방사선 피폭
Radiation exposure
방사선은 움직이는 형태의 에너지로 이온화와 비이온화로 [1]분류된다.이온화 방사선은 전자파 복사(물질 없음)와 입자 복사(물질 [1]있음)로 분류된다.전자기 복사는 에너지 패킷이라고 생각될 수 있는 광자로 구성되어 [1]파형의 형태로 이동한다.전자파 방사선의 예로는 X선과 감마선이 있다(사진 "전자파 방사선의 유형"[1] 참조).이런 종류의 방사선은 높은 [1]에너지 때문에 인체에 쉽게 침투할 수 있다.방사선 피폭은 [2]광자의 이온화 방사선에 의한 공기의 이온화 측정값이다.이는 특정 부피의 공기에서 방사선에 의해 해방된 전하를 해당 [2]공기의 질량으로 나눈 것으로 정의됩니다.의료 피폭은 국제방사선방호위원회(International Commission on Radiological Protection)가 자체 의료 또는 치과 진단 또는 치료의 일부로서 환자가 발생하는 피폭으로 정의한다. 직업상 피폭자 이외의 사람이 환자의 지원과 편안함을 자발적으로 돕는 한편, 의식적으로 피폭된 경우, 그리고 다음 프로그램의 자원봉사자에 의한 피폭이다.그들의 [3]노출에 관련된 생물의학 연구방사선과 관련된 일반적인 의료 검사 및 치료에는 X선, CT 스캔, 유방 촬영, 폐 환기 및 관류 스캔, 뼈 스캔, 심장 관류 스캔, 혈관 조영, 방사선 치료 [4]등이 포함됩니다.각 유형의 테스트는 자체 방사선 [3]피폭량을 가지고 있습니다.방사선 피폭으로 인한 건강상 악영향에는 결정론적 영향과 확률적 영향의 [3]두 가지 범주가 있다.결정론적 효과(유해한 조직 반응)는 높은 용량에 따른 세포의 사멸/오동작에 기인하며, 확률적 영향은 체세포의 돌연변이에 의해 야기된 노출된 개인의 암 발생 또는 생식세포의 [3]돌연변이에 의한 자손의 유전성 질병을 포함한다.
흡수선량은 방사선이 [1]물질에 축적하는 에너지의 양을 설명하는 데 사용된다.흡수 선량에 대한 일반적인 측정에는 rad 또는 방사선 흡수 선량, 회색 또는 Gy가 포함된다.선량 등가물은 인체 [1]조직에 대한 방사선의 영향을 계산합니다.이는 신체의 각 조직이 [1]방사선에 대한 민감도가 어떻게 다른지를 고려하는 조직 가중 계수를 사용하여 수행됩니다.유효선량은 [1]전신에 걸쳐 평균화된 방사선 위험이다.이온화 방사선은 사람에게 [1]암을 유발하는 것으로 알려져 있다.이는 [5][1]제2차 세계대전 중 일본 원폭 생존자를 추적한 수명 연구에서 알 수 있습니다. 50년 [5]동안 10만 명 이상이 추적되었고, 이 기간 동안 형성된 암의 10분의 1이 [6]방사능에 의한 것입니다.연구는 모든 고형 [6]종양에 대한 선형 선량 반응을 보여준다.이는 선량과 인체 반응 사이의 관계가 [6]직선임을 의미한다.
| 방사선 피폭 | |
|---|---|
공통 기호 | X |
| SI 단위 | C/kg |
기타 유닛 | 동작하지 않다 |
| SI 기준 단위 | Aµs/kg |
의료 영상촬영에서 저선량 방사선의 위험은 [7]입증되지 않았다.저선량 [7]방사선으로 인해 위험을 설정하기 어렵다.이것은 부분적으로 흡연, 화학 물질, 오염 [7]물질을 포함한 다른 발암 물질들이 환경에 있기 때문이다.일반 머리 CT의 유효 선량은 2 mSv입니다.[7]이는 1년 [5]동안 사람이 피폭된 배경 방사선량과 맞먹는 양이다.백그라운드 방사선은 자연방사성 물질과 [5]우주로부터의 우주 방사선에서 나온다.태아와 태아는 방사선 [8]피폭에 매우 민감한 것으로 간주됩니다.방사선 피폭에 의한 합병증에는 내부 장기의 기형, IQ의 저하, 암 [8]형성이 포함된다.SI 노출 단위는 킬로그램당 쿨롱(C/kg)으로, 뢴트겐(R)[9]을 크게 대체했습니다.1 뢴트겐은 0.000258 C/kg에 해당하며, 킬로그램당 1쿨롱의 노출은 3876 [9]뢴트겐에 해당합니다.
