커밋 선량

Committed dose

방사선방호 선량은 방사성물질의 인체에 섭취로 인한 확률적 건강위험의 척도다. 이러한 맥락에서 확률적(stochastic)은 낮은 방사선량으로 인한 암유도 및 유전적 손상의 확률로 정의된다. SI 측정 단위는 시버트다.

내부 선원의 커밋 선량은 외부 선원에서 전신에 균일하게 적용되는 유효 선량의 동일한 양 또는 신체 일부에 적용되는 동일한 양의 등가선량과 동일한 유효 위험을 나타낸다. 커밋 선량은 방사선 질환과 같은 결정론적 효과에 대한 척도로 의도된 것이 아니며, 이는 반드시 발생할 건강 영향의 심각도로 정의된다.

국제방사선방호위원회(ICRP)가 제안한 방사선 위험은 시버트 1명의 유효 선량이 암에 걸릴 확률이 5.5%라고 예측한다. 그러한 위험은 내부 및 외부 방사선량의 합이다.[1]

ICRP 정의

ICRP는 "인체에 통합된 방사성핵종은 신체 반감기와 신체 내 생물학적 보존에 의해 결정된 기간에 걸쳐 조직을 조사한다"고 명시하고 있다. 따라서 그들은 섭취 후 수개월 또는 수 년 동안 신체 조직에 선량을 발생시킬 수 있다. 방사성핵종에 대한 피폭과 장기간에 걸친 방사선량의 축적을 규제할 필요성은 커밋된 선량량의 정의로 이어졌다."[2]

ICRP는 개별 커밋 선량에 대해 두 개의 선량 양을 정의한다.

  • 커밋 등가선량은 방사성 물질을 기준인에 의해 체내에 섭취한 후 개인이 받게 되는 특정 조직이나 장기의 등가선량 비율의 시간 적분이다. 여기서 t는 연도의 통합 시간이다.[3] 이것은 특히 외부 등가선량과 유사한 방식으로 특정 조직이나 장기의 선량을 가리킨다.
  • 커밋 유효선량은 커밋된 장기 또는 조직 등가선량과 적절한 조직 가중 인자 W의T 생산물의 합계인데, 여기서 t는 섭취 후 몇 년 동안의 통합 시간이다. 약속 기간은 성인은 50세, 어린이는 70세까지입니다.[3] 이것은 특히 외부 유효 선량과 유사한 방식으로 전신에 대한 선량을 가리킨다. 커밋 유효 선량은 선량 한도 준수를 입증하는 데 사용되며 규제 선량 한도 준수의 기록, 보고 및 소급 입증에 사용되는 직업상 피폭에 대한 "기록 선량"에 입력된다.[4]

ICRP는 추가로 "내부 피폭의 경우, 유효 선량은 일반적으로 생체검사 측정 또는 기타 양(예: 체내 또는 매일 배설물에 유지되는 활동)의 방사성핵종 섭취에 대한 평가에서 결정된다"고 명시하고 있다. 방사선량은 권장 선량 계수를 사용하여 섭취에서 결정된다."[5]

선량 흡입

방사성 물질의 섭취는 다음의 네 가지 경로를 통해 발생할 수 있다.

  • 라돈 등 대기 오염물질 흡입
  • 오염된 식품 또는 액체의 섭취
  • 피부를 통한 삼중수소 산화물과 같은 증기의 흡수
  • 테크네튬-99m 등 의료용 방사성 동위원소 주입

요오드-131과 같은 일부 인공 방사성 동위원소는 화학적으로 신체가 필요로 하는 자연 동위원소와 동일하며, 개인이 그 원소의 결함을 가지고 있다면 더 쉽게 흡수될 수 있다. 예를 들어, 피폭 직후 경구 투여하는 요오드화칼륨(KI)은 원자력 발전소에서 사고나 공격이 발생할 경우 섭취한 방사성 요오드로부터 갑상선을 보호하거나 방사성 요오드를 방출하는 핵폭발물의 폭발로부터 갑상선을 보호하는 데 사용될 수 있다.

