안녕하세요 클리앙 회원 여러분

 

어제 모공에 쓰기도 했었는데 미루고 미루다 어제 좀 바쁜일이 마무리되서 글을 쓰고자 합니다. 클리앙에서 활동한지도 2년 정도 된 것 같은데 이제껏 회원분들로부터 많은 정보만 얻다가 저도 제가 잘 알고 있는 분야에 대해 회원분들께 제대로 된 정보를 드려야겠다는 생각이 들었습니다.

 

후쿠시마 사고 이후로 많은 국민분들이 방사선 및 방사능에 대한 관심을 갖게 고 그에 따른 지식수준도 많이 올라갔다고 생각합니다. 그러나 클리앙 및 여러 커뮤니티들의 글과 주변 지인들의 얘기를 들어보면 내부피폭에 대한 부분은 제대로 알고 계신 뷴들이 거의 없으며 막연한 두려움만 가득한 것 같습니다. 이러한 원인으로는 일단 내 몸속으로 방사능이 들어간다는 점도 있지만 그만큼 제대로 된 정보를 찾아보기가 힘들다는 점도 있을 것 같습니다 (실제로 국내 및 해외에서도 내부피폭 분야를 연구하는 사람이 그리 많지 않습니다)

 

본격적으로 글을 쓰기 전에 그래도 이 글에 대한 어느 정도의 신뢰성을 드리기 위해 간단히 제 소개를 하도록 하겠습니다. 전 지금 한양대학교에서 원자력공학 학부를 졸업하고 동일 대학 및 학과에서 박사과정 공부를 하고 있는 학생입니다. 내부피폭 분야 공부를 시작한건 3~4년 정도 되었고 내부피폭 분야로 국내 및 국외 학술발표 8건 정도, SCI급 논문 1편 썼고 이번 달에 2편 투고 예정입니다. 지도교수님은 국제방사선방호위원회 (ICRP) 본위원회 위원이시고 저희 연구실에서는 서울지역 환경방사능을 측정하고 있습니다. 또한 몇 달 전에 새로 발족한 내부피폭 연구회에 위원으로 활동하게 됐습니다. 이정도면 남들보다는 내부피폭분야를 좀 더 많이 공부했다고 생각합니다.

 

내부피폭에 대한 얘기를 하기 전에 일단 말씀드리면 방사선방호(방사선으로부터 인간과 자연을 보호하는 학문이라고 보통 정의합니다)에 대한 연구는 시작된 게 그리 오래되지 않았습니다. 일본원폭 이후이니 50~60년 남짓밖에 안됐습니다. 따라서 현재도 평가방법이나 결과들이 계속 바뀌고 있고 관련실험들도 활발히 이뤄지고 있는 상황입니다. 따라서 제가 말씀드리는 건 현재 사용되고 있는 방법론 및 그에 따른 결과들이며 이는 언젠간 계속 변화될 것임을 아시면 될 것 같습니다. 아직까지도 이러한 변화들에 의해 평가된 선량이 기존의 결과에 비해 몇 배씩 차이나는 경우도 번번이 있으며 내부피폭 분야는 이러한 변화가 더욱 심한 상황입니다.

 

자세하게 들어가기 전에 일단 말씀드리자면 우리나라뿐만 아니라 전 세계에 모든 사람들은 평생 내부피폭을 받고 살고 있습니다. 일단 가장 큰 부분이 공기 중의 라돈(실제로는 라돈에서부터 붕괴한 핵종들입니다만)에 의한 내부피폭이며 우리나라의 경우엔 연평균 2 mSv 정도의 라돈피폭을 받고 있습니다(원래 1mSv 초반정도로 평가됐지만 최근의 연구결과에 의해 2배 가까이 증가하게 됐습니다). 이는 물론 단순히 평균값일 뿐이며 실제론 지역 및 거주환경 등에 따라 10 mSv를 넘거나 심지어 수십 mSv를 받는 사람들도 적지 않은 비율을 차지하고 있습니다 (이로 인해 라돈에 대한 문제성은 이전부터 계속 제기되어 왔지만 부처 간의 책임회피, 관리의 어려움 등으로 인해 제대로 관리되고 있지 않습니다. 솔직히 말씀드리면 정말 방사선 피폭양을 가지고만 얘기한다면 일본산 수산물은 우스울 정도로 더 심각한 문제입니다).

