공부하고 정리하고

급성영향의 선량별 영향과 만성영향에 대해서 소개하려고 해요. 저번 시간에 결정적 영향과 확률적 영향을 소개했었죠?
지금부터 하는 이야기는 여기에 연장선에 있습니다. 급성영향과 만성영향이 존재하는데 급성은 피폭 후 1~2개월 이내 만성은 그 이후에 영향이 나타나는 것을 말합니다.

우선 만성영향은 확률적 영향에 따른 결과입니다.

어떤 식으로 발생을 하는가?

방사선은 유기체에 직접작용을 하거나 물 분자를 전리시켜서 손상을 입히는 간접작용이 존재합니다. 만성영향의 경우는 간접작용에 해당합니다. 이로 인해 정상 세포가 방사선에 피폭되어 손상을 입었다면 그 후 생물학적 과정을 통해 손상이 복구되나 안 될 가능성도 있습니다. 이 손상당한 세포가 촉진물질과 접촉해 종양이 생긴다고 합니다.
만성영향으로 보통 노화, 암 발생 확률 증가. 수명 단축, 유전 변형 같은 영향을 불러옵니다.

이번에는 급성 영향입니다.

어떤 식으로 발생을 하는가?

유기체를 직접 파괴하는 직접작용으로 작용합니다.
이 영향으로 고 방사선에서는 급성 방사선 증후군이 나타나게 됩니다. 저번 포스팅에서 1Sv는 매우 큰 에너지라고 말씀드렸었죠? 그걸 기준으로 보시면 이해하기 편할 것입니다.

이보다 높은 선량은 100% 사망합니다. 약 9~10Sv 정도를 받게 되면 소화기관의 장애가 생기는 위장증후군으로 2~5일 만에 사망에 이른다고 합니다. 그리고 100Sv를 받게 되면 중추신경에 손상이 일어나 피폭후 5~6시간이 지나면 혈관염, 유종, 뇌막염등의 질병이 발생해 사망한다고 합니다. 그리고 1000Sv라는 아주 큰 양의 방사선을 맞게 된다면 즉사하게 됩니다. 이를 분자사라고 하는데요. 분자 수준에서 기능을 상실한다고 합니다. 상당히 무섭네요...

그렇다면 우리가 일상 속에서 맞는 양은 어느정도 일까요?

안심해도 될 것이 일반인의 연간 선량한도는 1mSv입니다. 이 선량 이상은 안 받도록 사회적으로 통제하려고 노력하고 있는 것이지요. 엑스레이 한 장 찍는데 0.6mSv 일본 후쿠시마 근처의 시간당 노출량이 1.2mSv라고 합니다. 우리가 위험한 선량보다는 한참 아래에 있죠.. 그래도 무시할 수 없는 것이 확률적 영향입니다.

확률적 영향은 확률이 있겠죠? 옛날 히로시마에 원자폭탄이 떨어졌을 때 많은 사람들이 피폭되었죠.. 이를 바탕으로 인체에 미치는 영향에 대해 수많은 정보를 얻을 수 있었다고 해요.. 그래서 정보를 분석 연구하여 지금은 확률을 추정하고 있습니다. 대략 1Sv를 받게 되면 증상 발현 확률이 5.5.%라고 합니다. 만약 여러분이 0.6mSv짜리 엑스레이 사진 한 장을 찍었을 때 암이 생길 확률이 0.000033%입니다. 백만 분에 33의 확률이죠. 무시할 수 있는 확률이지만 이 확률 또한 낮추기 위해 여러 노력을 하고 있습니다. 예전에 포스팅한 삼성전자의 연구처럼 말이죠.

정리하자면

5Sv 정도가 넘는 선량을 맞으면 거의 사망한다.
일상생활에서 맞는 양은 연간 1mSv 정도이다.
이 값의 차이는 대략 5000배이다.
확률적으로 발현할 수 있지만 이 확률은 극히 적다.

