제4장
방사선방호에 사용하는 양
4.1. 서론
(100) 방사선피폭으로부터 선량을 평가하기 위해 특별한 선량계측량이 개발되어 왔다.
(101) ICRP 26(ICRP 1977)에서 방호량으로서 인체 장기와 조직의 선량당량dose equivalent과 유효선량당량effective dose equivalent이 도입되었다. 이 양들의 정의와 계산 방법이 ICRP 60(ICRP 1991b)에서 수정됨에 따라 등가선량equivalent dose과 유효선량effective dose이라는 양으로 되었다.
(102) 등가선량과 유효선량은 인체 조직에서 직접 측정할 수 없다. 따라서 방호 체계는 측정 가능하며, 등가선량과 유효선량을 평가할 수 있는 실용량operational quantities을 포함한다.
(103) 유효선량을 사용해야 하고 사용하면 안 되는 상황을 설명함에 주의도 필요하다. 조직 흡수선량이나 등가선량이 더 적절한 양인 상황도 있다.
4.2. 보건영향의 고려
(104) 낮은 선량 범위에서 방사선방호 목적은 일차적으로 방사선 유발 암과 유전질환으로부터 보호하는 것이다. 이러한 영향은 본성이 확률적이어서 문턱 없이 방사선량과 비례하여 빈도가 증가하는 것으로 보아야 한다(제3장 및 부록A 참조).
(105) 높은 선량, 특히 비상상황의 경우 방사선피폭으로 결정론적 영향(조직 반응)이 발생할 수 있다. 임상적으로 관찰할 수 있는 그러한 손상은 문턱선량을 초과하면 발생한다. 손상 정도는 흡수선량과 선량률, 방사선질(부록A와 부록B 참조), 조직 민감성에 의해 결정된다. 높은 LET 방사선에 의해 발생하는 조직반응의 생물학적효과비(RBE) 값은 일반적으로 낮은 선량의 확률론적 영향에 대한 RBE값보다 낮게 나타나며, 조직의 상대적 민감성도 차이가 있다. 등가선량과 유효선량은 높은 방사선량 정량화나 조직반응에 관련된 치료 필요성 판단에 사용하면 안 된다. 그러한 목적을 위한 선량은 흡수선량(Gy 단위)으로 평가해야 하며, 높은 LET 방사선(예를 들면, 중성자나 알파입자)이 개입된다면 해당 RBE를 가중한 흡수선량을 사용해야 한다(부록B 참조).
※ 상대적 생물학적 효과비(relative biological effectiveness; RBE)
방사선의 생물학적 효과를 나타내는 것으로 어떤 특정한 생물학적 영향을 유발하는 기준방사선의 방사선량과 평가방사선의 방사선량의 비를 말한다. 평가방사선의 선량이 작을수록 RBE는 큰 값을 갖는다.
RBE = 어떤 생물학적 효과를 내기 위한 기준방사선의 흡수선량 / 같은 생물학적 효과를 내기 위한 시험방사선의 흡수선량
RBE와 LET의 관계
LET 증가에 따라 (1) 생존곡선의 경사가 가파르게 되며, (2) 외삽치가 1에 가까워진다.
즉, 생존곡선의 어깨는 LET가 커짐에 따라 점차 작아진다.
보다 더 일반적인 형태로 RBE를 LET로 표현하면 아래와 같다.
LET가 증가함에 따라 RBE는 처음에 완만하지만 LET가 10 keV/㎛ 이상으로 되면 급속히 커진다. 그리고 100 keV/㎛ 에서는 거의 최고가 되며, 그 이상이 되면 RBE는 오히려 작아진다(Overkill, 과치사 효과).
LET와 OER
저 LET(X선, γ선)은 OER 2.5~3
LET가 커짐에 따라 OER은 처음에는 완만하지만, LET가 60 keV/㎛ 이상이 되면 급속히 작아지고, LET가 200 keV/㎛ 에서 1.0으로 된다.
RBE가 급속히 커지는 점과 OER이 급속히 작아지는 점이 같으며 LET가 약 100 keV/㎛ 인 곳이다.
