방사선의 단위, 용어 및 국제 기구
경희의대 성동욱
1. 방사선 분야에서 사용하는 단위 (Units)
종래에는 Curie, rad, roentgen 등 독자적인 단위가 사용되어 서로 호환이 어려웠다. 1960년도 SI 단위(Systeme Internationale d'Unites)를 설정하여 MKS (meter-kilogram-second) 체계에 기초를 세우게 되어 서로 정확하게 호환이 되므로 앞으로는 SI 단위만을 사용하도록 되어 있다. 방사선량을 측정한다고 하는 것은 어떤 물체에 방사선 에너지가 얼마나 흡수되는지를 측정하는 것이다. 이 경우에 그 흡수선량의 단위를 라드(rad, radiation absorbed dose)라고 한다.
방사선이 우리의 관심을 끄는 중요한 이유 중의 하나는 우리 몸(신체)에 미칠 수 있는 영향 때문이다. 즉, 생물학적 영향을 말한다. 이 경우에는 특별히 렘(rem, roentgen equivalent for man)이라는 단위를 사용한다. Rem은 1뢴트겐과 같은 영향을 주는 것으로 생각하는 것이 무난할 것이다. 방사선이라 해도 속도가 빠른 중성자나 알파선은 특히 나쁜 영향을 주기 때문에 이런 모든 효과를 고려한 단위가 rem이다. 1렘의 1천분의 1을 1밀리렘(mrem)이라고 한다. 밀리렘은 우리가 일상생활에서 많이 사용하는 단위이다. 예를 들어 가슴에 엑스선을 1회 촬영하는 데는 약 100 mrem (1 mSv)의 방사선량을 받는다는 식이다. 요즘에는 시버트(sievert)라는 새로운 단위를 사용하고 있다. 시버트는 방사선 형태와는 관계없이 어떠한 방사선이든지 그 방사선으로 인한 일정한 생물학적 효과만을 나타내는 단위이다. 적은 양의 방사선량을 나타낼 때는 1시버트(Sv)의 1천분의 1인 1밀리시버트(mSv)를 사용한다.
1 mSv는 100 mrem과 같다. 병원에서 가슴에 엑스선을 1회 촬영할 때에 약 10-30 mrem의 방사선을 받는다고 할 수도 있지만 요즘에는 0.1-0.3 mSv를 받는다고 말하기도 한다. 공기, 물질, 인체에 대한 방사선의 흡수 영향을 알기 위하여 조사(쬠)선량, 흡수선량, 등가선량(인체의 단일 조직/장기가 방사선을 받을 때에만 사용), 유효선량(온 몸에 방사선을 받을 때에만 사용) 등을 정의하여 사용한다.
① 조사선량 (Exposure dose)
어느 장소의 감마선 또는 엑스선에 의한 공기단위질량당 생성된 전하량, 즉 쬠(照射)의 세기를 말하며 공기를 이온화(전리)하는 정도로 평가할 수 있다. 조사선량은 감마선 또는 엑스선이 공기를 쬐는 경우에 한하여 사용되며 다른 방사선이나 물질에 대해서는 사용되지 않는다.
조사선량 단위로 예전부터 사용돼오던 것은 뢴트겐(기호; R)이며, C/kg를 사용한다.
1 R은 1 kg의 공기에 2.58× 10 C의 전하량을 생기게 하는 방사선량이다.
1 R = 2.58 X 10-4 C/kg
조사선량은 광자 (Photon)에 국한하여 사용하며, 알파, 베타, 중성자선의 조사선량측정에는 사용하지 않는다. 또한 광자가 통과하는 매질이 공기이어야 하며, 광자의 에너지에 3Mev 이하로 제한을 받는다.
② 흡수선량 (Absorbed dose)
방사선에 피폭되는 물질의 단위질량에 흡수된 방사선 에너지를 흡수선량이라고 한다. 흡수선량을 방사선의 종류나 물질의 종류에 관계없이 사용한다.
흡수선량의 단위로 그레이(gray, 기호; Gy)를 사용한다.
물질 1 kg에 1 J의 에너지를 방사선으로부터 흡수하였을 때 이것을 1 Gy (= 1 J/kg)라 한다. 과거에 사용하던 단위는 라드(rad)이며
1 rad = (1/100) J/kg = (1/100) Gy의 관계가 있다. (1 Gy = 100 rad)
③ 등가선량 (인체의 단일 장기나 조직에 방사선을 받을 때 사용) (Equivalent dose)
인체가 방사선에 노출되어 방사선을 흡수했을 때 같은 흡수선량이라 하더라도 방사선의 종류나 에너지에 따라 인체가 받는 영향의 정도는 다르다. 방사선이 인체에 주는 위험도(리스크)를 같은 척도로 계산하여 방사선방어의 목적으로 비교하거나 계산하기위해 등가선량이라는 단위를 고안하였다. 등가선량과 흡수선량의 관계는 다음 식으로 주어진다.
등가선량 = 흡수선량 × 방사선가중치
방사선가중치는 방사선의 종류와 에너지에 의한 영향의 정도가 각기 다르다는 사실을 고려하여 만든 계수이다. 감마선, X선, 베타 입자에 의한 피폭일 때는 조직 및 장기의 방사선 하중치가 1.0 이므로 흡수선량과 등가선량은 같은 값이다. 흡수선량의 단위로서 그레이(Gy)를 사용했을 때 등가선량의 단위를 시버트(기호; Sv)라 하며 과거에 사용하던 등가선량 단위인 rem(렘)과는 다음과 같은 관계를 갖고 있다.