흡수 선량, 선량 당량 및 유효 선량
흡수 선량은 이온화 방사선이 [1]물질에 축적하는 에너지의 양이다.흡수 선량은 [1]방사선을 흡수하는 물질의 유형에 따라 달라진다.에너지가 1MeV인 감마선에 의한 1회 피폭의 경우, 공기 중 선량은 0.877rad, 물 속 선량은 0.975rad, 실리콘 내 선량은 0.877rad,[10] 인체 조직 평균 선량은 1rad가 된다."rad"는 방사선 흡수 [1]선량을 나타냅니다.이는 방사선 [1]피폭에 따른 선량을 평가하는 데 사용되는 특별한 선량측정량이다.인체 조직에 대한 또 다른 일반적인 측정치는 회색(Gy, International 또는 SI 단위)[1]입니다.이 문장에 대한 참조에는 이 [10]네 가지 재료에 대한 선량 변환에 대한 피폭을 제공하는 표가 있다.인체 조직과 장기에 축적된 에너지의 양은 [1]인체 측정의 기초가 된다.이러한 선량은 방사선 유형과 장기 및 [1]조직의 다른 민감도를 고려하여 방사선 위험으로 계산된다.
방사선이 인체 조직에 미치는 생물학적 영향을 측정하기 위해 유효 선량 또는 선량 당량을 사용한다.[1]선량 당량은 특정 장기나 [1]조직의 유효 방사선량을 측정한다.선량 당량은 다음 [1]방정식으로 계산된다.
선량 당량 = 흡수 용량 x 조직 가중 인자
조직 가중 계수는 [1]방사선에 대한 각 기관의 상대적 민감도를 반영합니다.
유효선량은 [1]전신에 걸쳐 평균화된 방사선 위험을 의미한다.그것은 노출된 모든 장기나 조직의 [1]등가 투여량의 합계이다.등가선량과 유효선량은 시버트(Sv)[1]로 측정된다.
예를 들어 사람의 소장과 위가 각각 [3]방사선에 노출되어 있다고 가정합니다.소장의 흡수선량은 100 mSv이고 위의 흡수선량은 70 mSv이다.다양한 기관의 조직 가중 계수가 다음 [3]표에 나열되어 있습니다.
| 조직 가중 계수 | |
|---|---|
| 골수(빨간색), 대장, 폐, 위, 유방, 부신, 흉외(ET) 부위, 담낭, 심장, 신장, 림프절, 근육, 구강 점막, 췌장, 전립선, 소장, 비장, 흉선, 자궁/경막. | 0.12 |
| 생식선 | 0.08 |
| 방광, 식도, 간, 갑상선 | 0.04 |
| 뼈 표면, 뇌, 침샘, 피부 | 0.01 |
소장의 선량 당량은 다음과 같다.
선량 당량 = 100 mSv x 0.12 = 12 mSv
위장에 상당하는 선량은 다음과 같다.
선량 당량 = 70mSv x 0.04 = 2.8mSv
유효 선량은 선량 당량(소장) + 선량 당량(소장) = 12mSv + 2.8mSv = 14.8mSv와 같다.이 방사선으로 인한 유해 영향의 위험은 14.8mSv가 전신에 균일하게 공급되는 것과 같습니다.
암 위험, 수명 연구, 선형 비임계 가설
이온화 방사선은 사람에게 [1]암을 발생시키는 것으로 알려져 있다.이에 대한 우리의 이해는 원자폭탄 [1][5]생존자의 암 발생률 관찰에서 비롯된다.수명 연구(LSS)는 일본 원폭 [5]생존자들의 건강에 미치는 영향에 대한 장기 연구이다.또한 우라늄 [5]광산에서 암 발생률이 증가하였다.그것은 다른 의학,[1][5] 직업, 환경 연구에서도 나타난다.여기에는 방사선 [5]진단 또는 치료 선량에 노출된 의료 환자가 포함된다.또한 자연방사선을 [5]포함한 환경방사선에 피폭된 사람도 포함된다.