방사선 방호체계에 적용된 이론
역치선량값 없는 선형비례가설인 LNT(Linear no therashold) 모델을 적용.
방사선 방호의 목적은 낮은 선량의 방사선 피폭에 대한 인체 유해성의 불확실성을 근거로 설정되어 있기 때문에 질병의 진단이나 치료에 사용되는 의료방사선 취급과정에서 받는 저선량-저선량률 방사선 피폭을 간과해서는 안 될 것이다.
선량 및 선량률 영향인자로 ICRP는 방사선 방호 목적에 사용하는 리스크 인자, 즉 저선량-저선량률에 관해 결정할 때 DDREF를 사용하여 보정하였다.
※ 선량-선량률 효과인자(Dose and Dose Rate Effectivenss Factor, DDREF)
고선량 및 고선량률로 피폭한 경우에는 저선량 및 저선량률로 피폭된 경우에 비해 선량-반응관계에서 그 영향이 약 2배 정도 높게 나타난다.
방사선발암에 관한 선량률 효과를 인간의 역학자료만으로는 추정이 어렵기 때문에 DDREF를 도입한 것으로, 방사선발암의 위험을 추정하 때 고선량·고선량률에서의 위험으로부터 저선량·저선량률의 위험을 추정할 필요가 있어 도입된 계수이다.
높은 선량률에서의 효과를 기준으로 하면 낮은 선량률에서 효과가 감소하는 것은 세포사와 발암도 같다. 낮은 선량률에서 효과가 감소하는 비율의 역수가 DDREF이다.
따라서 DDREF가 2라는 것은 저선량률에서의 효과가 고선량률의 1/2이 된다는 의미이다.
비교적 저선량 피폭 시의 위험률
DDREF (추정치 : 2~10 추정)
고선량·고선량률에서의 선량효과 관계의 경사와 저선량·저선량률에서의 그것과의 비로서 0.1 Gy/hr 이하의 저선량률, 0.2 Gy 이하의 저선량 피폭에 의한 risk를 추정하고 있다.
4.3. 선량 양
4.3.1. 흡수선량
(108) 흡수선량의 SI 단위는 J kg^-1이며, 이 단위의 특별 명칭은 그레이(Gy) 이다. 흡수선량은 측정할 수 있는 양이며, 값의 결정에 1차표준이 존재한다.
흡수선량의 SI 단위는 J kg^-1이며, 이 단위의 특별 명칭은 그레이(Gy) 이다.
등가선량의 단위는 J kg^-1이며, 이 단위의 특별 명칭은 시버트(Sv) 이다.
유효선량의 단위는 J kg^-1 이며, 그 특별 명칭은 시버트(Sv)이다.
4.3.2. 선량의 평균
(109) 실제 방호에 흡수선량을 사용할 경우 선량은 조직 전체에 대해 평균된다. 낮은 선량의 경우, 특정 장기나 조직에 평균한 흡수선량 평균값은 방사선방호 목적에서 해당 조직의 확률론적 영향의 방사선위해와 충분한 정확도로 상관된다고 가정한다. 조직이나 장기의 흡수선량을 평균하고 인체의 다양한 장기와 조직에 대한 가중치를 적용한 평균선량을 합산하는 것은 낮은 선량에서 확률론적 영향을 제한하는 데 사용하는 방호량을 정의하는 기반이 된다. 이 접근은 LNT모델에 기초하며, 따라서 외부피폭과 내부피폭에서 발생하는 선량을 합산할 수 있다.
(110) 극단적인 국부피폭의 경우, 장기나 조직의 평균선량이나 유효선량이 선량한도 미만일 경우에도 조직 손상이 발생할 수 있다. 낮은 투과력을 갖는 방사선피폭의 경우, 예를 들면 국부적 피부 선량의 경우, 이를 위한 특별 한도를 고려해야 한다.
4.3.3. 등가선량과 방사선가중치
(112) 장기나 조직에서 방호량인 등가선량 HT는 다음과 같이 정의된다.
여기서 WR은 방사선 R의 방사선가중치이다. 관련된 모든 종류의 방사선에 대해 합산한다. 등가선량의 단위는 J kg^-1이며, 이 단위의 특별 명칭은 시버트(Sv) 이다.