1 Sv = 100 rem
④ 유효선량 (방사선을 온몸에 받을 때 사용) (Effective dose)
등가선량을 인체 전체에 미치는 영향으로 환산하여 실용화한 양이다. 방사선의 인체에 대한 영향은 신체의 어느 부위에 방사선을 받았는가에 따라 다르다. 한 방사선을 전신에 골고루 맞는 경우와 어느 특정 부위에만 집중적으로 맞는 경우, 신체에 미치는 영향에는 큰 차이가 있다. 유효선량은 신체를 몇 개의 부위로 나누어서 각 부위에 받은 등가선량에다 조직가중계수를 곱한 것을 모두 합하여 얻을 수 있다. 단위는 등가선량과 마찬가지로 시버트(Sv)이다. 단위시간 당의 유효선량을 유효선량률이라고 하며 시버트/시간으로 나타낸다.
1 뢴트겐 (1 R)의 감마선 또는 엑스선을 인체의 외부로부터 받았다고 하면 흡수선량으로는 거의 1 센티그레이 (1 cGy)가 되며 전신에 받았다면 1 센티시버트 (1 cSv)의 유효선량이 된다.
방사능 및 방사선의 단위 관계
** 조사선량과 흡수선량의 차이점은 피폭의 대상이 공기와 임의의 물질이다.
** 방사선의 공기, 물질 및 인체의 피폭과정
| 구분 |
새로운 단위 |
종래단위 |
환산 |
방사능단위
|
베크렐
Bq |
큐리
Ci |
1 Ci = 3.7× 1010 Bq
1 Bq = 2.7× 10-11 Ci |
방
사
선
량
에
관
한
단
위
|
조사선량
|
쿨롱/킬로그램
C/kg
|
뢴트겐
R
|
1 R = 2.58× 10-4 C/kg
1 C/kg = 3.88× 103 R |
흡수선량
|
그레이
Gy
|
라드
rad
|
1 rad= 0.01 Gy = 1 cGy
1 Gy = 100 rad |
등가선량 유효선량
|
시버트
Sv
|
렘
rem
|
1 rem= 0.01 Sv= 1 cSv
1 Sv = 100 rem |
** 통상적으로 1 R = 1 rad = 1 rem (1000 mrem) 으로 사용하고 있다.
** 방사선 단위 사용 일반 규칙
| ① |
단위 기호는 일반적으로 로마체 소문자를 사용하나, 단위의 명칭이 고유명사에서 유래하였을 경우에는 기호의 첫 글자는 대문자로 한다.
예) 소문자 : rem, rad, gray, sievert 대문자 : Bq, Gy, Sv, R, Ci |
| ② |
단위 기호는 일반적으로 로마체 소문자를 사용하나, 단위의 명칭이 고유명사에서 유래하였을 경우에는 기호의 첫 글자는 대문자로 한다.
예) 소문자 : rem, rad, gray, sievert 대문자 : Bq, Gy, Sv, R, Ci |
| ③ |
단위의 기호는 복수의 경우에도 변하지 않는다. 단위기호 뒤에는 마침표를 찍지 않는다. |
| ④ |
양이 1/10 이상 100미만이 되도록 SI 접두어를 사용한다.
예)100,000 Bq의 경우 0.1 MBq 또는 100 KBq로 표기 |
| ⑤ |
어떤 양을 수치와 단위 기호를 나타낼 때는 그 사이를 한 칸 띄운다.
예) 100Bq로 사용하지 않고 100 Bq로 표시한다. |
** SI 단위의 접두사
| 인자(인수)
|
접두사
|
심볼
|
인자(인수)
|
접두사
|
심볼
|
| 1018 |
exa |
E |
10-1 |
deci |
d |
| 1015 |
oeta |
P |
10-2 |
centi |
c |
| 1012 |
tera |
T |
10-3 |
milli |
m |
| 109 |
giga |
G |
10-6 |
micro |
μ |
| 106 |
mega |
M |
10-9 |
nano |
n |
| 103 |
kilo |
k |
10-12 |
pico |
p |
| 102 |
hecto |
h |
10-15 |
femto |
f |
| 101 |
deka |
da |
10-18 |
atto |
a |
** 정상 성인의 유효선량 (Effective Dose (EfD) and BERT Values
Radiologic Procedure
|
EfD
|
BERT (Amount of Time to Receive the Same EfD from Nature)
|
mSv
|
mrem |
| Dental, intraoral |
0.06 |
6 |
1 wk |
| Chest radiograph |
0.08 |
8 |
10 days |
| Thoracic spine |
1.5 |
150 |
6 mo |
| Lumbar spine |
3.0 |
300 |
1 yr |
| Upper GI series |
4.5 |
450 |
1.5 yr |
| Lower GI series |
6.0 |
600 |
2 yr |
- Adapted from IPSM Report No. 53.
