낮은 선량 위험

낮은 선량 위험

ICRP가 제시하는 Sv 당 위험은 평균적인 개인에 대해 5%이다. 그러나 소위 방사선 작업 종사자의 직업상 피폭의 경우에는 피폭자가 18세 이상의 성인이므로 상대적으로 더 민감한 소년기 피폭이 배제되며 피폭 후 암 위험에 노출되는 기간도 상대적으로 짧아진다. 따라서 직업상 피폭자에 대한 암 위험 계수는 Sv 당 4%로 줄어든다.
피폭자 그룹의 범위를 더욱 좁히면 이 값은 또 변한다. 예를 들어 0.1Sv의 피폭을 받았더라도 피폭 연령이 5세라면 총 암 위험이 남자는 1.3%, 여자는 1.5%인데 반해서 피폭 연령이 45세라면 남자가 0.6%, 여자가 0.54%로 약 1/2~1/3로 감소한다. 피폭 조직에 따른 위험의 차이도 크다. 전신에 0.1Sv의 피폭을 가정할 때 피폭 연령이 5세인 남아는 백혈병 0.11%, 호흡기 1.2%, 소화기 0.36%, 기타 0.79%이며 여아는 백혈병 0.08%, 유방 0.13%, 호흡기 0.05%, 소화기 0.65%, 기타 0.63%로 된다. 이러한 차이는 피폭 조직에 따라 세포의 암에 대한 감수성의 차이에서 기인한다. 그러나 범위를 지나치게 좁히면 그 측정 소집단 또는 개인에 대해 적용할 위험의 근거가 상실하게 된다. 암이나 유전결함은 확률론적 영향이며 선량과 위험의 상관계수는 통계적 방법에 의해 도출된 것이므로 개별 표본에서는 통계적 유의성을 부여할 수 없기 때문이다. 예를 들어 10mSv를 피폭한 평균적 인구집단 1만명이 있다면 이로 인한 초과 암 사망자 수는 5명으로 산출하는 것은 의미가 있으나 1Sv를 피폭한 100명에게 같은 계산을 수행하여 5명이 암으로 사망할 것으로 산출하는 것은 적절하지 않다. 100명이라는 표본이 낮은 암 사망 확률을 고려하면 충분한 크기가 아니며 무엇보다 1Sv의 선량은 이미 결정론적 영향을 고려해야 하는 영역이다. 그런가 하면 역으로 0.1mSv를 피폭한 집단 1백만 명에 대해 같은 계산을 적용하는 것도 타당한지 의문이 있다. 이 경우에는 표본 수가 늘었으므로 통계적 관점에서는 더 합당하다고 볼 수 있으나 문제는 0.1mSv이라는 극히 낮은 선량에 큰 규모의 표본을 곱하여 같은 크기의 집단 선량을 얻고 여기에 같은 위험계수를 적용한 데에 있다. 0.1mSv의 선량은 2주 정도의 평균적인 자연 방사선 피폭선량에 지나지 않는데 이렇게 낮은 선량도 암을 증가시킬 것이라는 가정에 무리가 있다. 앞에서 밝힌 바와 같이 소위 문턱 없는 선형비례(LNT) 관계는 방사선 방호체계의 목적으로 가정한 것일 뿐 실제 낮은 선량에서도 선량에 비례하는 만큼의 암 위험이 있다는 것이 아니다. 암의 증가가 관찰된 데이터를 문턱선량이 없다는 가정 아래 직선 또는 곡선에 맞추면 작은 선량에서도 위험이 있는 것으로 평가되지만 데이터를 수학적으로만 최적으로 맞춘다면 어떤 선량에서 X축을 교차하여 음수로 내려갈 수도 있다. 이렇게 맞춘다면 발생빈도(또는 위험)가 음수인 영역은 방사선이 암을 증가시키는 것이 아니라 감소시킨다는 추론에 이른다. 이러한 현상을 소위 호메시스 효과로 부르는 것으로서 약학에서 높은 선량은 유해하지만 낮은 선량은 유익한 효과를 내는 현상이다. 방사선이 호메시스 효과가 있음을 시사하는 여러 가지 데이터도 존재하며 역학적, 세포생물학적 자료들이 생산되고 있다. 그러나 아직은 낮은 선량의 방사선이 암을 증가시킨다는 추론이 불확실하듯이 암을 감소시킨다는 추론도 역시 불확실하다. 따라서 방사선 방호 목적으로는 보수적 입장을 지켜 LNT 모델을 수용하고 있는 것이다. 방사선의 생물학적 영향에 대한 과학적 근거가 이러하므로 영향이 있는지 불확실한 매우 낮은 선량에까지 무한정 확대 합산하여 평가한 집단 선량에 평균적인 위험계수를 곱하여 잠재적인 위험을 평가하는 것이 부적절하다는 이유가 여기에 있다. 이에 따라 ICRP는 집단 선량 개념의 적용에 주의가 필요함을 강조하고 있다.
방사선 방호목적으로는 확률론적 영향에 대해서는 낮은 선량에서도 선량에 비례하는 크기의 위험이 따른다는 "문턱 없는 선형비례(LNT)"를 가정하고 있지만 일부에서는 이러한 근거가 충분하지 않으며 방사선 위험을 불필요하게 과장하고 있다는 반론도 있어 왔다.

LNT 모델에 대한 이견

약학에서 정립된 호메시스 효과가 방사선에서도 가능하다는 여러 연구자료가 축적되고 있다. 동물실험에서 수명연장이나 체중증가, 생식능력 활성화 등의 긍정적 효과에 관한 보고가 다수 있다. 사람에 대해서도 폐광의 라돈을 류마티스 치료에 응용한 전통적인 사례가 있다. 또, 원폭 피폭 시 100mGy 이하로 피폭된 어머니에게서 태어난 신생아의 표현형 이상빈도가 대조군에 비해 유의하게 낮았으며 239-Pu 체내 오염이 최대 허용 신체부하랑(MPBB) 정도인 소련의 원자력 종사자 그룹은 대조군에 비해 폐암 사망률이 유의하게(P<0.05) 낮았다. 그 밖에도 호메시스 효과에 대한 많은 보고가 있으며 참고문헌(Luckey 1999)에 정리되어 있다. 데이터의 요동과 편차가 큰 관측치를 어떤 함수에 맞추는 것은 사실 매우 임의적이다. 결과적으로 인체의 방사선 영향에 대해 주된 데이터원인 원폭 피해 생존자 역학 자료가 방사선에 의한 암 유발에 어떤 양(+)의 문턱선량이 존재하지 않음을 입증하지는 못하고 있다. 역학적 관점에서 LNT 모델과 일치하지 않는 자료는 백그라운드 선량률이 상대적으로 높은 지역에 거주하는 집단에서 암의 증가가 확인되지 않고 있다는 것도 들 수 있다.