제1장 원자력이론 - 4. 주관식 문제 (3)

453. 상대적 생물학적 효과비(RBE)에 대하여 간략히 기술하시오.

• 방사선의 종류가 다르면 물리학적으로는 같은 에너지양이라 해도 그 생물학적효과는 다르다. 이러한 개념에서 일정량의 감마선을 기준으로 해서 각 방사선에 의하여 생물학적 효과를 비교한 것이다.

 
459. Milking의 원리에 대해 설명하고 장점을 3가지 이상 기술하시오.

• 방사평형에 있는 딸핵종을 분리하는 간단한 조작으로써 딸핵종을 어미핵종에서 분리 후 일정한 시간이 경과되면 다시 방사평형에 도달하므로, 딸핵종을 다시 분리하는 것을 밀킹이라 하며 그 장치를 Cow system 또는 RI Generator라고 한다.
• 밀킹의 장점은
• 1) 무담체 RI를 원자로나 가속기로부터 멀리 있는 곳에서 사용
• 2) 딸핵종의 반감기를 어미핵종의 반감기로 늘려쓰는 효과
• 3) 어미핵종의 긴 반감기를 이용 재차 딸핵종 채취 가능
• 4) 희망하는 시간에 RI 획득
• 5) 만족스러운 화학적, 방사화학적 순도

 
460. 선에너지전달(LET)이 커지면 상대 생물학적 효과비(RBE)는 어떻게 되는지 기술하시오.

• 방사선에 의한 생물학적 효과의 정도는 흡수된 에너지에 의한다. 그러나 LET가 다르면 동일한 흡수선량이라 하더라도 생물학적 효과가 달라진다.
• 따라서 RBE는 다음과 같이 표시할 수 있다.
• RBE = 어떤 효과를 얻는데 필요한 기준 방사선의 흡수선량 / 같은 효과를 얻는데 필요한 시험 방사선의 흡수선량
• 기준 방사선으로는 X, γ선을 주로 사용하며 RBE는 환경조건에 따라 크게 달라질 수 있다. 일반적으로 LET가 커지면 상대 생물학적 효과비(RBE)는 커지는데, 약 100 ~ 150 keV/㎛까지 증가하다가 감소하기 시작한다.

 
461. 선에너지전달(LET)과 생물학적효과비(RBE)와의 관계를 기술하시오.

• LET는 전리 방사선이 물질 속을 통과할 때 비정의 단위 길이 당 평균으로 잃어버리는 에너지를 의미한다. 방사선에 피폭한 경우에 같은 흡수선량이라도 방사선의 종류, 에너지의 차이에 의하여 생물에 미치는 효과는 양적으로 차이가 있다. 그 차이를 비율로 나타낸 것이 생물학적 효과비(RBE)이다.
• 일반적으로 LET가 증가하면 RBE값도 증가한다. 그러나 100 keV/㎛ 이상의 고LET에서는 overkilling 효과로 인해 RBE가 줄어들게 된다.

462. 인체조직 및 장기의 방사선 감수성에 대하여 설명하시오.

• 높은 조직 : 생식선, 골수, 임파조직, 비장, 흉선
• 중간 조직 : 표피, 장상피, 눈
• 낮은 조직 : 간장, 근육, 결합조직, 혈관, 지방조직, 신경조직

  
464. 방사선의 생물학적효과에 영향을 주는 물리적요인에 대하여 설명하시오. 

•  전신 또는 부분조사, 선량률, 산소, 온도

 
466. 다음 용어를 정의하시오.
(1) 유효반감기

• 유효반감기(Te) : 인체에 방사성물질이 흡수되면 방사성물질의 물리적 반감기와 생물학적 대사에 의해 체내의 방사성물질의 양이 줄어든다. 체내의 방사성물질이 붕괴나 대사에 의하여 1/2로 되는데 걸리는 시간을 유효반감기라고 하며, 생물학적 반감기(Tb)와 물리학적 반감기(Tp)와는 다음의 관계가 있다.
• 1/Te = 1/Tp + 1/Tb

(2) bone seeker

• bone seeker란 내부 피폭 시 뼈에 모이기 쉬운 향골성 핵종을 말하는데 32P, 45Ca, 239Pu, 226Ra, 90Sr 등이 그 예이다. 향골성핵종들은 방사선 생물학이나 방사선 의학적으로 중요한 의미를 가지는데 그 이유는 대체적으로 유효반감기가 길고, 뼈의 성장이 왕성한 부분에 침착되어 뼈의 성장을 저해하며, 골수에 조사되는 조혈기 장해를 일으키기 때문이다.

 
467. 방사선장해의 4대 특징을 설명하시오.

• 장해의 지발성
• 피폭의 무지각성
• 임상경과의 복잡성(변형의 다양성)
• 증상의 비특이성

 
468. 확률적 영향과 결정적 영향을 설명하시오.

