g)

 = (에너지플루언스율, Mev/cm3) x (공기의 질량에너지 흡수계수, u/p, cm2/g)

- 공기가 흡수한 에너지(MeV/g)는 공기에서 생성된 전하량(C/kg)으로 전환 가능

- 단위 시간으로 나누게 되면, 입자플루언스율(MeV/gs)과 조사선량율(C/kgs) 

 

흡수선량, D (J/Kg, Gy)

- 물체의 단위 질량 당 흡수된 방사선 에너지 양

- 실측값인 조사선량(X)을 흡수선량(D)으로 전환

- 고선량에 의한 급성피폭(결정론적 영향)의 경우 흡수선량(Gy)으로 평가

ex) 눈의 수정체, 손, 발, 피부의 선량한도는 흡수선량을 적용

- 공기의 질량에너지 흡수계수에 대한 물질의 질량에너지 흡수계수 비율을 곱해서 전환

 

1 R = 2.58 x 10^4 C/kg

 

D(cGy) = 0.877{(uen/p)m/(uen/p)air} x X(R)

 

- 0.1 MeV 이상의 감마선의 경우 (uen/p)m/(uen/p)air은 약 1.11로 거의 일정. 따라서, 방사선방호에 관점에서는 아래와 같은 적용이 가능하다.

 

D(cGy) = 0.877{(uen/p)m/(uen/p)air} x X(R) = 0.877 x 1.11 x X(R) = 0.973 X(R) = 1 X(R)

 

등가선량, H (Sv)

- 방사선의 종류에 따른 생물학적 영향을 보정하기 위해 흡수선량에 방사선가중치를 곱한 값

- 저선량에서의 확률적 영향의 비율이므로 확률론적 영향에 대해서만 적용

 

방사선 유형 방사선가중치, WR

전자 1

양성자 2

알파 입자 20

중성자 연속함수

 

유효선량, E (Sv)

- 피폭부위의 방사선감수성에 따른 생물학적 영향을 보정해주기 위해 등가선량에 조직가중치를 곱한 값

 

조직 조직가중치, WT

적색골수, 결장, 폐, 위, 유방, 잔여조직 0.12 x 6 = 0.72

생식선 0.08 x 1 = 0.08

방광, 식도, 간, 갑상선 0.04 x 4 = 0.16

뼈표면, 뇌, 침샘, 피부 0.01 x 4 = 0.04

 

갑상선에 양선자빔 180 Mev 를 5 J/kg 주었을때 갑상선에 가는 등가선량은? 

1. 5 Sv 
2. 25 Sv 
3. 50 Sv 
4. 100 Sv

정답: 10 Sv

풀이:  
조사선량(양성자빔, 5J/kg)을 등가선량 환산해야 함. 
방사선 가중치를 적용하면 양성자빔의 경우 x5를 해줘야하므로 (ICRP 60) 
5 J/Kg x 5 = 25 Sv

하지만 바뀐 권고 방사선 가중치를 적용하면 양성자빔의 경우 x2를 해줘야하므로
5 J/Kg x 2 = 10 Sv

 

※ 권고 방사선가중치

 

방사선작업종사가 평가시, 내부피폭과 외부피폭이 어떻게 유효선량한도 기준에 부합하는지 평가하는지 기술하시오. 또한 피부오염 등 국소피폭시, 피부피폭량 (Hskin)의 유효선량 기여분을 계산하는 식을 쓰시오

풀이:
외부피폭 평가는 F/B, TLD등을 이용한 예탁선량당량으로써 측정.
내부피폭 평가는 체내방사선물질로부터 방출되는 감마선이나 X선을 직접 측정하는 방법과 배설물이나 생체 시료중의 방사성 물질의 함유량을 분석하여 흡수 량을 추정하는 간접 측정.
원자력법시행령 제2조 제4호에 의해 선량한도는 외부피폭과 내부피폭을 합산하여 유효선량한도에 부합하는지 평가.
E = ∑HT×WT이고, 피부의 WT는 0.01
따라서 피부의 등가선량이 HT일 때, 유효선량 기여 분은 HT×0.01

방사선작업종사가 평가시, 내부피폭과 외부피폭이 어떻게 유효선량한도 기준에 부합하는지 평가하는지

=> 각각의 분율의 합으로서?