-이미지 출처-

1. CDC (Centers for Disease Control and Prevention)
2. https://www.gesundheitsstadt-berlin.de/immunsystem-kann-krebs-in-schlaf-versetzen-1305/
3. https://panthersgetnuclear2.wikispaces.com/Levels+of+Radiation+Exposure+and+Sickness
4. http://ecoroko.tistory.com/tag/%ED%94%BC%ED%8F%AD%ED%98%84%EC%83%81
5. http://www.popularmechanics.com/military/a23306/nuclear-bombs-powerful-today/

저번 포스팅에서 각종 방사선 에너지 단위를 소개해 드렸습니다. 우리가 사용하는 단위는 Sv였죠.
추가로 말하자면 (방사선 계수, 조직가중치가 1이라고 가정하고) 1Sv=1Gy라고 보면 이게 1kg당 1J이라는 에너지양인데 1J 정도면 어느 정도의 에너지냐면 6.25ⅹ10^18eV입니다. 1g당으로 보면 6.25ⅹ10^15eV이군요. 1eV는 전자 하나를 1V의 전위차로 가속되면서 얻는 에너지입니다. 그렇다면 1g당 전자 하나가 6.25ⅹ10^15V로 가속되어 얻게 되는 에너지가 1Sv라는 말이 됩니다. 네, 무시할 수 없는 큰 에너지입니다.
그러니까 결론은 1Sv는 작은 에너지가 아니다!! 라고 이해하시면 됩니다.

자 본론으로 돌아와서 방사선은 우리의 몸에 결정적인 영향을 줄 수도 있고 확률적인 영향을 줄 수도 있습니다. 이게 무슨 말인지….?!! 설명해보겠습니다.ㅎㅎ

문턱 선량이란?

문턱 선량이라는 말이 있습니다. 문턱이 되는 선량이라고 해서 이 선량을 넘으면 100프로의 확률로 문제가 발생한다는 말입니다. 이 문턱 선량값이 적용이 되는 것을 결정적 영향입니다.
그렇다면 이 문턱 선량이 안 넘는 세기의 방사선을 피폭당했다면 괜찮을까요? 그렇지 않습니다… 이보다 낮은 세기의 방사선을 맞았을 때도 이상이 생길 수 있는데 이러한 원인을 확률적 영향이라 합니다.
두 가지의 차이?

잠깐 다른 이야기를 하지면 국제적으로 방사선 방호원칙이라는 것이 존재합니다. 방호의 정당화, 최적화 그리고 선량한도라는 원칙이 존재하는데요. 여기서 최적화 원칙은 최대한 발현 확률을 줄이는 것이 주목적이고 선량한도는 문턱 선량 값을 넘지 말 것을 권고합니다. 이처럼 두 가지를 따로 지정하였다는 것은 두 가지가 다른 점이 많이 존재합니다. 원인, 특성, 발현 질병의 차이가 생기기 때문이기도 하고 확률이 0인 상태로 막는 것은 정당화 원칙에 위배되는 이유기도 합니다. 이에 관하여서는 나중에 자세히 소개해드리고 어떠한 차이가 있는지 설명해보겠습니다!

이 두가지 차이를 말로 길게 쓰는 것 보다는 표로 정리해서 말하는게 간편할 것 같아서 표로 정리해 보았습니다. 우선 그림에서 보듯이 심각도라는 것은 더 큰 세기를 맞은 거에 따른 심각한 정도를 말합니다. 확률적 영향은 확률이 낮을 뿐이지 발현 가능성은 존재하므로 심각도는 일정하게 높게 보고 있습니다. 그리고 만약 피폭되었을 당시 화상을 입었다면 필히 결정적 확률일 것입니다. 하지만 확률적 영향은 그러한 특성이 없어 만약 저 선량의 방사선을 맞고 시간이 좀 지나 암에 걸렸다면 느낌은 아 피폭 때문에 병에 걸린 거 같은데…라고 생각할 수도 있지만 타원인과 구별되는 특징이 없어 단지 추측만 가능할 뿐입니다.

정리

강한 방사선에 피폭되면 무조건 인체에 영향이 발현한다.
약한 방사선에 피폭되더라도 확률적으로 발현한다.
이를 방사선 방호원칙에 따라 각각 선량한도, 방호 최적화 원칙으로 발현을 방지, 최소화한다.