 

이 외에도 우리가 먹는 음식물 및 음용수에도 방사능이 존재하므로 이로 인한 내부피폭이 늘 일어납니다. 또한 내 몸속에 있는 칼륨(K)에 자연적으로 포함되어 있는 방사성물질인 K-40에 의해서도 내부피폭을 평생 받고 살게 됩니다. 제가 이 말씀을 드린 건 내부피폭 역시도 그 정도의 문제일뿐이지 내부피폭은 무조건 위험하고 치명적이며 나는 절대로 내부피폭을 받지 않을거야 라는 생각은 잘못된 생각이시라는 걸 말씀드리고자 한 겁니다.

 

최근엔 많은 분들이 알게 되시고 적어도 들어보시기는 하셨을만한 유효선량에 대해서 간단히 말씀드려야 할 것 같습니다. 내부피폭 역시도 대부분 이 유효선량 값으로 평가를 하기 때문이지요.

유효선량이란 개념은 방사선에 피폭한 사람의 종합적인 위험도를 정량적으로 평가하되 실무에서 다루기에 용이하도록 만들어진 단일 값 정도로 생각하시면 될 것 같습니다. 이 유효선량 값은 방사선의 종류 (알파, 베타, 감마, 중성자 등)에 따른 위험도 차이, 각 장기나 조직의 암에 대한 상대적 민감도까지 고려해서 만들어진 값입니다. 따라서 유효선량은 측정 가능한 값이 아니며 계산 등을 통한 평가가 이뤄지는 값입니다.

유효선량을 사용함에 있어 주의하셔야할 부분은 유효선량은 특정 개인의 선량을 나타내는 값이 아니라는 것입니다. 그 이유는 유효선량을 산출함에 있어 사용된 많은 값들이 남녀노소에 대한 평균 개념으로부터 나온 것이기 때문입니다. 따라서 평가된 유효선량은 특정 개인이 아닌 평균적인 지표정도로 받아드리셔야 합니다. 또한 매우 높은 선량에서의 급성영향이 아닌 상대적으로 낮은 선량에서의 암발생 증가에 관한 연구(대부분 일본 원폭피해자들입니다)에 기반하여 만들어진 개념이므로 방사선치료와 같은 매우 높은 선량에서 사용되는 것 또한 부적절합니다.

그리고 내부피폭이 무조건 외부피폭보다 더 위험하다라고 알고 계신 분들이 많은데 어떤 쪽이 더 피폭을 많이 야기하는 지는 결국 이 유효선량 값을 비교함으로써 알 수 있게 됩니다.

 

아시다시피 방사성물질을 섭취하게 되면 물질마다 그 시간은 다르지만 체내에 남으면서 계속 방사선피폭을 야기하게 됩니다. 이를 고려하기 위해 내부피폭 평가 시 성인의 경우 섭취 후 50년 동안, 유아 및 청소년에 대해선 70세까지 평가를 하고 있습니다. 그러나 대부분의 경우 섭취 후 수 주 및 길어도 수 년 이내에 대부분의 피폭을 야기하며 피폭관리의 번거로움으로 인해 평가 기간 동안 받을 것으로 예상되는 피폭을 미리 한 번에 받는다고 가정하여 평가를 합니다. 이러한 개념에 기반 한 피폭량을 예탁유효선량 (Committed Effective Dose)이라고 합니다. 즉 예탁유효선량은 방사능의 섭취로 인해 내가 앞으로 총 받게 될 내부피폭량을 의미한다고 생각하시면 됩니다. 내부피폭은 일반적으로 이 예탁유효선량 값으로 평가를 하게 됩니다.

