방사선 방호에 적용된 이론
등가선량(방사선가중치), 유효선량(조직가중치)
1997년 ICRP는 확률론적 영향을 관리하기 위해 인체의 다양한 조직 및 장기 선량당량의 가중 합으로 정의하며, 가중치를 '조직가중치'로 명명했다.
1990년 ICRP는 방호 목적을 위해 조직이나 장기 전체에 평균한 흡수선량을 기본선량으로 정의했으며, 생물학적 영향이 LET에만 지배되지 않는다는 사실을 감안해, 선량당량 계산에 사용하는 선질계수 대신 낮은 선량에서 확률론적 영향 유바라과 관련한 RBE에 기초한 '방사선가중치'를 사용하기로 결정했다. 이렇게 도출된 양을 선량당량과 구별하기 위해 ICRP는 이 새로운 선량을 '등가선량'으로 명명했다. 그에 따라 유효선량당량은 '유효선량'으로 개명되었다.
등가선량(equivalent dose)
- 결정적 영향 발생 방지 목적
- 인체의 피폭선량을 나타낼 때 흡수선량에 해당 방사선의 방사선가중치를 곱한 양
- 방사선가중치는 생물학적 효과비(RBE) 고려
유효선량(effective dose)
- 확률적 영향 발생 제한(감소) 목적
- 인체 내 조직 간 선량분포에 따른 위험 정도를 하나의 양으로 나타내기 위함
- 각 조직의 등가선량에 해당조직의 조직가중치를 곱하여 피폭한 모든 조직에 대해 합산한 양
※ 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.
http://kocw-n.xcache.kinxcdn.com/data/document/2020/hanseo/kimkeebog0811/4.pdf