 

피부오염 등 국소피폭시, 피부피폭량 (Hskin)의 유효선량 기여분을 계산하는 식

=> 피부의 조직가중치인 0.01을 곱해서?

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방사선방호 등에 관한 기준

[시행 2019. 5. 10.] [원자력안전위원회고시 제2019-10호, 2019. 5. 10., 일부개정]

 

제2조(용어의 정의) 이 기준에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.  

1. "외부피폭"이란 사람의 신체 외부에 있는 방사선원으로부터 방출된 방사선에 의한 피폭을 말한다. 

2. "내부피폭"이란 사람의 신체 내부에 유입되어 체내에 존재하는 방사성핵종으로부터 방출되는 방사선에 의한 피폭을 말한다. 

3. "조사선량"이란 엑스선 또는 감마방사선(또는 감마선)에 의하여 공기 단위 질량당 생성된 전하량을 말한다. 조사선량의 단위로 쿨롱/킬로그램(C/kg) 또는 렌트겐(Roentgen,R)이 사용되며, 1R은 2.58×10-4C/kg과 같다. 

4. "흡수선량"이란 물질의 단위 질량당 흡수된 방사선의 에너지를 말한다. 흡수선량의 단위로 그레이(Gray, Gy)가 사용되며, 1Gy는 1 주울/킬로그램(J/kg)이다. 

5. "등가선량"이란 인체의 피폭선량을 나타낼 때 흡수선량에 해당 방사선의 방사선가중치를 곱한 양을 말한다. 등가선량의 단위로 시버트(Sievert,Sv)가 사용되며, 이때 사용되는 방사선가중치는 별표 1과 같다. 

6. "유효선량"이란 인체내 조직간 선량분포에 따른 위험 정도를 하나의 양으로 나타내기 위하여 각 조직의 등가선량에 해당 조직의 조직가중치를 곱하여 이를 모든 조직에 대해 합산한 양을 말한다. 유효선량의 단위로 시버트가 사용되며, 이때 사용할 조직가중치는 별표 2와 같다. 

7. "집단선량"이란 다수의 사람이 피폭되는 경우에 그 집단의 개인피폭방사선량의 총합을 말한다. 집단선량의 단위로 맨 시버트(man-Sv)가 사용된다. 

8. "예탁선량"이란 체내에 존재하는 방사성핵종으로 인하여 그 사람이 일정기간 받게 되는 내부피폭방사선량을 말한다. 예탁선량은 예탁등가선량이나 예탁유효선량으로 나타낼 수 있으며, 피폭을 고려하는 기간이 사전 지정되어 있지 아니 할 경우에 일정기간은 성인에 대해서는 50년, 아동에 대해서는 70년으로 한다. 

9. "방사선안전관리통합정보망(이하 "통합정보망"이라 한다)"이란 방사성동위원소등의 이용과 관련된 기관을 네트워크로 구성하여 방사선안전관리에 대한 정보를 종합적으로 관리하는 망을 말한다. 

 

 

정의와 단위를 서술하시오.

1. 조사선량
2. 흡수선량
3. 등가선량
4. 유효선량

1. "조사선량"이란 엑스선 또는 감마방사선(또는 감마선)에 의하여 공기 단위 질량당 생성된 전하량을 말한다. 조사선량의 단위로 쿨롱/킬로그램(C/kg) 또는 렌트겐(Roentgen,R)이 사용되며, 1R은 2.58×10-4C/kg과 같다. 
2. "흡수선량"이란 물질의 단위 질량당 흡수된 방사선의 에너지를 말한다. 흡수선량의 단위로 그레이(Gray, Gy)가 사용되며, 1Gy는 1 주울/킬로그램(J/kg)이다. 
3. "등가선량"이란 인체의 피폭선량을 나타낼 때 흡수선량에 해당 방사선의 방사선가중치를 곱한 양을 말한다. 등가선량의 단위로 시버트(Sievert,Sv)가 사용된다. 
4. "유효선량"이란 인체내 조직간 선량분포에 따른 위험 정도를 하나의 양으로 나타내기 위하여 각 조직의 등가선량에 해당 조직의 조직가중치를 곱하여 이를 모든 조직에 대해 합산한 양을 말한다. 유효선량의 단위로 시버트가 사용된다. 