(113) 방사선가중치(WR)값은 다양한 방사선의 생물학적효과비(RBE)에 주로 기초했다.
(114) 현행 권고에 주어진 중성자와 양성자의 WR 값은 ICRP 60의 값과 다르다(아래 설명 및 부록B 참조). WR 수치는 체내 방사성핵종에서 방출되거나 인체에 입사하는 방사선의 종류와, 중성자의 경우 에너지에 대해 명시된다(표2).
(119) 양성자와 파이온. 양성자에 의한 피폭을 고려할 때 실제 방사선방호에는 외부 방사선원만 중요하다. 우주 방사선장이나 고에너지 입자가속기 근처 방사선장의 양성자 성분은 매우 높은 에너지 양성자가 대부분을 차지한다. 낮은 에너지에서 생물학적 효력이 증가함을 고려하더라도 수 MeV 에너지를 가지는 양성자는 중요하지 않다. 10 MeV 이상 고에너지 양성자에 대한 방사선생물학적 데이터에 근거하여, 모든 에너지 양성자에 대해 단일 WR값을 채택하는 것은 방사선방호 목적에서 충분히 정확한 것으로 판단된다. 조직에서 10 MeV 양성자의 비정은 1.2 mm이며 에너지가 낮아지면 함께 감소한다. 이러한 양성자는 피부에서 흡수된다(부록B). 외부 양성자 방사선에 대한 단일 방사선가중치 2를 일반 용도로 사용할 것을 권고한다(ICRP 2003c). 이 가중치는 ICRP 60(ICRP 1991b) 에서 권고한 값 5를 대체한다.
(121) 알파입자. 사람은 흡입한 라돈 자손핵종이나, 섭취한 플루토늄, 폴로늄, 라듐, 토륨 또는 우라늄 동위원소 등 알파입자 방출 핵종과 같은 내부 방사체로부터 알파입자를 피폭할 수 있다.
(122) 알파 방출 방사성핵종 섭취로부터 선량과 위험 평가치의 불확실성이 큼에도 불구하고, 가용한 사람과 동물실험 데이터는 RBE가 고려하는 생물학적 종점에 따라 달라짐을 보인다. 제한적인 사람 데이터로부터 제시된 알파입자 RBE 값은 폐암이나 간암에서 약 10-20이며 골수암과 백혈병에서는 그 보다 낮다. 가용한 데이터와 알파입자 WR 선택에 관한 판단은 ICRP 92(ICRP 2003c)에서 검토되었다. 근래 데이터가 알파입자 방사선가중치를 변경할 명백한 증거로서는 불충분함에 따라 ICRP 60(ICRP 1991b)에서 채택한 WR값 20을 유지한다.
4.3.4. 유효선량과 조직가중치
(125) ICRP 60(ICRP 1991b)에서 도입된 유효선량 E는 조직 등가선량의 가중 합으로 정의된다.
여기서 WT는 조직 T의 조직가중치이며 ∑WT는 1이 된다. 합산은 인체에서 확률론적 영향 유발에 민감한 것으로 간주되는 장기와 조직 전체에 대해 이루어진다. WT값은 확률론적 영향으로 인한 전체적인 방사선 위해에 대한 개별 장기와 조직의 기여를 나타내도록 선정되었다. 유효선량의 단위는 J kg^-1 이며, 그 특별 명칭은 시버트(Sv)이다. 이 단위는 등가선량과 유효선량은 물론 실용량에서도 동일하다(소절4.3.7 참조). 따라서 사용하는 양을 명확히 기술하였는지 주의를 기울여야 한다.
(128) 잔여조직 WT값(0.12)은 표3의 각주에 수록된 각 성별로 13개 장기나 조직의 산술평균에 적용한다. ICRP 60(ICRP 1991b)에서 잔여조직 취급에 사용한 소위 ‘분할규칙’은 더 이상 사용하지 않으며, 따라서 유효선량이 덧셈성을 갖는다.
??? 분할규칙이 뭐지?
