유효 선량(방사선)

유효선량은 방사선방호 국제위원회(ICRP) 시스템의 선량량이다.^[1]

인체의 모든 특정 조직과 장기의 등가 선량의 조직 가중치 합이며, 낮은 수준의 이온화 ^[2][3]방사선의 암 유도 및 유전적 영향의 확률인 전신에 대한 확률적 건강 위험을 나타낸다.방사선의 유형과 조사되는 각 장기 또는 조직의 특성을 고려하고, 전체 계산된 유효 선량을 산출하기 위해 내부 및 외부 방사선의 다양한 수준과 유형으로 인한 장기 선량의 합계를 가능하게 한다.

유효선량에 대한 SI 단위는 시버트(Sv)로,^[4] 암에 걸릴 확률이 5.5%에 달한다.유효 선량은 발생이 확실한 급성 조직 손상의 심각도이며 흡수 ^[5]선량에 의해 측정되는 결정론적 건강 영향의 척도로 의도된 것은 아니다.

유효 선량의 개념은 볼프강 야코비에 의해 개발되어 1975년에 발표되었으며, 매우 설득력이 있어 ICRP는 이를 1977년 일반 권고(출판물 26)에 "유효 선량 등가물"^[6]로 통합했다."^[7]유효 선량"이라는 이름은 1991년에 "유효 선량 당량"이라는 이름을 대체했다.1977년 이후 ICRP 국제 방사선 ^[1]방호 시스템의 선량 제한에 대한 중심량이 되었다.

사용하다

ICRP에 따르면, 유효 선량의 주요 용도는 방사선 방호 계획 및 최적화를 위한 사전 선량 평가와 규제 목적의 선량 한계 준수 입증이다.따라서 유효 선량은 규제 ^[8]목적을 위한 중심 선량량이다.

ICRP는 또한 유효 선량이 다양한 유형의 외부 방사선과 방사성핵종 ^[9]섭취에 따른 전신 및 부분 신체 피폭의 선량을 합산할 수 있게 해주기 때문에 방사선 방호에 상당한 기여를 했다고 말한다.

외부 선량 사용

등가선량은 조사된 조직을 고려하지 않고 방사선 유형만 고려하기 때문에 인체 부분 또는 불균일한 조사에 유효선량을 계산해야 한다.다양한 신체 조직은 이온화 방사선에 다른 방식으로 반응하기 때문에, ICRP는 조사 영역이 알려진 경우 부분 조사 효과를 계산할 수 있도록 특정 조직과 장기에 민감도 인자를 할당했다.^[10]신체 일부만 조사하는 방사선 조사영역은 전신에 조사했을 때보다 위험성이 낮다.이를 고려하기 위해 조사된 신체 구성요소에 대한 유효 선량을 계산하고 합산한다.이것은 전신에 대한 유효 선량, 선량량 E가 된다.계산은 가능하지만 실제로는 측정할 수 없는 "보호" 선량량이다.

유효 선량은 어디에 적용되었든 간에 전신에 동일한 유효 위험을 수반하며, 전신에 균일하게 적용되는 동일한 양의 동등 선량과 동일한 유효 위험을 수반한다.

내부 선량 사용

유효선량은 방사성물질의 흡입, 섭취 또는 주입에 따른 내부선량인 예탁선량에 대해 계산할 수 있다.

사용된 선량량은 다음과 같습니다.

예탁 유효 선량, E(t)는 예탁 장기 또는 조직 등가 선량과 적절한 조직 가중 인자_T W의 곱의 합계이다. 여기서 t는 섭취 후 연도의 통합 시간이다.임신 기간은 성인의 경우 50세,^[11] 어린이의 경우 70세까지로 되어 있습니다.

유효선량의 계산

이온화 방사선은 조사되는 물질에 에너지를 축적한다.이를 표현하는 데 사용되는 양은 흡수 선량, 입사 방사선 수준과 조사 물체의 흡수 특성에 따라 달라지는 물리적 선량량이다.흡수 선량은 물리적 양이며 생물학적 영향의 만족스러운 지표가 아니기 때문에 확률적 방사선 위험을 고려할 수 있도록 선량 양 등가 선량과 유효 선량은 생물학적 영향을 계산하기 위해 국제방사선단위측정위원회(ICRU)와 ICRP에 의해 고안되었다.흡수된 용량입니다.

효과적인 선량을 얻기 위해서, 계산된 열중하여 장기 복용 이후 처음으로 방사선형 HT방사능에 신체 조직에서 받은 등가 선량 수량의 가중 평균을 줄 요인 WR을 행사한 결과를 더 그 조직이나 장기에 대한 유효량을 생산하는 인자 WT을 사용하여 환하고 고쳐졌는지를 교정한다. 취안tity E.