 

방사선 사고시 특정장기에 피폭된 방사선량을 반영하는 가장 좋은 지표는? 

① 등가선량  
② 유효선량   
③ 유효선량당량  
④ RBE 가중 등가선량

정답: ① 등가선량

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법령의 조직가중치를 확인해보면 생식선의 조직가중치가 20이며, 유방은 0.05, 기타 조직이 0.05 등등 현재 쓰이고 있는 조직가중치와 많이 다르다. 이는 ICRP 103에서 수정된 조직가중치가 반영되지 않아서이므로, 다른 시험과목에서는 아래 ICRP 103의 조직가중치로 계산하면 될 것 같다.

다음 중 잔여조직은?

1) 유방
2) 신장
3) 간
4) 폐

정답: 2) 신장

 

ICRP 103에 대한 설명 중 옳은 것은?

1) 유방과 조혈계의 조직가중치가 높아졌다.
2) 진단 절차에서 환자 피폭 관리를 위해 진단참조준위의 사용을 권한다.
3) 유전영향의 명목위험계수는 ICRP60의 0.2에서 1.3으로 높아졌다.
4) 행위와 개입을 폐지하고 계획피폭, 비상피폭, 기존피폭과 같이 피폭상황과 기반방호를 권고한다. 

정답: 2) 진단 절차에서 환자 피폭 관리를 위해 진단 참조 준위의 사용을 권한다.

 

풀이:

1) 유방과 조혈계의 조직가중치가 높아졌다. 

-> 조혈계(적색골수)는 원래 0.12였음

방사선 위해 값과 조직가중치(ωT)가 새로 제안되었다. ICRP 60로부터 가장 크게 변경된 부분은 유방관 생식선, 그리고 잔여조직의 취급에 대한 것이다. 해당 ωT 변화는 유방이 0.05에서 0.12로, 생식선이 0.20에서 0.08로, 그리고 잔여조직은 새로운 가산체계를 사용하며 0.05에서 0.12로 된 것이다.

 

2) 진단 절차에서 환자 피폭 관리를 위해 진단참조준위의 사용을 권한다.

ICRP는 환자를 진단절차, 중재방사선절차 또는 치료절차와 관련하여 피폭하는 개인으로 정의한다. ICRP 선량한도와 선량제한치는 환자의 진단이나 치료 효과를 낮출 수 있고, 이로 인해 이로움보다 해로움이 더 클 수도 있으므로 개인 환자에게는 권고하지 않는다. 따라서 의료절차의 정당화 및 방호최적화와 함께 진단절차에 대해서는 진단참조준위 사용을 강조한다.

 

3) 유전영향의 명목위험계수는 ICRP60의 0.2에서 1.3으로 높아졌다. 

-> 1.3에서 0.2으로 낮아졌다.

 

4) 행위와 개입을 폐지하고 계획피폭, 비상피폭, 기존피폭과 같이 피폭상황과 기반방호를 권고한다. 

-> 상황기반 접근으로 이동하는 것은 맞으나, 행위 및 개입을 폐지하는 것은 아닌듯.

이전에 행위와 개입으로 나누어 적용한 과정기반 방호 접근에서 발전하여, 형행 권고는 계획피폭, 비상피폭 및 기존피폭 상황으로 특성화되는 관리 가능한 모든 피폭상황에 정당화와 방호최적화 기본원칙을 적용하는 상황기반 접근으로 이동한다.