조직가중치 중 잔여조직에 해당하는 것은?
A. 콩팥 B. 유방 G. 식도 M. 간
정답:
4.3.5. 유효선량의 결정
기준모의체
(129) 등가선량 및 유효선량은 실제로 측정할 수 있는 양이 아니다. 직무피폭에서는 그 값들은 실용량을 사용하는 방사선감시로 결정된다(소절4.3.6 참조).
(130) 이 모의체는 단층영상에 바탕을 두며(Zankl 등 2005) 3차원 체적소voxel로 구성된다.
유효선량을 위한 성 평균
(132) 방사선방호 목적을 위해, 각 성에 대해 단일 유효선량 값을 적용하는 것이 유용하다(제33항 참조). 표3의 조직가중치는 남녀 유방, 고환과 난소(생식선: 발암 및 유전영향)를 포함한 모든 장기와 조직에 대한 성과 연령 평균값이다. 이러한 평균화 접근법의 적용은 방사선방호에서 유효선량 결정에 한정되며, 특히 개인 위험 평가에는 사용될 수 없음을 시사한다.
(133) 잔여조직 등가선량은 표3의 각주에 수록된 조직들의 등가선량을 산술평균하여 계산한다.
4.3.6. 실용량operational quantities
(135) 인체 관련 방호량인 등가선량과 유효선량은 실제로 측정 가능한 양이 아니다. 따라서 조직이나 장기의 유효선량 또는 평균 등가선량의 측정이나 감시에는 실용량을 사용한다.
(136) ICRU는 외부피폭에 대한 지역감시 및 개인감시를 위한 실용량을 정의하였다(부록B 참조). 지역감시를 위한 실용량은 주위선량당량ambient dose equivalent H *(10) 및 방향성선량당량directional dose equivalent H'(0.07,Ω)이다. 개인감시를 위한 실용량은 몸체 특정 점 아래 ICRU조직 내 적정 깊이 d에서 선량당량인 개인선량당량personal dose equivalent Hp(d)이다. 특정 점은 일반적으로 개인선량계를 패용한 부위이다. 유효선량 평가를 위해 깊이 d=10 mm인 Hp(10)을 선정하며, 피부와 손발에 대한 선량 평가를 위해서는 깊이 d=0.07 mm인 개인선량당량 Hp(0.07)사용된다. 거의 감시하지는 않지만 눈의 수정체 선량을 위해 깊이 d=3 mm가 제안되었다. 그러나 실제로 Hp(3)은 거의 감시하지 않으며, 대신 Hp(0.07) 를 수정체 감시목적으로 이용할 수 있다. 실용량은 측정 가능한 양이며, 방사선 감시 측정기는 이 양으로 교정된다. 일상감시의 경우, 이러한 실용량 값은 특히 그 값이 방호 한도 미만일 경우 각각 유효선량과 피부선량을 충분히 정확하게 평가하는 것으로 간주된다.
(137) 내부피폭에 대한 등가선량이나 유효선량 평가를 제공하는 실용량은 정의되지 않았다. 일반적으로 인체 내부에 존재하는 방사성핵종을 다양한 방법으로 측정하며, 생물역동학 모델을 사용해 방사성핵종 섭취량을 평가한다. 등가선량이나 유효선량은 ICRP가 권고하는 기준 선량계수(단위 섭취 당 선량, SvBq^-1)를 사용해 섭취량으로부터 계산된다(부록B 참조).
방사선작업종사자가 방사선에 노출되었다. Hp(10) 15 mSv, 226Ra 체내섭취 40 mSv, Hp(0.07) 400 mSv과 같을 때, 연간 유효선량 계산하시오.
정답:
(1) Hp(10) = 15 mSv
유효선량 평가를 위해 깊이 d=10 mm인 Hp(10)을 선정하며, 피부와 손발에 대한 선량 평가를 위해서는 깊이 d=0.07 mm인 개인선량당량 Hp(0.07)사용된다.