LSS에서는 1958년부터 [6]1998년까지 105,427명(약 325,000명의 민간인 생존자 중)이 추적되었다.이 기간 동안 17,448개의 암이 [6]진단되었다.기준선 예측 암 발생률 또는 신규 암의 수는 약 [6]7,000명이다. 이러한 암 중 850개는 추정 선량이 0.005 [6]Gy 이상인 개인에서 진단되었다.즉,[7] 진단된 암의 11% 또는 10명 중 1명꼴인 원자폭탄 방사선 피폭에 의한 것이었다.인구는 히로시마와 나가사키 거주자의 3대 그룹을 포함하도록 선택된 사람들로 정의되었다.
그 hypocenter의 2.5km이내에서 이 폭격(행운을 빕니다!), 당시(1)원자 폭탄 생존자들이다.
이들은(2)생존자들 사이에 2.5와hypocenter 행운을 빕니다!(또는no-dose 그룹)의 10km로.
양쪽 도시(NIC)의 폭탄 테러(no-exposure 그룹)시간에 hypocenter에서 일시적으로 양쪽 히로시마나 나가사키에 있지 않거나(3)주민들 이상 10km이다.[6]
전반적으로, 개개인은 넓은 선량 범위(이하 0.005끝무렵 4끝무렵까지)에 노출되었다.[7]또한 나이에 범위는 아주 넓다.[7]약 4만 5천명 0.005끝무렵 또는 5mSv에 노출되었다.[6]이 연구 모든 고체의 종양에 대한 선형 선량 반응을 보여 준다.[6]이 선량과 인체 반응의 관계는 직선을 의미한다.[6], 그래프의 제목을 보세요 한 예를 살펴보려면"선형 그래프이다."선형 선량 반응 또한 인체 반응의 변화 속도는 그 어느 선량에서 똑같다는 것을 의미한다.[7]
국제 방사선 방호 위원회(ICRP)에 어떻게 결정론적 효과 또는 해로운 조직 반응 일어난다에 대해 설명합니다.[5]있습니다. 그것은 몸에 세포의 임상 방사선 손상을 일으키는 발단 선량이다.[5]그 선량이 증가하면 부상의 심각성이 증가한다.[5]이것은 또한 조직 회복을 손상시킨다.[5]그 IRCP 또한 암 방사능 노출에 이어개발에 대해 설명합니다.[5]이 DNA손상 반응 과정을 통해 일어난다.[5]최근 수십 년 동안, 이러한 [5]관점을 뒷받침하는 세포와 동물 데이터가 증가했습니다.단, 약 100 mSv 이하의 [5]선량에서는 불확실성이 있다.암 발병률은 관련 장기 및 조직에서 [5]등가 용량에 따라 상승할 것으로 가정할 수 있다.따라서 위원회는 이 가정에 [5]근거해 권고안을 제시한다.이 임계값인 100 mSv 미만의 선량은 [5]암 발생 확률을 직접적으로 증가시킨다.이 선량-반응 모델은 '선형-비임계' 또는 LNT로 알려져 있다.모형을 보려면 "선형-비임계 모형의 반응 곡선 선량" 그래프에서 점선을 참조하십시오.저선량에서의 이러한 불확실성 때문에 위원회는 가상의 암 [5]환자 수를 계산하지 않는다.
의료 영상 방사선 및 백그라운드 방사선
의료 영상촬영에서 저선량 방사선의 위험은 [7]입증되지 않았다.저선량 [7]방사선과 관련된 위험을 설정하기는 어렵다.그 이유 중 하나는 방사선 피폭과 [7]암 발생으로 인해 오랜 시간이 걸리기 때문이다.또한 자연발생적인 [7]암도 있습니다.인구의 암 증가가 저선량 [7]방사선에 의한 것인지 아닌지는 판단하기 어렵다.마지막으로, 우리는 다른 강력한 발암 물질이 이러한 [7]연구 결과에 영향을 미칠 수 있는 환경에 살고 있습니다.여기에는 화학 물질, 오염 물질, 담배 연기 [7]등이 포함됩니다.