신체의 모든 장기 및 조직에 대한 유효선량의 합계는 전신에 대한 유효선량을 나타낸다.신체 일부만 조사되면 해당 부위만 유효 선량을 계산하는 데 사용됩니다.조직 가중 계수는 1.0에 이르므로, 전체 신체에 균등하게 투과되는 외부 방사선으로 방사되는 경우, 전체 신체에 대한 유효 선량은 전체 신체에 대한 등가 선량과 같다.

조직 가중 계수_T W 사용

ICRP 조직 가중 인자는 첨부 표에 제공되며, 흡수 선량 또는 등가 선량으로부터 계산하는 데 사용되는 공식도 제공된다.

골수와 같은 일부 조직은 방사선에 특히 민감하기 때문에 그들이 나타내는 체질량의 비율에 비해 불균형적으로 큰 가중 계수가 주어진다.단단한 뼈 표면과 같은 다른 조직은 방사선에 특히 둔감하며 불균형적으로 낮은 가중 계수가 할당된다.

다른^[12] 조직에 대한 가중 계수

오르간	조직 가중 계수
	ICRP26 1977	ICRP60 1990년[13]	ICRP103 2007년[14]
생식선	0.25	0.20	0.08
붉은 골수	0.12	0.12	0.12
콜론	–	0.12	0.12
폐	0.12	0.12	0.12
배	–	0.12	0.12
가슴은	0.15	0.05	0.12
방광	–	0.05	0.04
간	–	0.05	0.04
식도	–	0.05	0.04
갑상선	0.03	0.05	0.04
피부.	–	0.01	0.01
뼈 표면	0.03	0.01	0.01
침샘	–	–	0.01
뇌	–	–	0.01
나머지 신체	0.30	0.05	0.12
총	1.00	1.00	1.00

등가 선량으로 계산:

$displaystyle$$$$T}=\sum$ _${T}W_{T}\sum$ _${R}W_{R}\cdot {D}_{T,R$

흡수된 선량으로 계산:

${\displaystyle E=\sum _{T}\sum _{R}\cdot {frac {int _{T}D_{R}(x,y,z)\rho (x,y,z)dV}{\int _T}\rho (x,y,z)DV}$

어디에

$(Displaystyle$ E$)$는 전체 유기체에 대한 유효 용량입니다.

${\displaystyle H_{}}$ T$(\$는 조직 T에 흡수된 용량이다.

${\displaystyle W_{}}$ T$(\$는 규정에 의해 정의된 조직 가중 계수이다.

${\displaystyle W_{}}$ R$(\$은 규정에 의해 정의된 방사선 가중인자

${\displaystyle {\stackrel{}{D}}_{}}$ ${\displaystyle {\stackrel{}{†}}_{}}$ ,$$ {\$style {D}}_{T,R}}$은 방사선 유형 R에 의한 조직 T의 질량 평균 흡수 선량이다.

${\displaystyle D_{}}$ R${\displaystyle {}_{}}$(${\displaystyle x}$ ,${\displaystyle y}$ ,${\displaystyle z}$) ({$displaystyle$D_${R}(x,y,$z)}은$$ 위치 함수로서 방사선 유형 R에서 흡수된 선량이다.

${\displaystyle (}$ (${\displaystyle x}$, ${\displaystyle y}$,$$z ) { display $\rho$ ($x$, y ,$$z )는 ${\displaystyle \mathrm{위치}}$ 함수로서의 ${\displaystyle \mathrm{밀도}}$입니다.

$(\displaystyle$ V$)$는 볼륨입니다.

$\displaystyle$T는 관심 있는$$ 조직 또는 장기입니다.

ICRP 조직 가중 인자는 특정 조직에 기인하는 건강 위험 또는 생물학적 영향의 비율을 나타내기 위해 선택된다.위의 그래프에 나타난 바와 같이 이러한 가중치 계수는 두 번 수정되었다.

ICRP의 나중에 개정된 ^[15]권고에도 불구하고, 미국 원자력규제위원회는 여전히 ICRP의 1977년 조직 가중 인자를 규제에서 사용한다.