(2) 226Ra = 40 mSv x 1 x 0.12 = 4.8 mSv
향골성 핵종
- 32P, 45Ca, 59Fe, 90Sr(β) , 226Ra(β) , 219Pu
- 반감기가 길고, 뼈의 성장이 왕성한 부분에 침착되어 뼈 성장을 방해하고, 골수를 피폭하여 조혈기관 장해를 발생시킨다.
결정장기
- 갑상선 : 131I(β), 211At(α)
- 적혈구 : 59Fe, 56Fe
- 전신 : 24Na, 3H, 58Co, 60Co, 137Cs
- 폐 : 210Po, 63Ni, Th, Rn(α)
- 신장 : 238U
- 소화관 : 60Co
(3) Hp(0.07)
4.4. 방사선 피폭평가
4.4.1. 외부 방사선피폭
(138) 외부 선원 방사선에 의한 피폭선량 평가는 일반적으로 인체에 패용하는 개인선량계를 사용하는 개인감시로 수행되거나, 전망적 평가의 경우 예를 들면 H *(10)을 측정하거나 평가하여 적절한 환산계수를 적용함으로써 이루어진다. 개인감시를 위한 실용량은 Hp(10) 과 Hp(0.07) 이다. 만약 개인선량계를 피폭하는 인체의 대표 부위에 패용했다면, 낮은 선량과 균일한 전신피폭이라는 가정 아래서 Hp(10) 값은 방사선방호 목적에 충분히 정밀한 유효선량 값을 제공한다.
4.4.2. 내부 방사선피폭
(140) 인체에 함유된 방사성핵종은 물리적 반감기와 체내 생물학적 잔류에 의하여 결정되는 시간 동안 조직에 방사선을 조사한다. 그러므로 섭취 후 몇 개월이나 몇 년 동안 인체 조직에 선량을 부여할 수 있다. 방사성핵종 노출과 장기간에 걸친 방사선량 누적을 규제할 필요성으로부터 예탁선량committed dose quantities 이 정의되었다. 체내 방사성핵종으로부터 예탁선량은 일정 기간에 피폭할 것으로 예상되는 총 선량이다. 조직이나 장기 T의 예탁등가선량committed equivalent dose HT(T)는 다음과 같이 정의된다.
여기서 T는 섭취 시점 t0 이후의 적분시간이다. 예탁유효선량committed effective dose E(T)는 다음과 같이 된다.
(141) ICRP는 선량한도 준수 적용에서 예탁선량을 섭취가 발생한 연도에 배정할 것을 계속 권고한다. 종사자의 경우 예탁선량은 일반적으로 섭취 후 50년 기간 동안 평가된다. 예탁 기간 50년은 노동력으로 진입하는 젊은 종사자의 예상 종사수명으로 ICRP가 판단한 어림값이다. 방사성핵종 섭취에 의한 예탁유효선량은 일반인에 대한 전망적 선량 평가치로도 사용된다. 이 경우 성인에게는 50년의 예탁 기간이 권고된다. 유아와 아동에 대해서는 70세까지 선량을 평가한다.
4.4.3. 직무피폭
(144) 외부 방사선에 대한 직무피폭 감시에서 개인선량계는 개인선량당량 Hp(10)을 측정한다. 이 측정값은 전신의 고른 피폭을 가정하여 유효선량 평가치로 채택된다. 내부피폭에서는 예탁유효선량은 일반적으로 생물분석bioassay 측정이나 다른 양(체내 잔류 방사능 또는 일일 배설물의 방사능)으로부터 얻은 방사성핵종 섭취량 평가로부터 결정된다. 방사선량은 권고된 선량계수를 사용해 섭취량으로부터 구한다(부록B 참조).
(145) 외부 방사선 및 방사성핵종 섭취로 인한 직무피폭 평가로부터 얻은 선량은 선량한도나 제약치와 부합성을 입증하기 위해 다음 식을 사용해 합쳐서 총 유효선량 E값으로 나타낸다.
여기서 Hp(10)는 외부피폭에 의한 개인선량당량이며 E(50)은 내부피폭에 의한 예탁유효선량으로 다음과 같이 평가된다.