- BERT: Background equivalent radiation time
** 방사선 양과 단위 (Summary of Radiation Quantities and Units)
Type of Radiation
|
Quantity
|
SI Unit
|
Traditional Unit
|
Measuring Medium
|
Radiation Effect Measured
|
X-radiation or gamma
|
Exposure (X)
|
Coulomb per kilogram (C/kg)
|
Roentgen (R)
|
Air
|
lonization of air radiation
|
| All ionizing radiations |
Absorbed dose (D) |
Gray (Gy) |
Rad |
Any objec |
Amount of energy per unit mass absorbed by object |
| All ionizing radiations |
Equivalent dose (EqD) |
Sievert (Sv) |
Rem |
Body tissue |
Biologic effects |
| All ionizing radiations |
Effective dose (EfD) |
Sievert (Sv) |
Rem |
Body tissue |
Biologic effects |
2. 방사선 관련 용어 해설
■ 감마선(Gamma ray)
광자의 형태로 핵으로부터 방출되는 높은 에너지와 짧은 파장을 지닌 전자기 방사선.
■ 계수(Count)
방사선계측기로 주어진 시간동안 측정하여 얻어진 검출신호의 수, 즉 계수로부터 계수율이나 방사능을 산출한다.
■ 검출기(Detector)
방사선과 물질과의 상호작용을 이용하여 방사선의 입사를 전기펄스, 빛 등 관찰이 용이한 상태로 변환시키는 모든 장치. 방사선의 존재여부, 방사능, 방사선의 에너지 또는 방사선장의 세기를 결정하기 위해서 사용되는 도구.
■ 공기오염(Airborne contamination)
방사성 분말 또는 기체가 공기 중으로 확산되어 공기 중에 방사성핵종이 오염된 상태를 지칭한다.
■ 광자(Photon)
입자와 파동의 이중성을 갖는 빛을 입자라고 볼 때의 그 입자. 전자기파 형태로 방출되는 에너지 흐름. 소립자의 하나로서 전하를 지니지 않고 정지질량은 '0'이며 hv의 에너지를 지닌다. 감마선, X선이 그 예이다.
■ 광전효과(Photoelectric effect)
광자와 물질간의 주된 세 가지 반응 중의 하나로 광자가 궤도전자와 반응하여 광자는 사라지고 전자는 광자의 에너지를 흡수하여 원자로부터 이탈하는 현상.
■ 교정(Calibration)
측정 도구들의 측정값이 참값에 가깝게 지시하도록 조정하는 작업.
■ 그레이(gray)
방사선 흡수선량의 국제표준단위로 Gy로 표기되며 1Gy는 1J/kg에 해당한다. 또한 1Gy는 100rad와 같다.
■ 급성피폭(Acute exposure)
단시간 내에 많은 양(일반적으로 0.1Gy 이상)의 방사선량을 피폭하는 것.
■ 급성방사선상해(Acute radiation injury)
단시간 내에 매우 높은 선량을 피폭하였을 때 곧 이어 나타나는 상해.
■ 납유리(Lead glass)
방사선의 차폐효과를 높이기 위해 납을 함유한 유리로서 밀도가 2.5 이상인 것이 많다.
■ 내부전환(Internal conversion; IC)
여기상태에 있는 원자핵이 기저상태로 가기위해 감마선을 방출하는 대신 궤도전자(주로 K각 전자)를 방출하는 현상.
■ 내부조사(Internal irradiation)
내부피폭과 동일한 의미로 사용되며 체내에 존재하는 방사선원으로부터 받는 조사.
■ 덴시토미터(Densitometer)
필름의 흑화도를 측정하는 기구.
■ 딸핵종(Daughter nuclide)
방사성핵종 A가 붕괴하여 핵종B로 변할 때 B를 A의 딸핵종이라 한다.
■ 델타선(Delta ray)
에너지가 큰 하전입자가 물질 속을 운동하면서 생성한 전자가 물질을 전리할 수 있는 능력을 지닐 때 이 2차 전자를 델타선이라 한다.
■ 동위원소(Isotope)
원자번호가 같고 질량수 다른 핵종을 서로 동위원소 또는 동위체라 한다.
■ 등가선량(Dose equivalent)
흡수선량에 방사선가중치(wR)를 곱한 값. 인체조직의 관심체적 내에서 방사선의 종류에 따른 인체영향을 고려한다.
■ 등방성(Isotropic)
모든 방향에서의 성질이 동일한 경우를 지칭한다.
■ 라드(rad)
방사선의 흡수선량을 나타내는 전통단위. 새로운 SI단위로 그레이(Gy)가 있으며 1그레이는 100라드와 같다.
■ 렘(rem)
Roentgen equivalent for man의 약자로 등가선량을 나타내는 전통 단위이며 흡수선량에 입사된 방사선의 상대적 생물학적 효과(선질계수 Q)를 고려한 값이다.
■ 뢴트겐(roentgen, R)
조사선량의 단위로 사용되고 전자파(감마선, 엑스선)에 의해 건조한 공기 1kg 속에서 2.58 x10-4℃의 전하가 생성되는 노출량이다. SI단위는 C/kg이다.
■ 만성적 피폭(Chronic exposure)
저선량에서 오랜 기간에 걸쳐 받는 방사선피폭
■ 반가층(Half value layer, HVL)
초기 방사선의 세기를 반으로 줄이는데 필요한 차폐체의 두께.
X선 혹은 감마선의 선량률을 1/2로 감약시키느느데 필요한 흡수물질의 두께.
■ 반감기(Half life; T1/2)
특정한 방사성핵종의 원자수(또는 방사능)가 방사성붕괴에 의하여 처음의 반으로 줄어드는데 걸리는 시간
■ 방사선탐사기(Survey meter)
방사선을 탐사하기 위하여 사용하는 휴대용방사선계측기기.
