피폭/방사능 노출

[하정화]

피폭

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피폭(방사능병 혹은 방사능증)은 전리복사에 과다하게 노출되어 생체 조직이 피해를 입는 것이다. 일반적으로 짧은 기간 동안 많은 양의 방사선에 노출되어 발생하는 심각한 문제를 가리킨다. 방사선이 세포 분열과 상호작용함에 따라 수많은 피폭 증상이 나타난다. 특히 이러한 문제는 일반적으로 빨리 분열하는 위장 기관 등에서 심각한 문제로 작용한다. 또한, 이러한 상호작용은 암을 치료하는 방식인 방사선치료의 원리이기도 하다. 암세포는 인체에서 가장 빠르게 분열하는 세포이며, 방사선 노출에 의해 주변의 일반 세포는 살아남는 반면, 암세포는 죽는 것이다.

목차

• 1 방사선 노출 측정
• 2 증세 및 영향
• 3 예방과 관리
• 4 노출 수준과 증세
  • 4.1 0.05–0.2 시버트
  • 4.2 0.2–0.5 시버트
  • 4.3 0.5–1 시버트
  • 4.4 1–2 시버트
  • 4.5 2–3 시버트
  • 4.6 3–4 시버트
  • 4.7 4–6 시버트
  • 4.8 6–10 시버트
  • 4.9 10–50 시버트
  • 4.10 50–80 시버트
  • 4.11 80 시버트 이상
• 5 같이 보기
• 6 바깥 고리

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[편집] 방사선 노출 측정

라드는 흡수선량을 나타내는 단위로, 실제로 조직에 흡수된 에너지를 나타내기 위해 사용된다. 1 라드는 단위 킬로그램의 조직에 0.01 줄의 흡수선량을 나타낸다. 라드는 CGS 단위계로, SI 단위계에는 그레이 단위가 존재한다. 1 그레이는 단위 킬로그램의 조직에 1 줄의 에너지가 흡수된 것을 나타내며, 1 그레이는 100 라드와 같다.

방사선의 위험을 보다 엄밀히 나타내기 위해, 흡수선량에 해당 방사선의 상대적인 생물학적 효과(RBE, relative biological effectiveness)가 곱해진다. 이는 방사선 종류에 따라 흡수량은 같아도 피해정도가 다르기 때문이다. 곱은 렘이라는 단위로 나타낸다. SI 단위계에서는 시버트라는 단위를 쓰며, 의미는 동일하다. 1 시버트는 100 렘이다.

RBE는 특정한 종류와 에너지의 방사선이 조직에 미치는 피해, 즉 선질계수(quality factor)를 의미하며, Q 때로는 QF로 표시한다. 알파 입자의 경우 Q는 20이며, 1 라드의 알파 입자는 20 렘이라는 의미이다. 중성자 복사의 Q는 에너지에 비례한다. 하지만 베타 입자, X선, 감마선의 경우에 Q는 1이며, 해당 복사원으로부터의 라드와 렘은 동일하며, 그레이와 시버트 단위 역시 동일하다. 보다 자세한 Q 목록을 원하면 시버트 항목을 참조하기 바란다.

[편집] 증세 및 영향

피폭의 증세는 노출 정도가 증가함에 따라 더욱 심각해지고, 생존률은 떨어진다. 오랜 노출은 세포 분열 유전자를 변형시켜 암을 유발한다. 하지만, 종양 스스로도 비정상적으로 급속한 세포분열을 통해 성장하므로, 세포 분열을 방해하는 방사능의 효과는 암 제거에도 사용될 수도 있다(방사능치료 참조). 또한 낮은 수준의 방사선은 암 생성을 막는 효과가 있다는 주장도 있어 왔다(호르메시스 참조).

피폭은 자연 혹은 공업 방사능원에 사고로 노출됨으로써 발생한다. 방사성물질로 작업하는 사람은 "필름 배지"(필름의 방사능 노출 정도를 측정)나 다른 선량계를 착용하여 총 방사성 노출량을 관리한다. 이러한 장비는 생물학적인 효과를 판단하기에 가이거 계수기보다 유용하다. 이는 시간에 따라 노출량을 누적하며 위험한 수준에 이르기 전에 색이나 신호를 통해 사용자에게 경고를 보내기 때문이다.