여기서 ej,inh(50)은 방사성핵종 j의 흡입에 의한 섭취 방사능의 예탁유효선량계수, Ij,inh는 흡입에 의한 방사성핵종 j의 방사능 섭취량, ej,ing(50)은 취식에 의한 방사성핵종 j의 섭취 방사능의 예탁유효선량계수, Ij,ing는 섭취에 의한 방사성핵종 j의 방사능 취식량이다. 구체적 방사성핵종의 유효선량 계산에서는 인체로 들어오는 물질의 특성을 고려해야 할 수도 있다.
(148) 약한 투과력을 갖는 방사선이 외부피폭에 상당히 기여하는 드문 경우, 유효선량 평가를 위해 식(4.10)에 다른 항을 추가하여 유효선량에 대한 피부선량 기여를 고려해야 한다(부록B 참조).* 라돈 동위원소(주로 라돈-222)와 그 붕괴 생성물에 의한 방사선량도 전체 선량평가에 고려할 필요가 있을 수 있다(ICRP 1993a).
*<역주> Hp(10)에는 투과력이 약한 방사선(예: 베타)에 의한 얕은 위치에 있는 조직(예: 피부) 의 선량을 적절히 반영하지 않는다. 가령 어떤 종사자의 선량계에서 측정된 Hp(10)이 1.2 mSv 이고 같은 종사자가 같은 감시기간에 베타 핵종의 피부오염으로 50 mSv의 피부선량을 받았다면 이 종사자의 유효선량은 1.2+50x0.01=1.7 mSv로 산출되어야 함을 의미한다.
(149) 항공승무원 피폭처럼 개인선량계로 개인감시를 수행하지 않는 상황에서 유효선량 평가는 주위선량당량 H*(10) 값으로부터 얻을 수도 있다. 방사선장데이터로부터 유도된 적절한 인자를 사용하여 계산하거나 데이터로부터 직접 유효선량을 계산할 수도 있다.
21707. 방사선작업종사가 평가시, 내부피폭과 외부피폭이 어떻게 유효선량한도 기준에 부합하는지 평가하는지 기술하시오. 또한 피부오염 등 국소피폭시, 피부피폭량 (Hskin)의 유효선량 기여분을 계산하는 식을 쓰시오
정답:
(145) 외부 방사선 및 방사성핵종 섭취로 인한 직무피폭 평가로부터 얻은 선량은 선량한도나 제약치와 부합성을 입증하기 위해 다음 식을 사용해 합쳐서 총 유효선량 E값으로 나타낸다.
여기서 Hp(10)는 외부피폭에 의한 개인선량당량이며 E(50)은 내부피폭에 의한 예탁유효선량으로 다음과 같이 평가된다.
여기서 ej,inh(50)은 방사성핵종 j의 흡입에 의한 섭취 방사능의 예탁유효선량계수, Ij,inh는 흡입에 의한 방사성핵종 j의 방사능 섭취량, ej,ing(50)은 취식에 의한 방사성핵종 j의 섭취 방사능의 예탁유효선량계수, Ij,ing는 섭취에 의한 방사성핵종 j의 방사능 취식량이다. 구체적 방사성핵종의 유효선량 계산에서는 인체로 들어오는 물질의 특성을 고려해야 할 수도 있다.
(148) 약한 투과력을 갖는 방사선이 외부피폭에 상당히 기여하는 드문 경우, 유효선량 평가를 위해 식(4.10)에 다른 항을 추가하여 유효선량에 대한 피부선량 기여를 고려해야 한다(부록B 참조).* 라돈 동위원소(주로 라돈-222)와 그 붕괴 생성물에 의한 방사선량도 전체 선량평가에 고려할 필요가 있을 수 있다(ICRP 1993a).
*<역주> Hp(10)에는 투과력이 약한 방사선(예: 베타)에 의한 얕은 위치에 있는 조직(예: 피부) 의 선량을 적절히 반영하지 않는다. 가령 어떤 종사자의 선량계에서 측정된 Hp(10)이 1.2 mSv 이고 같은 종사자가 같은 감시기간에 베타 핵종의 피부오염으로 50 mSv의 피부선량을 받았다면 이 종사자의 유효선량은 1.2+50x0.01=1.7 mSv로 산출되어야 함을 의미한다.