다른 방사성 동위원소는 플루토늄과 같은 특정 조직과 뼈에 친화력을 가지고 있으며, 이질성에도 불구하고 수년 동안 그곳에 보존될 수 있다. 요약하자면, 모든 방사선이 해로운 것은 아니다. 방사선은 여러 경로를 통해 흡수될 수 있으며, 상황의 상황에 따라 변화한다. 방사성 물질이 필요한 경우 특정 원소의 안정적인 동위원소를 통해 구전으로 섭취할 수 있다. 그러나 방사성 물질은 매우 적은 양으로 건강에서 해로울 수 있기 때문에 이러한 원소가 부족한 사람들에게만 이 방법을 제안한다. 방사선을 흡수하는 가장 해로운 방법은 흡수하는 것이다. 왜냐하면 얼마만큼의 양이 몸에 들어올지 조절하는 것은 거의 불가능하기 때문이다.[6]

물리적 요인

방사선의 근원에 가까울수록 방사선이 증가하며, 내부 선원의 거리나 차폐가 불가능하기 때문에, 체내 방사성 물질은 체외에서 보통보다 훨씬 더 높은 선량을 숙주 장기에 전달할 수 있다. 특히 피부와 의복에 의해 쉽게 차폐되는 알파와 베타 방출체에 대해서는 더욱 그러하다. 일부 사람들은 세포 연구에서 외부 알파 방사선에 대해서도 증가된 효과를 관찰할 수 있지만 알파의 상대적 생물학적 효과성이 높은 것은 세포가 초우라늄 금속을 게놈에 매우 근접하게 세포핵으로 흡수하려는 경향 때문일 수 있다는 가설을 세웠다. 등가선량과 유효선량에 대한 계산에서와 같이, 커밋선량은 방사선 유형의 상대적 생물학적 효과에 대한 보정과 조직 민감도에 대한 가중치를 포함해야 한다.

기간

단일 섭취의 선량률은 방사성 붕괴와 생물학적 붕괴(즉, 신체의 배설)로 인해 시간이 지남에 따라 감소한다. 물질의 유효 반감기로 불리는 방사성 및 생물학적 반감기는 의료용 방사성 동위원소의 경우 몇 시간에서 수십 년까지 다양할 수 있다. 확약선량은 유기체의 남은 추정 수명에 대한 붕괴 선량률의 정수다. 대부분의 규제는 성인기 동안 섭취할 경우 50년 이상, 유아기 동안 섭취할 경우 70년 이상 복용할 것을 요구한다. 선량측정 회계에서 전체 유효 선량은 조직이 실제로 이 선량을 누적하는 데 수년이 걸릴 수 있음에도 불구하고 흡수 연도에 보수적으로 할당된다.

측정

참고 항목: 내부 선량측정

확약 선량을 측정하는 직접적인 방법은 없다. 전신수집, 혈액시료, 소변시료, 대변시료, 생체검사, 섭취량 측정 등의 데이터를 분석하여 추정할 수 있다.

전신수집(WBC)은 가장 직접적인 접근법이지만 몇 가지 한계가 있다: 삼중수소와 같은 베타 방출체를 검출할 수 없다; 방사성 동위원소가 결합될 수 있는 화합물에 대한 화학적 정보를 제공하지 않는다; 검출된 방사성 동위원소의 성격에 대해 결론을 내리지 못할 수 있으며, 여러 가지 소르코에 영향을 받는 복잡한 측정이다.es 측정 및 교정 오류.

혈액 검체, 소변 검체, 대변 검체 및 생체검사 분석은 오염물질의 화학적 및 동위원소 특성, 인체 내 분포 및 제거 속도에 대한 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다. 소변 샘플은 삼중수소 섭취를 측정하는 표준 방법이고 대변 샘플은 초우라늄 섭취를 측정하는 표준 방법이다.

체내에 흡수된 방사성 물질의 성질과 양이 알려져 있고, 이 물질의 신뢰할 수 있는 생화학적 모델을 이용할 수 있다면, 이는 전도선량을 결정하기에 충분할 수 있다. 직업적 또는 사고 시나리오에서 대략적인 추정치는 사람들이 노출되었던 환경의 측정에 근거할 수 있지만, 이는 호흡률과 위생 관행에 대한 준수와 같은 요인을 고려할 수는 없다. 섭취량과 그 생화학적 영향에 대한 정확한 정보는 일반적으로 방사선 의약품이 주입 전 방사선량 교정기에서 측정되는 의료 상황에서만 이용할 수 있다.

연간 섭취한도(ALI)는 성인 근로자의 체내에 흡입 또는 섭취에 의해 섭취되는 방사성 물질의 양에 대한 유도한계다. ALI는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있는 특정 방사성핵종의 연간 섭취량이다.