결정적 영향	확률적 영향
단기간에 고선량 피폭으로 인한 세포사 또는 급성반응에서 기인하는 영향이다.	세포의 돌연변이나 세포유전의 결과로 발생 가능한 영향이다.
일정선량 이하에서는 영향의 정도가 임상적으로 중요하지 않는 발단선량이 존재한다.	발단선량에 무관하게 선량에 비례하는 위험이 있다.
피폭과 영향발현의 인과관계가 필연적이다.	영향의 발현은 우연적(확률적)이다.
급성이며 증상의 특이성이 있다.	지발성이며 다른 원인에 의한 발병과 구분이 불가능하다.
선량을 발단치 이하로 유지하면 방지가 가능하다.	합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지하여 최소화한다.
사고피폭이나 방사선 치료시 주의해야 한다.	저선량, 장기간 피폭으로 인하여 발병할 수 있다. (암, 백혈병, 유전결함)

 
473. 방사선의 생물학적 효과에 영향을 미치는 물리적, 생물학적, 화학적 요인을 기술하시오.
1) 물리적 요인

• 흡수선량 : 방사선장해의 지배인자로 인체의 장해는 흡수선량에 직접적으로 비례한다.
• 흡수선량률 : 세포는 회복 또는 재생능력이 있어서 단시간에 받아서 치명적일 수 있는 선량준위도 장기간 나누어 피폭되면 중대한 장해를 받지 않을 수 있다.
• 선량분포 : 동일한 선량이 어떤 장기나 조직에 균등하게 피폭되었을 때보다는 그 장기의 일부에 집중하여 피폭되면 방사선장해발생 가능성이 더 커진다.
• 피폭범위 : 피폭되는 부위가 전신인지 또는 일부 장기/조직인지에 따라 장해의 영향은 다르다.
• 선질 : 방사선의 종류와 에너지에 따라 흡수선량에 따른 등가선량이 달라지므로 장해발생의 위험도 다르다.

2) 생물학적 요인

• 방사선 감수성 : 신체의 방사선 감수성은 세포나 장기/조직의 종류에 따라 다르다. 또한 세포분열 중에 방사선피폭을 받았을 경우 감수성이 높으므로 세포분열 빈도가 높을수록 방사선 감수성은 커진다.
• 연령 : 연령이 어릴수록 방사선감수성이 높다.
• 생물종 및 유전적 계통 : 동물의 종류에 따라 방사선 감수성이 다르며 보통 하등동물일수록 방사선감수성이 낮다. 또한 동종의 동물일지라도 유전적인 계통에 따라 다르다.
• 기타 성별이나 건강상태에도 영향을 받는다.

3) 화학적 요인

• 방사성방호물질
• 방사선조사 중에 생체에 산소가 많이 존재할수록 감수성이 높으며 온도가 낮을수록 방사선 감수성이 낮다.

(참고) 체내피폭의 경우에는 위의 인자 외에 다음의 영향을 받는다.

• 방사성핵종의 침착부위 : 방사성핵종은 친화도에 따라 장기나 조직에 침착하는 정도가 달라지므로 핵종에 따라 방사선장해도 다르게 나타난다.
• 유효반감기 : 인체에 들어온 방사성물질은 인체대사(생물학적 반감기)나 물리적인 붕괴(물리적 반감기)에 의해 그 양이 줄어들게 되는데 이에 따라 장해의 정도도 변한다.
• 방사성핵종의 물리화학적 특징 : 체내에 들어오는 방사성핵종들은 입자크기, 수용성이나 화학형에 따라 체내친화 또는 침투부위가 달라질 수 있어 장해에 영향을 미친다.

 
474. 세포의 표적이론과 세포의 생존곡선에 대해 설명하시오.

• 세포의 표적이론 : 세포 내에는 일정 수의 표적이 존재하며, 모든 표적이 방사선에 의해 hit 될 경우 세포는 죽게되며, 반대로 hit가 되지 않을 경우 생존한다고 판단하는 것으로써, 표적이 적중되지 않을 확률을 e^-vD라 하면 적중될 확률은 1 - e^-vD이다.(D는 선량)
• 세포의 생존곡선에는 n, Dq, D0 인자가 존재하며, 이들의 관계는 logen = Dq/D0 이다.
• n은 저LET선의 생존곡선 직선부분 외삽한 점
• Dq는 생존률이 1인 선과 만나는 선량
• D0는 평균치사선량으로 생존율이 37%인 선량
• n은 방사선에 의해 정해지는 상수로 Dq와 비례하며, D0가 낮을수록 방사선으로 인해 세포가 죽기 쉬우며, 세포의 방사선감수성은 D0와 n값이 작을수록 높다.