-이미지 출처-

1. CDC (Centers for Disease Control and Prevention)
2. http://starsdestination.blogspot.kr/2013/02/accelerators-storage-rings.html
3. https://science.education.nih.gov/supplements/webversions/Chemicals/guide/lesson3-1.html
4. http://itrs.hanyang.ac.kr/radiation/file/for%20workers/worker%20risk.htm

(출처 : CDC (Centers for Disease Control and Prevention) )

후쿠시마원전사고 이후 사람들은 방사능이다 그러면 곧바로 공포심에 몰리게 되었습니다. 방사능 피폭당한 임산부가 기형아를 낳았다고 하더라, 암에 걸렸다고 하더라, 바다로 유출돼서 물고기를 먹으면 안된다더라 등등 여러 이야기가 나왔었죠. 그래서 제가 이번에는 방사선을 맞으면 왜 위험한지, 인체에 어떤 영향이 나타나는지, 어느 정도 맞아야 위험한지 알려드리려고 포스팅을 준비하였습니다. 할 이야기가 길어서 포스팅을 나눠서 진행하고자 해요. 우선 오늘은 방사선에 대한 계산법을 소개해드리고 다음에 인체가 방사선을 받는 과정 및 받게 되면 위험한 정도에 대해서 소개하겠습니다. 최대한 간단하게 정리해볼게요. ㅎㅎ

(출처 : NaturalNews)

우선 설명에 앞서 용어 몇 개를 소개해 드릴게요. 방사능, 조사 선량, 흡수 선량, 등가 선량, 유효선량이라는 개념이 있는데요. 하나하나 설명할게요.
방사능은 전에 포스팅에서 설명한 적이 있는데요. 붕괴도입니다. Bq[베크렐]이라는 단위를 사용하고 초당 붕괴량을 말합니다. 이 방사능으로부터 방출되는 에너지량을 알 수 있습니다.
[조사 선량]
조사 선량은 감마선 또는 엑스선의 양을 나타내는 양입니다. 단위 질량 당 전리되는 공기의 전리량입니다. 이때 사용하는 단위는 R[뢴트겐]으로 이 양을 에너지양으로 환산할 수 있습니다.
입니다.
이 양의 단위를 조금만 만져주면 에너지 단위로 바꿔줄 수 있습니다.

전하량 1당 전자 6.25×〖10〗^18 개가 있고 전자 하나당 34eV를 내고 eV를 J로 환산하면 1R의 에너지량을 계산할 수 있습니다.

뭐 숫자가 나오지만 여기서 중요한 것은 에너지로 환산된다는 것입니다. 그래서 어떤 방사선을 받든 그 방사선이 내는 에너지양을 우리는 구할 수 있습니다!! !
()
(출처 : 식약일보)

[흡수 선량]
이때, 방사선이 주는 에너지를 우리 몸은 다 받을까요? 아닙니다. 그 중에 투과하여 지나가버리는 방사선도 있습니다. 또한 흡수했지만 제동복사라는 엑스선으로 빠져나가버리는 손실 에너지도 존재합니다. 그래서 이 흡수한 양을 흡수 선량이라 합니다. 흡수 선량을 구하는 것은 인체의 밀도와 감쇄 계수를 알고 있기 때문에 구할 수 있습니다.
[등가 선량]
이렇게 흡수된 양을 구하고 나면 방사선에 따라 받은 선량을 비교합니다. 왜냐하면 알파선은 짧은 거리에서 많은 에너지를 내고 감마선은 적게 내기 때문에 흡수했다고 해도 같은 에너지를 내지 않습니다. 그래서 방사선별로 가중치를 두어 흡수 선량에 곱하게 됩니다. 이값을 등가 선량이라 합니다.

(출처 : 동아일보)

[유효 선량]
자 인체가 흡수한 에너지도 계산했고 맞은 방사선을 고려해서 등가 선량도 구했다고 합시다. 그러면 끝일까요? 아닙니다. 신체 장기별로 방사선 감수성이 다릅니다. 방사선 감수성은 예민한 정도를 말합니다. 신체의 골수나 폐나 위 등은 감수성이 비교적 높은 편이고 그에 반해 뼈, 피부 등은 비교적 낮은 편이라고 합니다. 이를 고려하여 조직가중치라 하여 등가 선량에 곱하여 줍니다. 이 값이 유효 선량입니다. 유효 선량은 실제 인체가 받는 방사선 위해도를 고려할 때 사용하는 용어입니다. 유효 선량의 단위는 Sv[시버트]입니다.
제가 쭉 길게 무슨 무슨 선량 이런 것을 설명했습니다. 한 줄씩 정리해보겠습니다

방사선이 나오면 이 방사선의 에너지를 구할 수 있다.
→방사능의 에너지값 계산, 조사 선량으로부터
이 에너지 중 인체에 흡수된 선량을 흡수 선량이라 한다.
방사선의 위험도를 고려한 선량을 등가 선량이라 한다.
신체장기의 부위별 예민한 정도를 고려한 것을 유효 선량이라 한다.