  • "기준 인체"에 대한 유효 선량당량 0.02Sv(2rem) 또는
  • 개별 장기 또는 조직에 대한 0.2Sv(20 렘)의 커밋 선량당량

어떤 복용량이 더 적든 [7]간에

건강 효과

신체에 방사성 물질을 섭취하면 암의 위험과 다른 확률적 영향을 증가시키는 경향이 있다. 국제방사선방호위원회는 암 발병률이 시버트당 5.5%의 비율로 유효 선량으로 선형적으로 증가하는 모델을 제안했다.[8] 이 모델은 외부 방사선에 대해 널리 받아들여지고 있지만, 내부 오염에 대한 적용은 논란이 되고 있다. 이 모델은 플루토늄 먼지에 노출된 로스 알라모스 국립 연구소의 초기 근로자들의 암 발생률이 낮았고 체르노빌 사고[citation needed] 이후 어린이들의 갑상선 암 발생률이 높다는 점을 설명하지 못하고 있다. 비공식적인[9] 유럽 방사선 위험 위원회는 내부 피폭에 사용되는 ICRP 모델에 의문을 제기하였다.[10][unreliable source?] 그러나 영국 국립방사선방호위원회 보고서는 내부 방출체의 선량과 위험 추정에 대한 ICRP 접근방식을 지지하며 이러한 접근방식이 최선의 추정치여야 하며 관련 불확실성에 더 많은 주의를 기울여야 한다는 CERRIE 결론에 동의한다.[11]

헌신적인 선량과 암 사이의 진정한 관계는 거의 확실히 비선형이다.[citation needed] 예를 들어, 요오드-131은 방사선의 결과로 암이 될 수 있는 갑상선 조직을 죽이는 경향이 있기 때문에 동위원소의 높은 선량은 때때로 낮은 선량보다 덜 위험하다는 점에서 주목할 만하다. Graves병 치료를 위한 고선량 I-131 연구는 대부분 적당한 용량에서 I-131 흡수로 갑상선암 위험이 선형적으로 증가함에도 불구하고 갑상선암의 증가를 발견하지 못했다.[12]

공공의 내부 노출은 음식과 물의 방사성 함량에 대한 규제 한계에 의해 제어된다. 이러한 한계는 일반적으로 베크렐/kg 단위로 표시되며, 각 오염 물질에 대해 서로 다른 한도가 설정된다.

매우 많은 양의 방사성 물질을 섭취하면 드물게 급성 방사선 증후군(ARS)을 유발할 수 있다. 그 예로는 알렉산더 리트비넨코 독살과 라이드 다스 네베스 페레이라가 있다. 이러한 경우 내부 오염이 ARS의 원인이었다는 데에는 의심의 여지가 없지만, 어떤 양의 커밋 선량이 ARS 증상을 유발할 수 있는지 규명하기에는 자료가 충분하지 않다. ARS가 우려되는 대부분의 시나리오에서 외부 유효 방사선량은 대개 내부 선량보다 훨씬 더 위험하다. 일반적으로 내부 피폭과 관련하여 가장 큰 우려는 방사성 물질이 장기간 체내에 머물러 최초 피폭이 중단된 후 오랫동안 누적 선량을 "허용"할 수 있다는 것이다. Eben Byers와 라듐 소녀를 포함한 100명 이상의 사람들이 10 Gy를 초과하는 선량을 투여받았고 암이나 자연적인 원인에 의해 사망하게 되었다. 반면, 같은 양의 급성 외부 선량은 ARS에 의한 조기 사망의 원인이 될 것이다.[13]

예

다음은 내부 노출의 일련의 예들이다.

  • 소로트라스트
  • 정상인 내에 존재하는 칼륨-40에 의한 노출.
  • 소의 우유에서 Sr과 같은 수용성 방사성 물질의 섭취에 대한 노출.
  • 방사성 동위원소를 약(대개 액체 또는 알약)으로 사용하는 밀봉되지 않은 선원 방사선 치료법으로 암 치료를 받고 있는 사람. 이 주제에 대한 리뷰는 1999년에 출판되었다.[14] 방사능 물질이 영향을 받는 물체와 밀접하게 혼합되기 때문에 내부 노출이 발생하는 경우 물체나 사람의 오염을 제거하기가 어려운 경우가 많다. 이산화 우라늄 매트릭스 내의 핵분열 생성물과 같은 일부 매우 불용성 물질은 결코 실제로 유기체의 일부가 될 수 없을 수도 있지만, 폐와 소화관의 그러한 입자들을 내부 노출을 초래하는 내부 오염의 한 형태로 간주하는 것은 정상이다.
  • 붕소 중성자 포획 요법(BNCT)은 종양 세포에 우선적으로 결합하는 붕소-10 태그 화학물질을 주입하는 것을 포함한다. 원자로에서 나오는 중성자는 BNCT 치료에 적합한 중성자 에너지 스펙트럼에 중성자 감속재에 의해 형성된다. 종양에는 선택적으로 이 중성자가 주입된다. 중성자는 체내에서 빠르게 느려져 저에너지 열 중성자가 된다. 이 열 중성자는 주입된 붕소-10에 의해 포획되어 리튬-7로 분해되는 흥분된 (보론-11)을 형성하고 헬륨-4 알파 입자는 둘 다 촘촘한 간격으로 전리방사선을 생성한다. 이 개념은 암 치료를 위해 두 개의 분리된 성분을 사용하는 2진법으로 설명된다. 각 성분 자체는 세포에 비교적 무해하지만 치료를 위해 함께 결합하면 치명적(5~9마이크로미터 또는 약 1개의 세포 직경)인 높은 세포사멸(세포독성) 효과가 발생한다. 현재 핀란드와 일본에서 유망한 결과를 가진 임상시험이 진행되고 있다.