 

내부피폭분야에서는 이러한 예탁유효선량을 간단히 평가하기 위해 미리 예탁유효선량 환산계수 또는 내부선량계수라는 환산인자를 미리 산출하여 사용합니다. 이 환산계수의 단위는 Sv/Bq로 주어지며 내가 1 Bq의 방사능을 먹었을 때 내가 평생 받게될 선량이 몇 Sv인가를 의미하는 계수입니다. 따라서 섭취한 방사능 양 (Bq) 값에 이 계수를 곱하면 섭취한 방사능으로 인해 앞으로 평생 받게 될 유효선량이 산출되는거죠.

 

이러한 내부선량계수는 당연히 핵종별(세슘이냐 코발트냐 플루토늄이냐 등등)로 달라지며 같은 핵종이더라도 호흡을 통해 섭취하였는지 아니면 구강을 통해 섭취하였는지에 따라 달라집니다. 이 뿐만 아니라 어떠한 화학형으로 그 핵종을 먹었느냐에 따라서도 이 계수가 달라지게 됩니다. 또한 연령 군별로도 값이 차이가 납니다. 그렇다면 이 값들은 어떻게 구해지는지 알아보도록 하겠습니다. 다소 과학적인 부분이 다뤄질테니 좀 어려우실수도 있습니다;;.

 

일단 가장 먼저 해야 할 것은 해당 핵종을 먹었을 때 시간에 따라 그 핵종들이 각 조직 및 장기들에 어떻게 분포할 것인지를 예측하는 것입니다. 이러한 예측을 위해 사람의 각 장기들을 독립된 격실로 가정하고 각 격실 간 전이속도를 이용하는 수학적 모델을 이용합니다. 여기에 사용되는 모델들은 동물 실험 및 인체실험과 같은 여러 실험들에 기반하여 만들어지고 조금 더 좋은 데이터가 가용하게 되면 이 모델 또한 업데이트 됩니다 (이로 인해 선량계수도 달라집니다).

 

이런 모델들을 수학적으로 해석하면 단위 방사능 (1 Bq)을 먹었을 때 시간 별 장기분포를 예측할 수 있고 이를 이용해 섭취 후 50년 동안 각 장기에 머물면서 방사성붕괴를 각각 얼마나 하는가를 계산할 수 있습니다. 각 장기의 50년간 붕괴수를 계산한 이후에는 한 장기에서 한번 붕괴했을 때 나머지 장기들이 받게되는 선량(예를 들어 간에 방사성물질이 머물면서 붕괴했을 때 소장이 얼마나 선량을 받는가)이 얼마인가를 계산해야 하는데 실제 사람의 장기마다 선량계를 설치하고 실제 방사성물질을 먹고 실험을 할 수 없으므로 대신에 컴퓨터 시뮬레이션이 이용됩니다. 실제 인체 CT영상을 기반으로 만들어진 사람모양의 가상모델과 방사선 시뮬레이션 툴을 이용하여 이러한 값들을 장기마다 계산하게 됩니다. 이 값은 당연히 방출하는 방사선의 종류, 에너지 등에 따라 달라집니다.

 

이렇게 계산된 값과 앞서 계산된 50년간 장기별 방사성붕괴수를 이용해 1 Bq을 먹었을 때 각 장기별로 50년간 받게 될 선량 (예탁등가선량이라고 합니다)이 계산되고 여기에 각 장기별 방사선민감도를 고려하면 우리가 필요한 예탁유효선량 환산계수 (내부선량계수) 를 얻게 됩니다. 결론적으로 우리는 이렇게 미리 계산된 환산계수를 직접 이용만 하면 됩니다.

 

이러한 환산계수는 주로 국제방사선방호위원회 (이하 ICRP)에서 계산하여 권고한 값들이 사용됩니다. ICRP에서는 UNSCEAR(UN과학위원회) 및 여러 연구결과들을 토대로 방사선방호에 관한 권고를 하며 이 권고는 IAEA와 같은 국제기구와 전세계 대부분 국가의 관련법에 반영되고 있습니다. 현재 사용되고 있는 내부선량계수는 ICRP 간행물 68 (종사자에 대한) 및 72번 (일반인에 대한)에 수록된 값이 각 국가에 공식적으로 사용되고 있습니다. ICRP 간행물의 경우에는 일반적으로 유료로 구매해야합니다만 이 데이터를 그대로 채용한 IAEA의 안전보고서는 무료로 공개돼있으므로 이에 대한 링크를 걸어드리겠습니다.