히로시마 시와 나가사키 시에 떨어진 핵폭탄에 관련해서는, 히로시마에서의 사상률이 더 높았는데, 이는 나가사키에 떨어진 팻 맨이 히로시마에 떨어진 리틀 보이보다 핵출력은 높았음에도, 같은 출력에 대한 방사능이 우라늄보다 플루토늄이 덜하기 대문이다. 두 폭탄 모두 공중에서 폭발했으며, 방사능 낙진이 적었다(그렇지 않았으면 더 많은 사상자가 발생했을 것이다).

피폭은 체르노빌 사고 이후 지속적으로 높은 관심을 받고 있다. 100 만 퀴리 (4 엑사베크렐)의 방사능 물질 가운데, 초기에는 크세논-133과 요오드-131이 가장 위험했다. 하지만 이들의 반감기는 5년과 8년으로 2005년 현재 붕괴되었으며, 반감기 30.07년인 세슘-137과 반감기 28.78년인 스트론튬-90이 남아서 위험으로 작용한다. 체르노빌 사고로는 31명이 즉사했다.

[편집] 예방과 관리

방사선병을 막는 최선의 방법은 고수준의 전리복사에의 노출을 최소화하는 것이다. 과학 및 공장에서의 방사선 핵종의 사용은 대부분의 나라에서 엄격히 규제되고 있다. 사고 혹은 계획적인 방사성 물질의 방출시에는 탈출 혹은 방공호가 필수적이다. 냉전의 최고점에서는 핵방공호가 많은 도시에서 발견되었다.

입에 바르는 요오드화 칼륨(KI)은 핵발전소의 사고나 공격, 혹은 핵폭발 때에 방사성옥소로부터 갑상선을 보호해준다. 하지만 폭탄이 방사능옥소를 포함하고 있지 않다면 일반 고방사능 폭탄에 대해서는 효과적이지 않다.

[편집] 노출 수준과 증세

선량당량은 시버트로 나타나 있다. 참고로 0.0035시버트가 자연 방사능 조사량이다.

[편집] 0.05–0.2 시버트

증세 없음. LNT 모델에 따라 잠재적으로 암 및 유전자 변형 위험에 있음. 하지만, 이는 논쟁 대상. 호르메시스 참조.

[편집] 0.2–0.5 시버트

인지 가능한 증세 없음. 적혈구 일시적 감소.

[편집] 0.5–1 시버트

두통을 포함한 미약한 방사능병 증세. 면역 세포의 교란을 통한 감염 가능성 증가. 일시적인 남성 불임증도 가능.

[편집] 1–2 시버트

가벼운 피폭 증세. 30일 이후 10%의 사망률(치사율 10/30). 미약하거나 어느 정도 수준의 때로는 구토를 유발하는 메스꺼움(2 시버트에서 50%의 확률)을 포함한 일반적인 증세가 나타난다. 노출 후 3 내지 6시간 정도에서 시작되며, 하루정도 지속된다. 10 내지 14일 동안 호전 증세가 이어지며, 이후, 식욕부진이나 피로 (2 시버트에서 50%의 확률)와 같은 일반적인 증세가 이어진다. 면역 체계가 저하되어 있으므로, 회복기간이 길며, 감염 위험도 높다. 일시적인 남성 불임은 일반적이다.

[편집] 2–3 시버트

심각한 피폭 증세. 30일 이후 35%의 사망률(치사율 35/30). 메스꺼움이 일반적(3 시버트에서 100%)이며, 2.8 시버트에서 50%로 구토한다. 노출 1-6시간 사이에서 증세가 시작되어 1-2일 지속된다. 이후, 7-14일의 호전기가 따르며, 이후 전신에 걸쳐 탈모(3 시버트에서 50%의 확률), 피로 및 일반적인 병과 같은 증세가 나타난다. 대량의 백혈구 손실이 있으며, 감염의 위험을 크게 증가시킨다. 영구적인 여성 불임도 가능하다. 회복기간은 수 개월까지도 필요하다.