의료 영상 유형별

의료 영상 유형별 유효 선량 v t
대상 장기	시험 종류	성인의 유효[16] 선량	백그라운드[16] 방사선의 등가 시간
두부 CT	단일 시리즈	2 mSv	8개월
	+ (무선 콘트라스트 없음)	4 mSv	16개월
가슴	흉부 CT	7 mSv	2년
	흉부 CT, 폐암 검진 프로토콜	1.5 mSv	6개월
	흉부 엑스레이	0.1 mSv	10일
하트	관상동맥 CT 혈관 조영	12 mSv	4년
	관상동맥 CT 칼슘 스캔	3 mSv	1년
복부	복부 및 골반 CT	10 mSv	3년
	복부 및 골반 CT, 저선량 프로토콜	3 mSv[17]	1년
	복부 및 골반 CT(방사능 대비 없음 + 포함)	20 mSv	7년
	CT 콜로노그래피	6 mSv	2년
	정맥주사형 골밀도	3 mSv	1년
	상부 소화관 계열	6 mSv	2년
	하부 소화관 시리즈	8 mSv	3년
척추	척추 X선	1.5 mSv	6개월
	척추 CT	6 mSv	2년
극치	사지 X선	0.001 mSv	3시간
	하지 CT 혈관 조영	0.3~1.6mSv[18]	5주 - 6개월
치과용 X선		0.005 mSv	하루
DEXA(골밀도)		0.001 mSv	3시간
PET-CT 조합		25 mSv	8년
유방조영술		0.4 mSv	7주

건강에 미치는 영향

이온화 방사선은 일반적으로 생명체에 유해하고 잠재적으로 치명적이지만 방사선 치료에서 암과 갑상선독성증 치료에 건강상의 이점을 줄 수 있다.가장 일반적인 영향은 노출 후 수년 또는 수십 년의 잠복기를 수반하는 암의 유도이다.높은 선량은 시각적으로 극적인 방사선 화상 및/또는 급성 방사선 증후군을 통한 신속한 사망을 야기할 수 있다.의료 영상촬영과 방사선 치료를 위해 통제된 선량이 사용된다.

규제 용어

영국의 규제

영국 이온화 방사선 규제 1999는 유효 선량의 사용을 정의한다. "유효 선량에 대한 언급은 외부 방사선에 의한 전신에 대한 유효 선량과 내부 방사선에 의한 ^[19]예탁 유효 선량의 합계를 의미한다."

미국 유효 선량 당량

미국 원자력 규제 위원회는 ICRP 유효 선량과 유사한 양을 참조하기 위해 미국 규제 시스템에서 오래된 기간 유효 선량을 유지했다.NRC의 총유효선량당량(Total effective dose equival, TEDE)은 내부 유효선량과 외부 유효선량의 합계이다. 즉, 모든 선원의 선량이다.

미국에서는 일반적으로 외부 전신 피폭에 의한 누적 등가선량은 정기적인 선량측정 보고서에서 원자력 종사자에게 보고된다.

• 전신 당량인 딥 선량 당량(DDE)
• 피부에 대한 실제 유효 선량인 얕은 선량 당량(SDE)

역사

유효선량의 개념은 1975년 볼프강 야코비(1928–2015)가 그의 출판물 "유효선량의 개념: 장기선량의 조합에 대한 제안"^[6][20]에서 도입했다.1977년 ICRP에 의해 간행물 26에 "유효 선량 당량"으로 신속하게 포함되었다.1991년 ICRP 간행물 60은 이름을 "유효 선량"^[21]으로 줄였다.이 양은 이전 명칭 때문에 "선량 등가량"으로 잘못 언급되기도 하며, 그 명칭이 잘못되어 등가 선량과 혼동된다.조직 가중 계수는 새로운 데이터로 인해 1990년과 2007년에 수정되었다.

유효 투여량의 향후 사용

2015년 10월에 열린 제3회 방사능 방호 체계에 관한 ICRP 국제 심포지엄에서 ICRP 태스크 그룹 79는 "위험 관련 방사선 방호량으로서의 유효 선량 사용"에 대해 보고했다.

여기에는 별도의 보호량으로서 등가선량의 사용을 중단하자는 제안이 포함되었다.이를 통해 등가 선량, 유효 선량 및 선량 등가 간의 혼동을 방지하고, Gy 흡수 선량을 눈 렌즈, 피부,^[22] 손발에 대한 결정론적 영향을 제한하기 위한 보다 적절한 양으로 사용할 수 있다.

또한 유효 선량은 의료 검사에서 발생할 수 있는 위험의 대략적인 지표로 사용될 수 있다고 제안되었다.이러한 제안서는 다음 단계를 거쳐야 합니다.

• ICRP 위원회 내의 논의
• 태스크 그룹별 보고서 수정
• 위원회 및 본위원회의 재의
• 퍼블릭 컨설팅

「 」를 참조해 주세요.

• 방사능
• 총 선량
• 총유효선량당량
• 딥 선량 당량
• 누적 선량
• 예탁 선량 당량
• 예탁유효선량당량

레퍼런스

외부 링크

M.A. Boyd. "The Confusing World of Radiation Dosimetry - 9444" (PDF). US Environmental Protection Agency. Archived from the original (PDF) on 2016-12-21. Retrieved 2014-05-26. – 미국과 ICRP 선량측정 시스템 사이의 시간적 차이에 대한 설명