 

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/p1531interim_web.pdf

 

우리가 관심 있는 일반인이 방사능을 구강을 통해 섭취했을 때의 환산계수는 이 보고서의 189페이지부터 223페이지까지 나와 있습니다. 일단 가장 많이 문제가 되고 관심이 많은 Cs-137 핵종을 통해 간단히 테이블을 알아봅시다. Cs-137에 대한 환산계수는 204쪽에 있습니다.

 

일단 첫 열에는 핵종들이 쭉 나와있고요 그 다음엔 반감기 (방사능이 절반으로 줄어드는데 걸리는 시간), 3번째 4번째에는 1세 미만에 대한 f1값과 환산계수 e(g)가 나와 있습니다. 여기서 f1은 물질이 혈액으로 얼마나 잘 흡수되는가를 나타내는 값으로 1에 가까울수록 흡수가 잘된다고 생각하시면 됩니다. 그다음 열부터는 각 연령군 별로 환산계수 e(g)가 나와 있습니다.

 

테이블에서 찾아보시면 Cs-137을 성인이 먹었을 때 환산계수는 1.3 x 10^-8 Sv/Bq이라는 걸 볼 수 있습니다. 결국 내가 1 Bq을 먹으면 1.3 x 10^-8 Sv를 받는다라는 얘기입니다. 그렇다면 아래에서 논란이 되었던 세슘동태를 먹었을 때 얼마의 선량을 받을지 한번 평가해보도록 합시다.

 

밑에 글에서 나오는 일본산 명태의 세슘(Cs-137로 가정하겠습니다) 농도는 370 Bq/kg입니다. 명태 한 마리의 무게야 뭐 천차만별이지만 구글링좀 해보니 보통 한 600g정도 하나보군요. 그럼 총 먹게 되는 세슘137의 방사능은 370 Bq/kg * 0.6 kg = 222 Bq입니다. 여기다가 Cs-137에 대한 내부선량계수인 1.3 x 10^-8 Sv/Bq를 곱하면 2.886 x 10^-6 Sv 즉 2.886 마이크로 Sv가 나옵니다. 다시 한 번 말씀드리지만 이 값은 섭취로 인해 거의 평생 받게 될 내부피폭을 다 고려한 값이라고 생각하시면 됩니다. 또한 이렇게 나온 선량 값은 외부피폭으로 2.886 마이크로 Sv를 받은 경우와 같은 방사선량을 받았다고 생각하시면 됩니다 (물론 방사선 이외에 신체 내 화학적인 문제가 있을 수도 있지만 이는 평소에 자연적으로 먹는 대기 중 오염물질 등에 비하면 정말 무시할 정도의 양입니다). 이와 같이 내부피폭이든 외부피폭이든 평가된 유효선량 값을 가지고 어떤 경우가 더 선량이 높은 지를 따져야지 무조건 내부피폭이 더 위험하다라고 생각하시면 안 된다는 겁니다. 위에 링크 걸어드린 테이블을 이용하면 세슘 이외에도 모든 핵종들에 대해서 섭취량으로 부터 유효선량을 평가할 수 있게 됩니다.

 

한 가지 아셔야 할 것은 제가 링크를 걸어드린 값들은 앞으로도 변화할 수 있으며 현재 연구결과들로부터 도출된 나름의 최선의 값이라는 겁니다. 실제로 ICRP에서는 최근 새로운 연구결과들을 바탕으로 이러한 계수들을 다시 산출하고 있으며 이는 아마 2015년쯤이나 돼야 어느 정도 값들이 나올 것으로 알고 있습니다.