■ 방사능(Radioactivity)
불안정한 원자핵이 입자 또는 전자파의 형태로 에너지를 방출하는 자연적이고 자발적인 성질을 말한다. 또는 그러한 성질을 갖는 방사성물질의 양을 나타내는 척도로 사용한다. 방사능의 단위는 베크렐(becqurrel, Bq)이며 1베크렐은 매초 한 개의 핵변화가 일어나는 양이다. 전통단위로는 큐리(curie; Ci)가 있으며 1큐리는 370억 베크렐과 같다.
The characteristic of various materials to emit ionizing radiation
■ 방사선(Radiation)
입자나 전자파 형태로 이동하는 에너지의 흐름을 말한다. 원자력법에서는 직접적 또는 간접적으로 공기를 전리할 수 있는 능력을 가진 에너지라 하였고, ICRU에서는 직접전리입자(전자선, 양자선, 알파선)과 간접전리입자(중성자, 광자, 전자파, X선)로 정의하였다.
Energy in transit, either as particles or electromagnetic waves
■ 방사선가중치(Radiation weighting factor)
방사선 종류에 따른 인체영향의 상대적 차이를 설명하기 위해서 설정된 계수.
■ 방사선손상(Radiation damage)
방사선조사에 의하여 성질, 조성, 구조 등에 일어나는 바람직하지 않은 변화.
■ 방사선작업종사자(Radiation worker)
직업으로서 작업을 수행하는 중 정규적으로 방사선 피폭을 받는 사람.
■ 방사성물질(Radioactive material)
방사성핵종(radioactive atoms)을 일정농도 이상 함유한 물질. 라듐과 같은 자연적인 핵종이나 인공적으로 생성된 방사성 핵종을 모두 포함한다.
■ 방사성붕괴(Radioactive decay)
방사성핵종이 스스로 방사선을 방출하여 다른 핵종으로 변화하는 현상.
■ 방사성폐기물(Radioactive waste)
방사성핵종에 의해 오염된 물체로서 폐기의 대상이 되는 물질.
■ 방사성핵종(Radionuclide)
핵내에 불안정한 수의 양성자와 중성자를 포함하는 핵종으로서 방사성붕괴에 따라 방사선을 방출한다.
■ 방호복(Protective clothing)
신체 표면 오염의 가능성을 최소화하기 위해서 개인이 착용하는 복장.
■ 백그라운드 방사선(Background radiation)
자연환경에 존재하는 방사선으로 우주선과 천연 방사성물질로부터의 방출되는 방사선.
■ 베크렐(becquerel; Bq)
SI단위의 방사능단위. 1초 동안에 1개의 원자핵이 붕괴하는 방사능(1dps)을 1Bq라 한다.
■ 베타붕괴(Beta decay)
원자핵 내에서 전자 또는 양전자를 방출하거나 궤도전자를 포획하여 다른 핵종으로 변하는 방사성붕괴. 베타붕괴 시 딸핵종의 질량수는 어미핵종과 같지만 원자번호는 베타(-)붕괴할 때는 하나 증가하고 베타(+)붕괴 및 궤도전자포획 시는 하나 감소한다.
■ 베타입자(Beta particle)
베타붕괴에 의하여 원자핵에서 방출되는 음전자 또는 양전자.
■ 보건물리(Health physics)
방사선으로부터 인간을 방호하는 것을 연구하는 학문. 좁은 뜻으로는 방사선 관리기술을 뜻한다.
■ 붕괴(Decay)
불안정한 핵종의 핵이 자발적으로 하전입자와(또는) 광자를 방출하면서 분열하는 현상.
■ 비방사능(Specific activity)
물질의 단위질량당 방사능. Bq/g 또는 Bq/mMol로 나타낸다.
■ 비전리(Specific ionization)
전리성 입자가 물질 속을 통과할 때 경로의 단위길이 당 생성하는 이온쌍의 수.
■ 산란(Scattering)
입자가 다른 입자 또는 입자계와 충돌하여 그 운동방향을 바꾸는 현상.
■ 상대적 생물학적 효과비(Relative biological effectiveness; RBE)
방사선의 생물학적 효과를 나타내는 것으로 어떤 특정한 생물학적 영향을 유발하는 기준방사선(250kVp의 X-선이 주로 사용됨)의 방사선량과 평가방사선의 방사선량의 비. 평가방사선의 선량이 작을수록 RBE는 큰 값을 갖는다. 즉 동일한 생물학적 효과를 일으키는데 필요한 각각의 흡수선량의 역비이다.
■ 쌍생성(Pair Production)
광자와 물질간의 세 가지 주된 반응 중의 하나로서 입사광자의 모든 에너지가 흡수되면서 전자와 양전자의 쌍이 생성하는 현상이다. 이 반응은 입사되는 감마선(광자)의 에너지가 1.022MeV 이상이 될 때만 발생한다.
■ 생물학적 반감기(Biological half life)
생체조직, 기관 또는 개체 중에 존재하는 방사성핵종이 통상의 신진대사에 의한 생물학적과정에 의하여 그 양의 1/2이 배출되는데 걸리는 시간.
■ 선량(Dose)
주어진 물질의 질량 내에 흡수된 전리 방사선의 양. 구체적으로는 흡수선량, 등가선량, 유효선량, 조사선량 등이 있다. 구체적인 구분없이 단순히 방출된 정도만을 의미할 때 사용한다.
■ 선량계(Dosimeter)
방사선량을 측정하는 측정기로 정해진 지역에 두거나 개인이 착용하여 일정기간동안의 누적된 피폭을 측정하는 기기이다.