 

ICRP 103

http://www.icrp.org/docs/P103_Korean.pdf

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치료준위의 방사성옥소 섭취한 환자의 갑상선 선량을 평가하는 지표로 바른 것은?

   A. 흡수선량.
   B. 등가선량.
   G. 유효선량.
   M. 예탁선량.

정답: M. 예탁선량

 

18F-FDG에서 방사성 동위원소 F18의 물리적 반감기는 110분이다. 생물학적 반감기는 30%는 80분, 70%는 110분일 때 
가) 0.2 GBq 투여 후 4시간이 지났을 때 잔류 방사능은? 
나) 18F-FDG 1MBq 투여시 예탁 유효 선량은 0.019mSv이다. 성인에게 0.25GBq 투여 후 1주가 지났을 때 피폭량은?

정답:
가) 유효붕괴상수=0.013311, 유효반감기=52.0687분이므로, 0.2*e^(-0.013311*240)=8.17E-3 GBq
나) 1주일 후 잔류량 e^(-0.013311*60*24*7)은 거의 0임 따라서 0.25GBq 투여 후 1주가 지났을 때 피폭량은 예탁 유효선량과 같으며 0.019*250=4.75mSv

 

풀이:
가) 
λe=λp+λb을 이용해 반감기를 구하면, 반감기는 약 52분.
4시간이면 4.6반감기이므로 잔류 방사능은 0.2 GBq x (1/2)^4.6 을 계산하여 구함.

 

나)
예탁유효선량은 50년 기준이지만, 반감기가 52분이므로 1주가 지나더라도 예탁유효선량과 비슷할 것으로 생각.
따라서 전체 투여용량에 비례하여 계산.

 

131I 의 연간 섭취 기준이 20 mSv일 때 ALI는 2.2x108 Bq이다. 
가. 직업상 노출되는 상황에서 유도공기중농도(DAC)를 구하면? 
나. 종사자가 알지 못하는 상황에서 20 DAC로 4시간가량 오염된 지역에서 작업하였다고 한다. 이때 예탁 유효선량은?

정답:
가. 100000 Bq/m3
나. 0.8 mSv

풀이:

바뀐 계산법으로 호흡을 1.1로 하면 DAC는 딱 100000 Bq/m3이 나옵니다.

가. ALI/2,400 = DAC 이므로 (작업시간 2000시간, 호흡량 1.2 cc/hr 기준)
나. 2000 DAC-hr시 20 mSv이므로 80 DAC-hr시는 20/25 mSv = 0.8 mSv

※ 호흡량은 1.2 cc/hr 에서 1.1 cc/hr로 변경됐음. 

 

131Iodine이 섭취 되었고 1주일 후 계수기로 측정하였을 때 500,000 CPM, 측정기의 계수 효율은 15%,  
섭취잔류분율 (IRF)은 (공식) 
예탁유효선량 (CED), E(50)은?

정답:  
계수효율=참계수율/방사선 방출률 
현재 방사선 방출률 A(t)=A0×IRF=500000cpm/0.15 
예탁유효선량 환산계수 (e50, 단위:Sv/Bq ) 주어진다면,  
예탁유효선량은 
(5×?10?^5×60 Bq)/0.15×(e50,)/IRF

 

 IRF(t)=e⁻⁰⋅⁰⁰³⁵⁸ᵗ[0.255e⁻⁰⋅⁰⁰⁰⁴⁴⁴ᵗ - 0.255e⁻⁰⋅¹¹⁴ᵗ], 예탁유효선량 환산계수는 2.2x10⁻⁸Sv/Bq

 

실수로 131I 500MBq를 다른환자에게 주사했다. 예탁유효선량을 구하시오.  
(갑상선의 무게 20g, 유효반감기 11.4hr, B선 최대 에너지 600? keV)

풀이: 

예탹유효선량 구하는 공식 D=(D0/λ) x (1-e^(-λt))을 이용

λ=ln(2)/t=ln(2)/11.4hr

D=

 

D는 ?????????????????

갑상선의 조직가중치(WT)는 0.04

t는 성인의 경우 50년, 소아는 70년 적용