방사선작업종사자가 방사선에 노출되었다. Hp(10) 15 mSv, 226Ra 체내섭취 40 mSv, Hp(0.07) 400 mSv과 같을 때, 연간 유효선량 계산하시오.
정답:
(1) Hp(10) = 15 mSv
유효선량 평가를 위해 깊이 d=10 mm인 Hp(10)을 선정하며, 피부와 손발에 대한 선량 평가를 위해서는 깊이 d=0.07 mm인 개인선량당량 Hp(0.07)사용된다.
(2) 226Ra
= 40 mSv/λeff x (1 - e^-λt) x 1 x 0.12
(3) Hp(0.07) = 400 mSv x 0.01 = 4 mSv
(148) 약한 투과력을 갖는 방사선이 외부피폭에 상당히 기여하는 드문 경우, 유효선량 평가를 위해 식(4.10)에 다른 항을 추가하여 유효선량에 대한 피부선량 기여를 고려해야 한다(부록B 참조).* 라돈 동위원소(주로 라돈-222)와 그 붕괴 생성물에 의한 방사선량도 전체 선량평가에 고려할 필요가 있을 수 있다(ICRP 1993a).
*<역주> Hp(10)에는 투과력이 약한 방사선(예: 베타)에 의한 얕은 위치에 있는 조직(예: 피부) 의 선량을 적절히 반영하지 않는다. 가령 어떤 종사자의 선량계에서 측정된 Hp(10)이 1.2 mSv 이고 같은 종사자가 같은 감시기간에 베타 핵종의 피부오염으로 50 mSv의 피부선량을 받았다면 이 종사자의 유효선량은 1.2+50x0.01=1.7 mSv로 산출되어야 함을 의미한다.
4.4.4. 일반인 피폭
(150) 일반인에 대한 유효선량 평가를 위한 기본 원칙은 종사자에게 적용되는 원칙과 동일하다.
4.4.5. 환자의 의료피폭
(151) 환자 피폭과 위험-이득 평가를 계획하는 데 적합한 양은 조사되는 조직의 등가선량이나 흡수선량이다. 환자 피폭선량을 평가하는 데 유효선량을 사용하는 것은 심각한 한계가 있음을 의료피폭을 정량화할 때 고려해야 한다. 유효선량은 여러 진단절차에 대해 선량을 비교하거나, 다른 병원과 국가에서 사용하는 유사한 기술과 절차를 비교, 또는 동일한 의학검사에 다른 기술의 사용을 비교하는 데만 가치가 있다.
(152) 특히 X선 진단처럼 장기나 조직의 일부만 피폭하거나 매우 불균질한 피폭일 경우 환자 의료피폭에 대한 유효선량 평가와 해석은 문제 소지가 매우 많다.
4.4.6. 유효선량의 적용
(153) 종사자와 일반인을 위한 방사선방호 모두에서 주요하고 일차적인 유효선량 용도는 다음과 같다.
- 방호 계획과 최적화를 위한 전망적 선량평가.
- 선량한도 준수를 입증하거나 선량제약치 또는 참조준위와 비교를 위한 소급적 선량평가.
(154) 따라서 세계적으로 유효선량이 규제목적으로 사용된다. 실제 방사선방호 적용에서, 종사자와 일반인의 확률론적 영향 위험을 관리하기 위해 유효선량을 사용한다. 외부피폭에서 유효선량이나 해당 환산계수 및 내부피폭에서 선량계수의 계산은 흡수선량, 가중치(WR 및 WT) 및 인체나 장기, 조직의 기준값에 근거한다. 유효선량은 개인 데이터에 기초하지 않는다(부록B 참조). 일반적 적용의 경우 유효선량은 개인 고유 선량을 제공하는 것이 아니라 주어진 피폭상황에 있는 기준인에 대한 선량을 제공한다.
(156) 선량한도를 상당한 수준으로 초과할 가능성이 있는 특정 개인의 선량을 소급적으로 평가함에 있어, 유효선량은 전체적 위해에 대한 대략적 초기 척도를 제공할 수 있다. 방사선량과 위험을 보다 정확한 방법으로 평가해야 할 필요가 있는 경우, 더 구체적인 장기나 조직의 선량 평가치가 필요한데, 특정 개인의 장기 고유 위험이 필요하다면 더욱 그러하다.