관련수량

미국 원자력규제위원회는 미국 규제 시스템 내에서만 사용하도록 커밋된 선량의 계산을 위해 일부 비 SI 수량을 정의한다. 그들은 국제 ICRP 방사선 방호 시스템 내에서 사용되는 것과 다른 이름을 가지고 있으므로, 다음과 같다.

  • CDE(committed dose equivalent, CDE)는 조직 감도를 위해 가중치 없이 내부 소스로부터 특정 장기 또는 조직이 받은 등가선량이다. 이는 본질적으로 최종 선량측정 수량과 직접 비교할 수 없는 중간 계산 결과다.
  • CEDE 선량(HE,50)은 미국 연방규제법 제10조 제20.1003항에서 정의한 유효선량당량(CEDE)으로 조사된 신체기관 또는 조직의 각 장기 또는 조직에 대한 유효선량당량 곱에 해당하는 가중 인자(WT)를 곱한 값이다. 휴지[15]

미국과 ICRP 선량 수량 시스템 간의 혼동은 ICRP가 "운영적 수량"이라고 부르는 Q 값(선형 에너지 전달 - LET)을 사용하여 계산한 양에만 "선량 등가"라는 용어가 1991년부터 ICRP 시스템 내에서 사용되었기 때문에 발생할 수 있다. 그러나 미국 NRC 시스템 내에서 "선량 등가"는 조직과 방사선 가중인자를 사용하여 계산되는 수량의 명칭을 지정하는 데 여전히 사용되고 있으며, ICRP 시스템에서는 이를 "유효 선량"과 "유효 선량"이라고 하는 "보호 수량"으로 알려져 있다.[16]

참고 항목

참조

  1. ^ ICRP 간행물 103 - 단락 83.
  2. ^ ICRP 간행물 103 문단 140
  3. ^ a b ICRP 간행물 103 - 용어집.
  4. ^ ICRP 간행물 103 - 문단 B225 및 용어집.
  5. ^ ICRP 간행물 103 - 144항.
  6. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2015-09-24. Retrieved 2014-10-31.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  7. ^ ICPR: 2015-06-22 웨이백 머신에 보관된 상담 보고서 초안
  8. ^ Icrp (2007). The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Annals of the ICRP. ICRP publication 103. Vol. 37. ISBN 978-0-7020-3048-2. Archived from the original on 16 November 2012. Retrieved 17 May 2012.
  9. ^ Blears, Hazel (4 March 2003). "Written answers: Radiation". Hansard. ECRR is not a formal scientific advisory committee to the European Commission or to the European Parliament
  10. ^ European Committee on Radiation Risk (2010). Busby, Chris; et al. (eds.). 2010 recommendations of the ECRR : the health effects of exposure to low doses of ionizing radiation (PDF) (Regulators' ed.). Aberystwyth: Green Audit. ISBN 978-1-897761-16-8. Archived from the original (PDF) on 21 July 2012. Retrieved 18 May 2012.
  11. ^ 영국 HPA, 2005년 내부방사선 방출체(CERRIE)의 방사선 위험성 검토 위원회 보고서에 대한 국가방사선방호위원회의 반응
  12. ^ Rivkees, Scott A.; Sklar, Charles; Freemark, Michael (1998). "The Management of Graves' Disease in Children, with Special Emphasis on Radioiodine Treatment". Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 83 (11): 3767–76. doi:10.1210/jc.83.11.3767. PMID 9814445.
  13. ^ Rowland, R.E. (1994). Radium in Humans: A Review of U.S. Studies (PDF). Argonne National Laboratory. Retrieved 24 May 2012.
  14. ^ Wynn, Volkert; Hoffman, Timothy (1999). "Therapeutic Radiopharmaceuticals afrtin=2+3=9000" (PDF). Chemical Reviews. 99 (9): 2269–92. doi:10.1021/cr9804386. PMID 11749482.
  15. ^ NRC 용어집
  16. ^ "방사선 선량측정의 혼란스러운 세계" - M.A. 보이드, 폐기물 관리 회의서 2009, 미국 환경보호청. 미국과 ICRP 선량측정 시스템 간의 차이에 대한 설명.

외부 링크