■ 선질계수(Quality factor)
질(quality)이 서로 다른 방사선의 상대적 위험도를 나타내는 인자로서 X선 도는 베타입자의 선질계수 값을 1.0으로 가정할 때 다른 방사선의 상대적 위험도를 나타내는 무차원의 숫자이다.
| Type of lonizing Radiation |
Quality Factor |
| X-ray photons |
1 |
| Beta particles |
1 |
| Gamma photons |
1 |
| Thermal neutrons |
5 |
| Fast neutrons |
20 |
| High-energy external protons |
1 |
| Low-energy internal protons |
2 |
| Alpha particles |
20 |
| Multiple charged particles of unknown energy |
20 |
- Data from NCRP Report No. 116
■ 소멸방사선(Annihilation radiation)
전자와 양전자가 결합하여 소멸할 때 방출되는 전자파방사선. 전자와 양전자 쌍이 소멸하여 2개의 광자를 방출하며 각 광자의 에너지는 0.511MeV이다.
■ 소립자(Elementary particle)
물질을 구성하는 기본적인 입자의 총칭. p, n, e-, 중간자(meson), 중성미자 (neutrino), 광자 등이 있다.
■ 시버트(Sievert, Sv)
등가선량의 SI 단위 표기. 1Sv는 1J/kg이며 1 Sv = 100 rem과 같다.
(1 mSv = 100 mrem)
■ 알파붕괴(Alpha decay)
알파입자를 방출하여 다른 핵종으로 변하는 방사성붕괴. 이때 딸핵종은 어미핵종보다 질량수는 4, 원자번호는 2만큼 감소한다.
■ 알파입자(Alpha particle)
질량수 4, 원자번호가 2인 He 원자핵과 같은 입자방사선으로 +2가의 전하를 띤다.
■ 양성자(Proton)
소립자의 일종으로 (+)전하를 띠고 있고 질량수는 1이며 p로 나타낸다.
■ 에너지 의존성(Energy dependence)
선량 또는 선량률이 같지만 방사선의 종류와 에너지에 따라 측정기의 지시치가 다른 경우가 있다. 이와 같은 에너지와 지시치와의 관계를 에너지 의존성이라 한다.
■ 엑스선(X-ray)
전자파의 일종으로 고속전자가 입사하여 원자의 외각전자를 튀어나오게 할 때 발생하는 단일에너지의 특성X선과 원자핵의 쿨롱력에 의하여 발생하는 연속에너지의 제동X선이 있다.
■ 여기(Excitation)
원자핵, 원자, 분자가 바닥상태보다 에너지가 높은 준위(여기상태)로 옮아가는 현상.
■ 열형광선량계(Thermoluminescent dosimeter; TLD)
입사방사선에 반응한 후 열을 가하면 빛을 생성하는 물질을 이용하는 검출기로 일정 기간동안의 누적선량을 측정한다.
■ 오염, 방사성오염(Contamination)
매질이나 표면에 방사성핵종이 혼입되어 오염되는 현상. 특히 방사성물질의 존재가 바람직하지 못한 경우를 말한다.
■ 오제효과(Auger effect)
여기상태에 있는 원자가 X선을 외부로 방출하는 대신 궤도전자를 방출하여 보다 낮은 에너지상태로 가는 현상.
■ 외부피폭(External irradiation)
신체외부에 존재하는 방사선원으로부터 방출된 방사선에 피폭하는 것(내부피폭과 대비된다).
■ 우주선(Cosmic radiation)
우주공간에 기원을 두고 있는 매우 높은 에너지의 입자로 이루어진 강 투과성 전리방사선. 지표에 도달하는 우주선의 대부분은 태양에서 기원한다.
■ 유전적영향(Genetic effect)
방사선피폭을 받은 개체의 자손에게 일어나는 영향.
■ 유효반감기(Effective half life)
생물체내에 있는 방사성핵종의 물리학적 붕괴와 생물학적 배설의 조합으로 결정되는 반감기로서 생물의 상태, 핵종의 화학 상태에 따라 다르다. 생물체에서의 실제 반감기이다.
■ 이온(Ion)
양 또는 음의 전하를 띄고 있는 원자.
■ 이온쌍(Ion Pair)
서로 반대의 전하를 지닌 두 개의 입자. 중성인 원자에서 궤도전자 하나가 분리되었을 경우 전자와 양전하를 띤 원자를 지칭하며 방사선이 물질에 입사하여 전리작용을 일으킬 때 발생한다.
■ 이차방사선(Secondary radiation)
일차방사선과 물질과의 상호작용에 의해 발생하는 방사선.
■ 이차전자(Secondary electron)
입사된 하전입자와 물질과의 상호작용에 의해 발생하는 전자.
■ 저지능(Stopping power)
하전입자가 물질 속을 통과할 때 그 행로의 단위길이 당 잃는 에너지. keV/um 등의 단위로 나타낸다.
■ 전리(Ionization)
중성분자 또는 원자가 전자를 잃거나 얻어서 이온으로 되는 현상. 이온화라고도 부른다.
The removal of electrons from an atom. The essential characteristic or high energy radiations when interacting with matter.
■ 전신피폭(Whole body irradiation)
온몸에 방사선을 피폭하는 것
■ 전자포획(Electron capture)
원자핵붕괴의 한 형식으로 원자핵이 궤도전자를 포획하여 양성자 하나가 중성자로 변환되는 현상. 이 과정에서 특성X선이 방출된다.