일반적인 의료 영상 진단 [7]검사의 유효 용량에 대해서는 표를 참조하십시오.
| 검사의 종류 | 유효 선량(mSv) | 동일한 유효 선량을 초래하는 흉부 X선 수 |
|---|---|---|
| 두개골 방사선 촬영(X선) | 0.015 | 1 |
| 흉부 엑스레이 | 0.013 | 1 |
| 요추 X선 | 0.44 | 30 |
| 복부 X선 | 0.46 | 35 |
| 골반 X선 | 0.48 | 35 |
| 스크리닝 맘모그래피 (4뷰) | 0.2 | 15 |
| 치과용 X선(구강 내) | 0.013 | 1 |
| 형광 투시 진단: 바륨 삼키기 | 1 | 70 |
| 심장 혈관 조영 | 7 | 500 |
| 헤드 CT | 2 | 150 |
| 흉부 CT | 10 | 750 |
| 복부 CT | 10 | 750 |
| 골반 CT | 7 | 500 |
이것은 방사선의 [5]백그라운드 레벨과 비교된다.백그라운드 방사선은 자연방사성 물질과 [5]우주로부터의 우주 방사선에서 나온다.라돈 가스는 연간 약 3mSv의 [5]선량으로 환경으로부터 지속적으로 이러한 방사선에 피폭된다.[11] 라돈 가스는 연간 약 2mSv로 백그라운드 방사선의 가장 큰 선원인 방사성 화학 원소이다.이는 두부 CT와 유사합니다(표 참조).다른 원천으로는 우주 방사선, 물에 용해된 우라늄과 토륨, 그리고 내부 방사선 등이 있다.[12]의료 영상 외에도, 인간이 만든 다른 방사선 선원에는 건물 및 도로 건설 재료, 가스와 석탄을 포함한 가연성 연료, 텔레비전, 연기 감지기, 발광 시계, 담배, 일부 도자기 등이 참조 [13]자료에 포함된다.아래는 다양한 종류의 식품에 소량의 [14]방사선이 포함되어 있는 방법에 대한 미국 원자력규제위원회(Nuclease at the nuclear regulatory committee 。방사선의 선원은 방사성 칼륨-40(40K), 라듐-226(226Ra) 및 기타 [14]원자이다.
| 식품 내 천연 방사능 | ||
|---|---|---|
| 음식. | 40K (pCi/kg) | 226Ra (pCi/kg) |
| 바나나 | 3,520 | 1 |
| 당근들 | 3,400 | 0.6 – 2 |
| 화이트 포테이토즈 | 3,400 | 1 – 2.5 |
| 리마빈(생) | 4,640 | 2 – 5 |
| 붉은 고기 | 3,000 | 0.5 |
| 브라질 견과류 | 5,600 | 1,000 – 7,000 |
| 맥주 | 390 | --- |
| 식수 | --- | 0 – 0.17 |
배아 및 태아에 대한 위험
태아와 태아는 방사선 [8]피폭에 매우 민감한 것으로 간주됩니다.치사율이 가장 높은 것은 이식 전 [8]기간이다.이것은 회의 [8]후 10일째까지의 내용입니다.기형은 일반적으로 장기 [8]형성 후에 발생한다.이것은 세 개의 배아층(외배엽, 내배엽, 중배엽)이 [15]태아의 내부 기관을 형성하는 발달 단계이다.추정 선량 임계값은 0.1 Gylow-Linear-Energy-Transfer(LET) 방사선이며, 이 기간은 일반적으로 14일 - 50일에 발생한다.[8]동물 데이터는 기형이 약 100 [3]mGy의 선량에서 유발된다는 생각을 뒷받침한다.또 다른 리스크는 인텔리전스 지수([8]IQ)의 감소입니다.가장 민감한 기간은 회의 [8]후 8~15주입니다.IQ는 IQ 포인트/Sv가 30 포인트 감소하여 심각한 지적 [8]장애를 초래할 수 있습니다.기형은 최소 300 [3]mGy의 선량 임계값에서 발생하기 시작한다.암은 일반적으로 임신 [8]51일에서 280일 사이에 발생하는 방사선 조사에 의해서도 유발될 수 있다.대부분의 엑스레이 촬영은 임신 [8]3개월 동안 일어난다.임신 [8]3개월기의 방사선 피폭에 대한 정보는 희박하다.그러나 데이터에 따르면 상대 위험은 2.[8]7입니다.상대위험은 한 그룹 대 다른 그룹에서의 결과 확률의 척도이다.이 경우, 임신 3개월기의 암 발생 위험은 임신 3개월기의 암 발생 위험보다 2.7배 높다.또한, 유엔 원자력 방사선의 효과에 관한 과학 위원회는 첫 3개월 [16]동안 초과 상대 위험을 계산했다.mGy당 0.28입니다.[16]초과 상대위험은 노출 인구의 질병 비율을 노출되지 않은 모집단의 질병 비율로 나눈 값이다. - 1.0이다.[3]즉, 임신 3개월기의 방사선 조사로 인한 암 위험이 임신 3개월기의 경우보다 28% 더 높습니다.