[편집] 3–4 시버트

심각한 피폭 증세. 30일 이후 50%의 사망률(치사율 50/30). 다른 증세는 2–3 시버트의 경우와 같으며, 호전기 이후에 입, 피하, 신장등에 심각한 출혈이 발생한다(4 시버트에서 50%의 확률).

[편집] 4–6 시버트

중대한 피폭 증세. 30일 이후에 60%의 사망률(치사율 60/30). 사망률은 집중적인 치료가 없을 경우 4.5 시버트의 45%에서 6 시버트의 90%까지도 증가한다. 노출 후 한 두시간 사이에 증세가 시작되어 2일 정도 지속된다. 7-14일간의 호전기 이후, 3-4 시버트에서와 같은 증세가 보다 강하게 나타난다. 여성 불임이 일반적이다. 회복기간은 수 개월에서 일년까지도 필요하다. 노출 후 2 내지 12주 가량에 사망이 주로 발생하며, 이는 내부 출혈 및 감염이 주 된 원인이다. 레오니드 텔야트니코프는 35살때인 1986년 4월 26일 체르노빌 원자력 발전소에서 러시아의 소방국에서 출동하여 불에 타고 있는 체르노빌 재해가 된 반응기 번호 4에 소방수의 팀을 지도했다. 방사선학적인 위험에도 불구하고, 그들은 방사선 보호의 한 벌, 인공호흡기 및 작동되는 방사능계기가 없었다. 한마디로 방사능 낙진이 떨어지는 곳에 맨몸으로 들어가서 화재를 진압한 것이 되었다. 비록 레오니드 텔야트니코프는 체르노빌 사고에서 살아남았지만 혈액 검사의 결과에서 4시버트의 방사능에 노출된 것으로 확인되었다. 그는 이로 인해 발병한 암으로 장기간 투병생활을 해 오다가 2004년 12월 2일 사망했다. 아르메니아 출신 물리학자 해리 K. 더그힐란 2세는 24살 때인 1945년 8월 21일, 뉴멕시코에 있는 로스 알라모스 국립 연구소에 일할 당시 임계 질량 실험 도중에 중성자 방사선에 의해 5.1시버트를 받았으며 그는 그로부터 28일 뒤 죽었다.

[편집] 6–10 시버트

중대한 피폭 증세. 14일 이후에 100%의 사망률(치사율 100/14). 집중적인 치료가 뒷받침되어야 살아날 수 있다. 골수는 거의 완전히 파괴되어서, 골수이식이 요구된다. 위 및 내장 조직은 심각하게 피해를 입었다. 15 내지 30분 사이에 증세가 시작되어 2일 정도 지속된다. 5-10일간의 호전기 이후, 감염이나 내부 출혈로 사망한다. 회복기간은 수 년 이상이 걸리거나, 혹은 불가능할지도 모른다.

[편집] 10–50 시버트

중대한 피폭 증세. 7일 이후에 100%의 사망률(치사율 100/7). 이러한 높은 노출은 5 내지 30분 이후에 즉각적인 증세를 불러 일으킨다. 방사능이 뇌 속의 화학 수용기에 직접 작용해서 즉각적으로 극도의 피로와 메스꺼움을 느낀 후에, 며칠 간은 "걸어다니는 유령" 단계로 불릴 정도로 아주 완전히 정상적인 생활을 한다. 이후, 위 및 내장 조직에서 세포가 괴사하며, 대량의 설사, 내부 출혈, 탈수 증세가 나타나며, 수분-전해질 불균형을 일으킨다. 정신착란 및 순환 기관의 파괴에 따른 혼수와 함께 사망에 이른다. 사망은 피할 수 없다. 유일한 치료는 통증 치료이다. 캐나다 출신의 루이스 슬로틴은 1946년 5월21일에 로스 알라모스에서 발생한 강조 사고로 인하여 대략 21시버트에 노출되었으며 9일 후인 5월 30일 죽었다.

[편집] 50–80 시버트

수 초, 수 분 이내에 즉각적인 방향 감각 상실과 혼수에 이른다. 신경계의 완전한 파괴에 따라 수 시간 이내에 사망한다.