■ 제동방사선
가속된 전자가 원자핵 근처를 지나갈 때 핵의 양전하(positive charge)가 전자의 음성전하에 영향을 주어 전자를 핵 쪽으로 끌어당기므로 원래 진행 방향에서 핵 쪽으로 휘게 되는데 이때 전자는 에너지가 낮아지면서 속도도 낮아지게 되고 전자가 잃은 운동에너지가 방사선 광자(Photon)의 형태로 방출되는 방사선
■ 제염(Decontamination)
방사성물질로 오염된 물질이나 표면으로부터 방사성물질을 감소시키거나 제거하는 것.
■ 조사(Irradiation)
원자로, 가속장치, 방사선원을 이용하여 방사선을 물체에 노출시키는 것. 노출이라고도 한다.
■ 조사선량(Exposure)
엑스선 또는 감마선에 의해 공기의 단위 질량당 생성된 전하량으로 나타내는 선량. 전통적인 단위로 렌트겐(R)이 있고 SI 단위에서는 C/kg of air (Coulomb/Kg of air)으로 나타낸다. 조사선량은 방사선장의 강도를나타내는 척도로 사용하기 때문에 투과력이 강한 감마선이나 X선에 대해 주로 사용한다.
■ 조사선량률상수(Exposure rate constant)
단위방사능의 선원으로부터 단위거리에서의 조사선량률. 예를 들면 1GBq의 선원으로부터 1 m 거리에서의 조사선량율(R/h)로 정의된다.
■ 중성자(Neutron)
소립자의 일종. 전하 0, 질량수 1, 기호는 n으로 표시한다.
■ 증후군(Syndrome)
단일한 임상적 현상을 보이는 임상적 증세들의 총칭.
■ 지발장해(Late effect)
방사선피폭을 받은 개체에서 상당 기간의 잠복기를 거친 후에 일어나는 방사선장해. 백혈병, 악성종양, 백내장 등이 있다.
■ 지각방사선(Terrestrial radiation)
지각을 구성하는 성분중 방사성물질에 의해서 방출되는 백그라운드 방사선.
■ 차폐(Shielding)
방사선장의 세기를 감소시키기 위해 사용하는 물체.
■ 치사선량(Lethal dose, LD)
치사를 초래하는 선량. 통상 어느 기간에 일정한 사망률로 나타내고, 30일 내에 50%의 사망률인 경우 LD50/30으로 나타낸다.
■ 커마(Kerma)
방사선량의 표시방법의 하나이며, Kerma(kinetic energy released in material)는 물질의 단위질량당 간접전리방사선에 의해 생성된 모든 하전입자가 가지는 최기운동에너지의 총합이다. 물체의 질량이 dm 이고, 간접전리방사선에 의하여 그 물체로부터 방출되는 모든 하전입자의 초기 운동 에너지의 총합을 dEtr 이라 할 때 K=dEtr/dm 정의한다. 이는 어떤 종류의 방사선 효과를 일으킬 수 있는 잠재능력을 나타내는 양이다. 단위는 J/kg 혹은 rad (또는 Gy)를 쓴다.
■ 컴프턴산란(Compton scattering)
광자와 물질과의 상호작용 중의 한 과정으로 입사광자와 물질의 궤도전자와 충돌하여 광자는 더 낮은 에너지를 지닌 채 산란되고 전자가 튕겨져 나가는 현상이다.
■ 큐리(Curie)
방사능을 나타내는 전통적 단위. 1Ci는 1초 동안 3.7x1010회의 붕괴를 갖는 방사능을 표시한다. SI 단위로는 Bq이 쓰인다.
■ 특성방사선(Characteristic X-ray)
원자의 들뜸에 의해 전자궤도에 빈자리가 생긴 경우 바깥쪽의 전자가 이 빈자리를 메울 때 발생하는 X선으로 궤도간의 에너지 차에 해당하는 일정한 에너지를 지닌다.
■ 포켓선량계(Pocket dosimeter)
박막검전기의 원리를 응용한 소형의 휴대형 직독식 선량계로 개인피폭관리용으로 사용된다.
■ 필름배지(Film badge)
소형의 사진필름을 내장한 케이스를 일정기간동안 착용한 후 현상과정을 거친 다음 흑화도를 비교하여 개인의 피폭선량을 측정하는 개인피폭관리용 선량계.
■ 하전입자(Charged particle)
전하를 띠고 있는 입자. 예를 들면 이온, 양자, 전자, 알파입자 등이 있다.
■ 핵반응(Nuclear reaction)
원자핵과 다른 입자(핵자, 소립자 또는 다른 원자핵)와 충돌하여 일어나는 현상의 총칭.
■ 핵분열(Fission)
핵이 적어도 두 개의 다른 조각핵으로 쪼개지면서 비교적 큰 양의 에너지를 방출하는 현상. 이러한 형태의 변환 과정에서 보통 2-3개의 중성자가 나온다.
■ 핵자(Nucleon)
원자핵을 구성하고 있는 입자인 중성자 및 양성자의 총칭
■ 핵종(Nuclide)
원자핵의 조성, 즉 양성자 및 중성자수에 의하여 결정되는 원자 또는 원자핵의 종류
■ 흡수선량(Absorbed dose)
임의의 방사선 및 물질에 대하여 적용되는 개념으로 피폭물질의 단위 질량당 흡수되는 방사선의 에너지로 정의된다. 조사선량은 피폭대상이 공기이나, 흡수선량에서는 임의의 물질(또는 물체)이다. 방사선 치료의 목적이나 인체조사 때(진단분야) 환자가 받는 선량을 표시한다. 표준단위로 그레이(Gy)를 사용하며 1 Gy=1J/kg이다. 전통단위는 rad로서 1 Gy=100 rad이다.