의료 영상 및 치료에서 방사선의 이점
의료 [17]영상 촬영의 방사선을 사용하면 여러 가지 이점이 있습니다.영상 검사는 암을 조기에 발견하여 사망 [17]위험을 줄이기 위해 사용됩니다.그것은 또한 심각한 생명을 제한하는 의학적 상태를 가질 위험을 줄이고 수술을 [17]피할 수 있다.이러한 검사에는 폐암 검진, 유방암 검진 [17][18]등이 포함됩니다.방사선은 또한 많은 다른 종류의 [19]암에 대한 치료제로 사용된다.전체 암 환자의 약 50%가 방사선 [19]치료를 받는다.방사선 치료는 암세포를 파괴하여 암세포의 성장을 [19]막는다.암 외에도 심장마비, 폐색전증, [20][21][22]폐렴과 같은 생명을 위협하는 질병을 진단하기 위해 많은 종류의 의학 영상이 사용된다.
노출률 상수
감마선 필드는 노출 속도(예: 시간당 방사선량 단위)로 특징지을 수 있다.점 선원의 경우, 노출 속도는 선원의 방사능에 선형으로 비례하고 [23]거리의 제곱에 반비례한다.
- F = δ×α / r2
여기서 F는 피폭률, r은 거리, α는 선원 활성, δ는 피폭률 상수로 감마선 선원으로 사용되는 특정 방사성핵종에 따라 달라진다.
아래 표는 다양한 방사성핵종에 대한 피폭 속도 상수이다.그들은 센티미터 [24]단위의 거리에서 밀리큐리 단위로 주어진 활동에 대해 시간당 방사선으로 노출 속도를 제공한다.
| 방사성핵종 | 노출률 상수 |
|---|---|
| 코발트-60 | 12.838 |
| 몰리브덴-99 | 1.03 |
| 테크네튬-99m(6시간) | 0.720 |
| 팔라듐 매개체(필터링되지 않은) | 1.48[25] |
| 실버~110m(250일) | 14.9 |
| 세슘-137 | 3.400 |
| 요오드-125(여과되지 않음) | 1.46[25] |
| 이리듐-192(여과되지 않음) | 4.69[25] |
| 라듐-226 | 8.25 |
방사선 측정량
다음 표는 SI 단위 및 비 SI 단위로 방사선량을 보여줍니다.
| 양 | 구성 단위 | 기호. | 파생 | 연도 | SI 당량 |
|---|---|---|---|---|---|
| 액티비티(A) | 베크렐 | Bq | s−1. | 1974 | SI 단위 |
| 퀴리 | Ci | 3.7 × 10초10−1 | 1953 | 3.7×1010 Bq | |
| 러더포드 | Rd | 10초6−1 | 1946 | 1,000,000 Bq | |
| 노출(X) | 킬로그램당 쿨롱 | C/kg | 공기량 Cµkg−1 | 1974 | SI 단위 |
| 동작하지 않다 | R | esu / 0.001293g의 공기 | 1928 | 2.58 × 10−4 C/kg | |
| 흡수 선량(D) | 잿빛 | Gy | jkg−1 | 1974 | SI 단위 |
| 그램당 에르고 | erg/g | 에르고그−1 | 1950 | 1.0 × 10−4 Gy | |
| rad | rad | 100 erg−1 | 1953 | 0.010 Gy | |
| 등가 선량(H) | 시버트 | Sv | Jkg−1×WR | 1977 | SI 단위 |
| 뢴트겐 당량자 | 기억하다 | 100 erg−1 x WR | 1971 | 0.010 Sv | |
| 유효 선량(E) | 시버트 | Sv | Jkgkg−1×WR×WT | 1977 | SI 단위 |
| 뢴트겐 당량자 | 기억하다 | 100 erg−1 × WR × WT | 1971 | 0.010 Sv |
미국 원자력규제위원회는 SI [26]단위와 함께 퀴리, 라디, 렘 단위의 사용을 허용하고 있지만, 유럽연합 유럽 측정지침 단위는 1985년 [27]12월 31일까지 "공공보건 ... 목적"을 위한 사용을 단계적으로 중단할 것을 요구했다.
레퍼런스
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- Glenn F. Knoll, 방사선 검출 및 측정, 제4판, 2010, John Wiley and Sons, Inc.
- Andrew Holmes-Sidle and Len Adams, 방사선 효과 핸드북, 제2판, 2002, 옥스포드 대학 출판부
메모들
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