유효선량

유효선량

방사선에 피폭한 사람에게 우려되는 영향은 크게 두 갈래로 나눌 수 있는데 첫째는 단기간에 다량의 방사선을 피폭함으로써 발생하는 결정론적 영향이며, 둘째로 낮은 선량에서도 발생할 수 있을 것으로 간주하는 확률론적 영향이다. 결정론적 영향은 높은 선량을 피폭한 경우에만 해당하므로 일상적인 방사선 취급과정에서 방사선 작업 종사자들이 피폭하는 선량의 범위에서는 후자인 확률론적 영향이 주된 관심 대상이다. 대표적 확률론적 영향은 방사선에 의한 암 유발이다. 그런데 일반적으로 발생하는 암의 역학적 특성을 보면 신체의 모든 조직에서 대등하게 발현하는 것이 아니라 위, 폐, 대장, 간 등 특정 조직에 집중하여 발생한다. 조직의 종류에 따라 암에 대한 민감도가 상이함을 의미한다. 봎ㄴ적으로 발현하는 암이 이러한 특성을 갖는다면 방사선에 의해 추가로 발생하는 암도 피폭한 조직의 종류에 따라 다를 것으로 간주할 수 있다. 즉, 근육이 피폭한 등가선량 1Sv와 위가 피폭한 등가선량 1Sv가 같은 위험을 부여하는 것이 아니다. 그러므로 방사선 피폭으로 인한 위험을 바르게 평가하기 위해서는 체내 각 장기가 받은 등가선량뿐만 아니라 각 장기나 조직의 암에 대한 민감도까지 고려되어야 한다. 더욱이 인체 내 각 조직의 등가선량은

• 피폭하는 방사선장의 불균일
• 인체의 자체차폐 효과
• 조직의 구성성분 및 밀도의 차이로 인한 흡수계수 차이

내부피폭의 경우에는 섭취된 방사성핵종의 체내 분포 불균형 등으로 인해 장기마다 차이가 있다. 그러므로 방사선에 피폭한 사람의 종합적인 위험을 평가하기 위해서는 등가선량보다 발전된 새로운 양이 필요하다. 이 새로운 양은 방사선피폭으로 인한 위험을 정량적으로 표현할 수 있고, 너무 복잡하지 않아야 한다. 이렇게 조직별 방사선 감수성이 다른 특성을 반영하되 방사선방호 실무에서 다루기가 용이한 하나의 양을 설정한다는 목적에서, 전신의 조직별 상대 위해를 가중평균한 등가선량 개념을 도입했는데 이 양이 유효선량이다. 유효선량의 기본 단위 역시 J/kg이며 특별명칭도 Sv를 그대로 사용한다. 따라서 Sv 단위로 표현된 어떤 선량이 등가선량인지 유효선량인지는 명시적으로 밝혀지지 않았다면 그것이 사용되는 문맥에서 판단해야 한다. 조직가중치는 각 조직의 상대적 암 위험에 해장한다. 다만 생식선에 대한 가중치는 암 위험뿐만 아니라 피폭자의 후손에서 발생할 수 있는 심각한 유전결함의 위험까지 고려한 것이다. 조직가중치를 설정하는 과정에서 위험은 인구집단을 구성하는 남녀노소에 대해 평균적으로 평가한다. 동일한 선량에서도 실질 위험은 피폭자의 성별, 피폭 당시의 연령, 피폭 후 경과시간, 개인적 유전 요소 등에 따라 다르지만 이러한 세부 특성을 방사선방호 일반에 모두 고려하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 단일한 평균값을 사용하기로 결정한 것이다. 나아가 조직 등가선량도 특정인의 조직이나 장기의 실질 선량을 적용할 수 없다. 같은 방사선장에 있더라도 개인의 체격에 따라 체내 조직 등가선량은 다르기 때문이다. 그래서 최소한으로 연령군별 체격 차이를 고려하는 것 외에는 개인적 체격 편차는 고려하지 않고 기준인 값을 적용한다. 체격 차이가 현저한 남성과 여성에 대해서는 그 평균을 적용한다. 어떤 피폭 상황에 대해 유효선량을 평가하기 위해서는 남성과 여성의 경우에 대해 등가선량 분포를 따로 산출하고 그 평균에 대해 조직가중치를 적용하여 유효선량으로 환산한다. 그러니까 남성만에 대해 또는 여성만에 대해서는 유효선량은 정의되지 않으며 가상의 기준인에 대해 정의된다. 이러한 유효선량의 특성 때문에 유효선량을 이해하고 적용하는 데는 몇 가지 주의가 필요하다. 유효선량은 방사선을 피폭한 특정 개인의 실질 선량을 충실히 나타내는 것은 아니며 평균적인 지표의 기능을 갖는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 유효선량은 하나의 양으로 낮은 선량에 피폭한 사람의 명목적이고 근사적인 종합 위험을 가늠하는 척도라는 의미를 갖는다. 

유효선량 사용에 대한 주의

위에서 보듯이 유효선량은 방사선피폭으로 인한 확률론적 영향에 대한 위험의 평균적 척도로 사용하기 위한 목적으로서, 그 산출에 사용된 조직가중치는 방사선에 의한 암 위험의 남녀노소 평균에 근거하고 있고 또 사용하는 등가선량도 평균적 성인 남성과 성인 영성에게서 예상되는 체내 조직의 등가선량을 남녀 평균한 값이다. 이처럼 유효선량이 평균적 위해 지표로 정의된 것이므로 이를 적용하거나 이를 이해하는 데에 주의가 필요하다. 무엇보다 유효선량이 남성도 아니고 여성도 아닌 그 평균에 대해 정의되어 있으므로 유효선량은 특정 개인의 고유한 선량이 아니며, 따라서 유효선량은 방사선을 피폭한 특정 개인의 위험을 평가하는 수단이 될 수 없다. 나아가 집단이라 하더라도 피폭한 결과에 대한 역학적 해석의 잣대로 유효선량을 사용할 수도 없다. 이 목적으로는 성별, 연령이 분명한 특정 소집단에 대해 개별 조직(장기)의 등가선량이 사용되어야 한다. 달리 표현하면 유효선량은 근사적 방사선 위해를 전망적으로 평가하거나 그 방호를 계획하는 목적으로 사용하기 위한 것이며, 나타난 결과를 소급하여 해석하는 목적으로 사용함에는 주의가 필요하다.

기준인과 기준모의체

개인은 체격이나 생리에 차이가 있다. 따라서 동일한 피폭조건에 놓이더라도 각 개인 체내 조직·장기의 선량은 동일하지 않다. 그러나 방사선방호 체계에 이러한 개인적 차이까지 반영할 수는 없기 때문에 대표적/전형적으로 보는 기준인을 정한다. 기준인은 남녀와 연령 그룹별로 체격과 조직 장기의 위치와 크기는 물론 기본적 대사 데이터까지 포함하여 정의된다.