3. 방사선 방어에 관련된 국제 기관
방사선에 의한 장애는 뢴트겐이 X선을 발견한 6개월 후부터 나타나기 시작하였다. 이에 대한 대책으로 1915년 영국의 X선학회로부터 “X선 기술자 방어에 관한 권고”가 발표되었고, 1928년 스톡홀름에서 개최된 제2회 국제방사선의학회에서 방사선 방어에 관한 “국제 X선 및 Radium 방어위원회”가 설치되었으며, 방사선량의 단위로 ‘R(Roentgen)"이 제정 사용하게 되었다. 1934년 국제X선 및 Radium방어위원회는 허용량(tolerance dose)으로 1일 0.2 R 을 제정한 것이 최초의 권고치이다. 피폭선량을 더 이상 허용할 수 없는 위험한 상태까지 제한한 양을 허용선량(permissible dose)라 한다.
(1) ICRP (International Commission on Radiological Protection, 국제방사선방어위원회)
www.icrp.org
이 기관의 전신인 “국제 X선 및 Radium 방어위원회”(1928년 설립)가 1950년 개명하여 지금까지 최신의 방사선영향에 관한 지식을 조사하고 연구하여 방사선방어의 근본 원칙에 대해서 고찰한 많은 권고를 간행물로 발간하고 있다. 이 기관의 권고는 국제적으로 권위가 있는 것으로 인정되고 있으며, IAEA, WHO, ILO, 등 국제기구와 각국의 방사선방어에 관한 법은 이들 권고를 채택하여 제정 및 개정되고 있다.
(2) UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 원자방사선의 영향에 관한 국제연합과학위원회) www.unscear.org
1955년 UN 총회에서 발의 창설되었으며, 핵실험에 따르는 방사선 낙진문제 뿐 만 아니라, 지구상에 존재하는 방사선원 및 방사선영향에 관한 과학적인 정보를 통계적으로 수립, 평가하여 그 결과를 국제연합에 보고하는 동시에 “UNSCEAR Report"로 발표하고 있다.
(3) ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements, 국제방사선단위 및 측정위원회) www.icru.org
1925년에 조직된 위원회로 방사선 및 방사성물질의 양 그 단위에 관한 제정과 개정을 하고, 그 단위들을 방사선의학, 방사선생물학, 및 방사선 방어 등에 적용, 측정방법등의 검토를 하여 그 결과를 “ICRU Report”로 발표하고 있다.
(4) IAEA (International Atomic Energy Agency, 국제원자력기구) www.iaea.org
(5) WHO (World Health Organization, 세계보건기구) www.who.int
(6) ILO (International Labour Organization, 국제노동기구) www.ilo.org
(7) NEA (Nuclear Energy Agency, 원자력기구) www.nea.fr
(8) NCRP (National Council on Radiation Protection and Measurements, 미국방사선방어위원회)
www.ncrponline.org
(9) NRC (U.S. Nuclear Regulatory Commission, 미국원자력규제위원회) www.nrc.gov/
(10) EPA (U.S. Environmental Protection Agency, 미국환경보호청) www.epa.gov/
(11) NAS/NRC-BEIR (National Academy of Science, 미국과학아카데미/National Research Council, 학술연구협의회 - Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation, 전리방사선의 생물학적 영향에 관한 위원회)
(12) NRPB (National Radiological Protection Board, 영국국립방사선방어위원회)
(13) HPA (Health Protection Agency, 영국 보건(보호)국)
4. ICRP 권고안
ICRP(국제방사선방어위원회)가 권고하는 방사선방어의 기본적 개념과 기본이 되는 수치적기준을 말한다. 이것을 총칭하여 ICRP 권고라고 부르고 있다. 기본개념의 변천에 대해서는 1954년 권고에서는 "최대허용량"의 권고를, 1959년 권고에서는 ALAP(as low as practicable)의 개념을, 1965년 권고에서는 ALARA의 개념을, 1977년 권고에서는 "확률적 영향과 비확률적 영향", "행위의 정당화", "방어의 최적화"의 개념, 최대 허용량을 "선량당량한도" 등으로 개정해 오고 있다. 1990년 권고에서는 "선원의 억제"의 가능성과 "피폭의 억제"의 가능성에도 착안하고 있다. 수치적 기준에 대해서는 방사선방어에 사용하는 기본적인 선량은 흡수선량(Gy)이며 그 외에 선량등량(Sv), 실효선량(Sv)도 필요에 따라 사용하기로 하고 급성피폭, 만성피폭 등에 대한 선량한도를 제시하고 있다.
(1) 권고 기준
국제방사선방어위원회에서 권고한 다수의 권고 중 선량당량한도를 명시하는 권고는 주권고라 부르며, 그중 몇 가지만 살펴보면 다음과 같다.
- ICRP No. 6 (1964년)
① 방사선 장애에는 신체적 장애와 유전적 장애가 존재
② 방사선 감수성이 높은 조직은 조혈장기 및 생식선
③ 최대허용선량
1) 직업상의 직접 종사자 피폭: 연속된 13주에 대해 3 rem을 초과해서는 안된다.
2) 간접 종사자: 생식선, 조혈장기에 총연선량이 1.5 rem을 넘어서는 안된다.