[편집] 80 시버트 이상

대체로 즉각적인 사망을 예상한다. 치료는 거의 불가능하다. 1964년 7월 24일 미국 로드아일랜드 주 우드 리버의 사고에서 100 시버트에 노출된 인부는 49 시간을 살아 남았으며, 1958년 12월 30일 미국 뉴멕시코 주 로스 알라모스의 사고에서 상체에 120 시버트를 받은 인부는 36 시간을 살았다.

방사능 유출…원전서 노심 녹아내려 3명 피폭 

SBS | 한정원 | 입력 2011.03.13 07:18

 

 

< 앵커 >

일본 열도를 강타한 강진의 영향으로 일본 원전에서 핵연료가 녹아 방사능이 유출되는 노심 용해가 일어났습니다. 원전 근처에 있던 3명이 피폭된 사실이 확인됐고, 많게는 90여 명이 방사능에 노출되었을 가능성도 제기되고 있습니다.

한정원 기자입니다.

< 기자 >

강진 피해를 입은 후쿠시마 제1 원자력 발전소에서 강력한 폭발음과 함께 연기가 뿜어져 나옵니다.

두배 가량 높아진 원자로 1호기 내 압력을 낮추는 작업을 하던 중 직원 4명이 사고를 당했습니다.

일본 정부는 이 원자로에서 핵연료가 녹아 방사능이 유출되는 노심용해가 일어났다고 인정했습니다.

원전 주변에서 방사능 물질인 세슘이 검출된 것도 이 현상에 따른 것이라고 밝혔습니다.

강진의 여파로 냉각수가 빠져나가면서 원자로가 급격히 과열돼 보호막 내부가 녹아내린 겁니다.

원자로가 계속 과열돼 노심 냉각장치가 제대로 작동하지 않을 경우엔 25년 전 체르노빌 원전 참사 때처럼 대규모 방사능이 유출될 가능성도 있습니다.

후쿠시마 원전 주변 20km 이내 주민들에게 대피령이 내려졌지만, 이미 원전에서 약 10km 떨어진 병원의 환자 3명이 방사능에 노출된 것으로 확인됐습니다.

병원의 환자 90명 가운데 3명만 검사를 받아 얼마나 더 많은 피해자가 나올지는 미지수입니다.

[원전 주변 거주 주민 : 안전할 거라고 생각은 하지만, 이미 방사능에 노출된 건 아닌지 걱정입니다.]

일본 정부는 대규모 방사능 유출에 대비해 요오드 약품도 준비 중인 것으로 전해져, 주민들의 불안감은 커져만 가고 있습니다.

방사선 피폭의 인체영향을 둘러싼 6가지 상식

핵은 답이 아니다 2011/03/13 00:54

후쿠시마 다이치 원전 근처의 대피지역에서 온 아이에게 보호복을 입은 일본의 직원이 방사선 검사를 하고 있다. 이미지=REUTERS/Kim Kyung-Hoon

일본 정부가 후쿠시마 원전에서 20킬로미터 반경 안에 있는 주민들에게 대피 명령을 내렸다.

원전 건물 중 한 곳에서 큰 폭발이 일어났고 일부 방사능 유출이 감지됐다. 일본 정부가 발빠르게 대처한다면, 인체 건강에 대한 비용을 최소화할 수 있을 것이다.

방사능 노출에 의한 즉각적인 건강 영향은?

중간 수준의 노출은 방사선 질환을 초래해 다양한 증상을 나타낼 수 있습니다.

메스꺼움과 구토가 노출된지 보통 몇시간만에 시작되고, 이어서 설사와 두통 그리고 열이 나기 시작합니다.

이런 초기 증상 이후에 일시적으로 아무런 병이 나타나지 않을 수 있는데, 몇주 안에 새롭고 더 심각한 증상으로 이어질 수 있습니다.

더 높은 정도의 노출에서는 이런 증상들이 즉각적으로 나타나고 내부 장기가 전반적으로 (그리고 잠정적으로 치명적인) 손상을 입게 됩니다.

4그레이(전리 방사선 흡수선량의 단위)에 해당하는 양에 노출되면 건강한 성인 절반이 사망할 수 있습니다.

비교를 위해서 덧붙이자면, 방사선 치료에 쓰이는 피폭량은 보통 한 번에 1-7 그레이 정도입니다.