(157) 유효선량은 기준값에 바탕을 둔 방호량으로 사용하기 위한 것이므로 역학적 평가에는 권고되지 않으며, 개인의 피폭 및 위험에 대해 상세하고 구체적인 소급적 조사에 사용되어서는 안 된다. 대신, 가장 적절한 생물역동학적, 생물학적 효력 및 위험인자 데이터와 함께 흡수선량을 사용해야 한다. 피폭자에게서 암 발병 확률 평가에는 유효선량이 아닌 장기나 조직 선량이 필요하다.
(158) 유효선량 사용은 조직반응 평가에 적합하지 않다. 그러한 상황에서는 흡수선량을 평가하고, 방사선 영향평가를 위한 기초로 적절한 RBE를 고려할 필요가 있다(부록B 참조).
4.4.7. 집단 유효선량
(159) ICRP는 방사선방호 최적화 목적을 위해 주요 직무피폭 상황에 대해 집단선량 양을 도입했다(ICRP 1977, 1991b). 집단선량은 한 그룹의 모든 개인이 주어진 기간에 받은 피폭, 또는 지정 방사선 구역에서 그룹이 수행한 특정 운영으로 받는 모든 피폭을 고려한다. 실제로 집단 등가선량은 특수한 상황에서만 사용된다. 따라서 ICRP는 현행 권고에서 집단유효선량 양에 대해서만 논의한다. 집단유효선량 S(ICRP 1991b)는 고려하는 일정한 기간 또는 작업에 대해 모든 개인 유효선량의 합으로 계산된다. 집단유효선량 양에 사용하는 단위의 특수 명칭은 '인-시버트man sievert'이다. 최적화 과정에서 다양한 방사선방호 수단과 운영 시나리오를 예상 개인 유효선량 및 집단유효선량으로 비교한다.
(160) 집단유효선량 S는 확률론적 영향에 대한 문턱 없는 선형 선량-영향 관계(LNT 모델) 가정에 기초한다. 이러한 조건에서 유효선량은 덧셈성이 있는 것으로 간주된다.
(161) 집단유효선량은 방사선 기술이나 방호 절차들을 비교하기 위한 최적화의 한 도구이다. 집단유효선량은 역학연구에 사용하려는 도구가 아니며, 따라서 위험 투사에 사용하는 것은 적합하지 않다. 집단유효선량 계산의 묵시적 가정(예를 들면 LNT 모델을 적용할 경우)이 생물학적 및 통계적으로 큰 불확실성을 숨기고 있기 때문이다. 특히 사소한 피폭을 대규모 집단에 적용한 집단유효선량에 기초한 암 사망 계산은 타당하지 않으며 피해야 한다. 집단유효선량에 기초한 그러한 계산은 결코 의도한 바가 아니며, 생물학적으로나 통계학적으로 불확실성이 매우 크고, 전후 관계를 무시하고 평가치를 인용할 때 재현성이 없는 많은 단서를 전제로 하며, 집단유효선량이라는 방호량을 그르게 사용하는 것이다.
21307. 후쿠시마 원전으로 인해 우리나라 국민이 피폭될 수 있는 0.1 mSv/year 이하의 방사선량도 암 발생에 영향을 미치므로 위험하다는 일부 주장의 합리성에 대해 논하라.
정답:
집단유효선량collective effective dose은 최적화를 위한 도구로서 주로 직무피폭occupational exposure에서 방사선 기술이나 방호절차들을 비교하는 데 사용한다. 집단유효선량은 역학적 위험 평가의 도구로 사용하기 위한 것이 아니며, 따라서 위험 예측에 사용하는 것도 적합하지 않다. 장기간에 걸친 아주 낮은 개인선량을 합산하는 것은 부적절하며, 특히 사소한 개인선량을 합산하여 얻은 집단유효선량을 근거로 암 사망자 수를 계산하면 안 된다.
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