3) 일반 개개인: 생식선, 조혈장기에 최대허용선량의 한도를 0.5 rem/y로 한다.
- ICRP No. 9 (1966년)
① 방사선방어 실무 책임자에 대한 지침서
② 피폭의 범위를 작업 종사자와 일반인으로 나눔.
③ 방사선종사자의 성인 최대 제한치 : 최대허용선량(maximum permissible dose)
④ 일반인에 대한 최대 제한치 : 선량 한도(dose limit)
- ICRP No. 26 (1977년)
① ALARA 개념 (as low as reasonably achievable)
성취할 수 있는 저선량 --> 가능한 최저 수준으로(to the lowest possible level) --> 실행가능한 저선량(as low as practicable, ALAP) --> 용이하게 성취할 수 있 는 한 저선량 (as low as readily practicable, ALARA) --> 합리적으로 달성할 수 있는 한 저선량(as low as reasonably achievable, ALARA)
② 방사선에 의한 인체 영향을 확률적 영향과 비확률적 영향으로 나눔.
③ 최적화, 정당화, 선량한도 개념 도입
④ 방사선 관계량의 단위를 국제표준단위 (SI unit)으로 표시
- ICRP No. 60 (1991년)
① 일본원폭 피폭자 재평가 (신선량체계인 DS86이 종전의 T65D 보다 높다),
히로시마/나가사끼의 원폭피폭자의 발암에 대한 자료 갱신으로 인함.
② 방사선방어체계 수립
③ 결정 장기 대신 전신위해 하중인자 채택
④ 자연방사선 준위 고려
⑤ 종사자 연간선량한도(유효선량): 5년간 100 mSv 범위 내에서 연간 20 mSv 이내
⑥ 일반인 연간 선량한도(유효선량): 연간 1 mSv 이내
방사선 개인 피폭 선량 한도
mSv
| 구분 |
작업자 |
일반인 |
| ICRP -26 |
ICRP -60 |
ICRP -26 |
ICRP -60 |
확률적 영향 관리목정 유효선량 한도(E)
- 전신피폭 |
50 |
20 |
5 |
1 |
결정론적 영향 방지목적 등가선량한도(Hr)
- 국부피폭 |
|
|
|
|
| 눈의 수정체 |
150 |
150 |
52 |
15 |
| 단일장기 또는 조직 |
500 |
500 |
50 |
50 |
| 피부 |
- |
500 |
- |
50 |
| 손, 발 |
- |
500 |
- |
- |
조건부로 연간 50mSv 까지 허용되나 연속된 5년간의 연 평균선량이 20mSv를 넘을 수 없음. 자연피폭과 의료피폭은 제외
우리나라 원자력법에서 정한 기준은 ICRP No. 60을 1998년도부터 부분적으로 적용하여 오다가 2003년도에 전적으로 적용하게 되었다.
- ICRP No. 103 (2008년)
① 행위와 개입으로 대별된 방어 접근이 피폭상황(계획, 비상, 기존) 중심으로 개편
계획 피폭 : 의료 방사선 피폭
비상 피폭 : 사고, 고선량률 근접치료기(HDR)의 고장, 치료준위 핵의약품의 오투여
기존 피폭 : 용인되는 피폭 수준, 주거공간 공기 중 라돈
② 일부 방사선가중치와 조직 가중치의 수정
③ 개인선량 한도에는 변화없고, 사고수습을 하는 긴급작업의 종사자의 선량한도를 참고 준위로 정함.
④ 방사선의료절차의 정당성 확인 (예: CT 남용 방지, 지침에 따라 운용, 대안 검토)
⑤ 환자선량 권고량 (진단참고준위, Diagnostic reference level, DRL) 제시
⑥ 피폭의 3가지 범주
• 직무 피폭 (Occupational exposure)
• 일반인 피폭 (Public exposure)
• 의료 피폭 (Medical exposure): 환자 뿐 만 아니라 간병인, 보호자, 및 연구자의 피폭 포함
위해도 조정된 확률론적 영향의 명목 휘험계수 (10-2Sv-1)
| 피폭집단 |
암 |
유전결함 |
총 위험 |
| ICRP 103 |
ICRP 60 |
ICRP 103 |
ICRP 60 |
ICRP 103 |
ICRP 60 |
| 총인구 집단 |
5.5 |
6.0 |
0.2 |
1.3 |
6 |
7.3 |
| 종사자 |
4.1 |
4.8 |
0.1 |
0.8 |
4 |
5.6 |
ICRP 103(2007)
방사선 위험이 감소했으나 선량한도 수정 요구 수준은 아님
(2) ICRP 권고안
73 (1997년) : 의료에서의 방사선방어 및 안전
80 (1999년) : 방사성의약품에 의한 환자 선량
84 (1999년) : 임신과 의료방사선
85 (2000년) : 중재적 의료절차에서 방사선 상해의 예방
86 (2001년) : 방사선치료환자의 사고피폭 예방
87 (2001년) : 전산화단층촬영(CT)에서 환자선량 관리
93 (2003년) : 디지털방사선의학에서 환자선량관리
94 (2004년) : 비밀봉 방사성핵종으로 치료받은 환자의 퇴원
S2 (2001년) : 방사선과 당신의 환자: 의료인을 위한 지침
102 (2007년): Managing patient dose in multi-detector computed tomography(MDCT)
105 (2007년) : Radiological Protection in Medicine
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방사선 관련 용어 해설