방사선 질환은 어떻게 치료할 수 있나요?

가장 먼저 해야할 일은 옷과 신발을 벗고 비누와 물로 피부를 부드럽게 씻어서 추가 오염을 최소화하는 것입니다.

골수가 받은 손상에 대항하고 면역체계 저하로 인한 추가 감염 위험성을 낮추기 위해서 백혈구를 증가시켜주는 약물 복용도 가능합니다.

방사성 미립자에 의해 영향을 받은 내부 장기의 손상을 덜어주는 특정한 약물도 있습니다.

방사선이 어떻게 인체에 영향을 미치죠?

분해되면서 자동적으로 전리 방사선을 방출하는 방사성 물질은 인체 내부의 화학적 균형에 심각한 해를 입힐 수 있는 능력이 있습니다. 바로 신체 조직을 구성하는 원자와 분자 사이의 결합을 깨뜨려서 말이죠.

이런 피해를 복구하려고 우리의 몸이 반응하는데, 어떤 경우엔 너무 심각하거나 범위가 넓어서 회복이 불가능합니다. 또 자연적인 회복 과정에서 잘못될 위험도 있죠.

방사선 피해에 가장 취약한 신체 부위는 장과 위 내벽 세포와 골수에 있는 혈구 생산 세포입니다.

유발된 피해의 정도는 피폭 시간과 노출된 방사선량으로 결정됩니다.

건강에 장기간으로 미치는 영향은 어떤 것들이 있나요?

암은 장기간 동안 발병할 수 있는 가장 심각한 질병입니다. 일반적으로 신체의 세포는 "유통기한"에 이르면 자살하게 됩니다. 암은 세포에서 이런 능력이 사라져 죽지 않을 때 발생됩니다. 세포가 통제할 수 없는 방식으로 분화되고 또 분화되죠.

신체에는 세포들이 암세포로 발전하지 않게 하거나 손상된 조직을 교체하는 여러 장치를 갖고 있습니다.

하지만 방사선 노출에 의한 피해는 이런 통제 장치를 완전히 무너뜨려서 암이 발병할 수 있게 할 수 있죠.

방사선으로 피해를 복구하는 게 불가능해지면 신체의 유전물질에도 변화(또는 돌연변이)를 일으킬 수 있습니다. 이것은 단지 암과 관련된 것이 아니라, 자식에게까지 이어져 다음 세대가 장애를 안고 태어날 수 있습니다. 머리나 뇌가 더 작거나 눈에 기형이 있거나 발육저하나 심각한 학습지체가 여기에 속합니다.

아이들이 더 위험한가요?

잠정적으로는 그렇습니다. 아이들은 더 빠르게 자라는데, 더 많은 세포가 분화되고 그만큼 잘못된 잠재력도 더 크기 때문이죠.

1986년 우크라이나에서 발생한 체르노빌 원자로 사고에 대해 세계보건기구(WHO)는 발전소 주변 아이들에게서 갑상선 암 발병률이 매우 높다는 사실을 기록하고 있습니다.

이는 사고 도중 방출된 방사선 물질이 고준위 방사선 요오드을 포함하고 있었는데, 바로 갑상선에 축적되는 물질이기 때문이죠.

일본 당국은 어떻게 인체 건강에 대한 비용을 최소화할 수 있을까요?

방사선 피폭 분야 전문가로 알려진 리차드 웨이크포드 교수는 일본 당국이 발빠르게 대응한다면 일반인 대다수가 심각한 건강 문제를 모면할 수 있다고 말했습니다.

웨이크포드 교수는 이런 상황에서 가장 심각한 건강 피해를 입을 수 있는 사람들은 핵 발전소에서 일하는 노동자나 고준위 방사선에 노출된 응급 노동자라고 언급했습니다.

최우선 과제는 사고 지역에서 주민들을 대피시키고 오염된 음식을 먹게 하지 않는 것입니다. 방사선 요오드가 신체에 침투하는 것은 가장 큰 위험요인으로서 갑상선 암을 일으킬 수 있습니다.

이런 위험요인을 줄이기 위해선 사람들에게 안정된 요오드가 함유된 정제를 지급해 인체로 방사선 요오드가 흡수되는 것을 막게 해야 합니다.