 

지금까지 방사능을 섭취했을 때 그로 인한 내부피폭은 어떻게 평가되는지를 알아봤는데요 아마도 조금은 이해하기 힘든 부분도 있을 것이라고 생각됩니다. 그러나 평소에 궁금하시고 찾아보기 힘든 정보들을 어느 정도는 제공해 드렸다고 생각됩니다 (이러한 여러 기관들의 연구결과는 다 믿을 수 없다고 생각하시는 분들에게는 더 이상 뭐라 말씀드릴수가 없습니다;;). 제가 확실히 말씀드릴 수 있는 건 위의 내용들이 실제로 현재 세계 대부분 국가 및 국제기구에서 사용하고 있는 방법 및 자료라는 겁니다.

 

나름 제가 알고 있는 부분들을 회원님들께 쉬우면서도 어느정도 상세하게 설명드리려고 했는데요 보기에 어떠신지는 잘 모르겠습니다. 아마도 댓글에 분명히 일본산 수산물을 먹어도 안전한가요?? 혹은 일본에 여행가도 괜찮나요?? 라는 질문이 많이 달릴 것 같은데요. 사실 원폭 피해자와 같이 꽤 높은 방사선량을 받은 사람들이 아닌 낮은 선량에서의 위해성은 과학적으로 정확히 증명된 부분이 없습니다. 실제로 그럴 수 밖에 없는게 낮은 선량에서는 암 발생과 같은 영향이 방사선에 의한 것인지 유전 및 식습관 등에 의한 것인지 정확히 판단하기 힘들만큼 유의한 결과를 내기 어렵기 때문입니다. 이에 따라 ICRP에서는 암 발생위험이 선량에 증가한다는 보수적인 모델을 임시로 채택하고 있을 뿐 실제로 이는 과학적인 사실에 근거한 것이 아닙니다. 실제로 어느 정도의 피폭에서는 오히려 도움이 된다는 호메시스 이론도 있기도 하고요. 따라서 저는 대부분 사람들에게 말씀드리는게 이것이 위험하다 아니다가 아니라 평소에 받고 사는 선량대비 어느정도를 받는다라고 말씀을 드립니다. 그로 인한 선택은 본인이 하는 거고요.

 

적어도 제가 여기서 말씀드린 부분과 링크의 값들을 통해 막연한 생각보다는 본인이 일본산 수산물 등을 먹었을 때 얼마정도의 피폭을 받고 이는 평소에 자연적으로 받게 되는 선량에 비해 어느 정도 수준인지를 판단할 수 있었으면 좋겠습니다. 이에 관련된 어플을 만들려고 안드로이드 개발 책도 사긴 했는데 2년째 바쁘다는 핑계로 못하고 있긴 합니다만 꼭 필요한 어플이다 라는 생각은 여전히 있기에 가까운 시일 내에 공부해보려고 하고있습니다.

 

본 글과 관련된 회원님들의 질문은 언제든지 환영이지만 막연히 일본산 수산물 먹어도 안전한가요?? 측정값들은 믿을 수 있나요?? 와같이 제가 답변해드리기 힘든 부분은 따로 답변하지 않겠습니다.

 

결국은 일본에 가도 되느냐 일본산 수산물을 먹어도 되느냐? 와 같은 질문은 본인의 판단이 제일 중요한 것 같으며 이러한 판단에 저의 내용이 조금이나마 도움이 되었으면 하는 마음입니다. 저 같은 경우는 평소에 받고 살아온 방사선에 비해 일본 단기여행을 통해 받게 될 선량이 정말 미미할 것으로 예상하기에 다음 달에 삿포로 여행도 가고 가서 초밥도 많이 먹고 올 계획이지만 이러한 저의 생각을 남에게 강요하기는 또 힘들다고 생각됩니다. 결국엔 찜찜하면 구지 비싼 돈 드려서 걱정하면서 갔다 올 필요는 없다고 말씀드리는게 오히려 낫다라는 생각이 요새 많이 들더라고요.

 

하지만 단순히 내부피폭에 대한 막연한, 근거없는 불안감은 저의 이 글로 인해 어느 정도는 해소됐으면 하는게 제 바람입니다.

 

이상 글을 마치도록 하겠습니다. 길고 지루한 저의 글 읽어주셔서 감사합니다. 본 글과 관련된 질문사항들은 언제나 환영입니다^^