방사선 생물학

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1. 개요

방사선 생물학은 방사선이 생명체에 미치는 영향을 연구하는 학문으로, 1895년 X선 발견 이후 시작되었다. 초기에는 방사선 위험성이 제대로 인지되지 않았으나, 20세기 초 방사선의 유전적 영향과 생물학적 영향이 밝혀지면서 연구가 본격화되었다. 방사선은 세포 분열이 활발할수록 감수성이 높으며, DNA 손상을 통해 돌연변이와 암을 유발할 수 있다. 방사선 노출은 결정적 효과(세포 사멸)와 확률적 효과(암, 유전적 영향)를 모두 야기하며, 임신 중 노출은 태아에게 더 큰 위험을 초래한다. 방사선 생물학은 방사선 의학, 보건 물리학 등 다양한 분야와 관련 있으며, 국제 방사선 방호 위원회(ICRP)와 같은 기관에서 방사선 방호 기준을 관리한다.

2. 역사

방사선 생물학은 1895년 빌헬름 뢴트겐이 X선을 발견하면서 시작되었다.^[13] 뢴트겐은 자신의 손가락에 X선을 쬐어 방사선의 급성 영향을 관찰했고, 1896년 레오폴트 프로인트는 X선으로 멜라닌 모반을 치료하며 의학 분야에 방사선 생물학을 도입했다.^[13] 같은 해 이반 로마노비치 타르카노프는 X선이 생물학적 기능에 영향을 미친다는 사실을 발견했다.^[13] 피에르 퀴리와 마리 퀴리는 방사성 물질인 폴로늄과 라듐을 발견하여 암 치료에 기여했다.

1927년 헤르만 조셉 뮐러는 방사선의 유전적 영향을 밝혀 노벨상을 받았고, 1930년대 더글러스 리는 방사선 생물학의 일반 모델을 개발하려 했다.^[14]^[15] 그러나 방사성 물질의 위험성이 알려지기 전, 여러 의사와 기업이 방사성 물질을 함유한 특허 의약품과 방사성 돌팔이 의약품을 판매했다. 마리 퀴리는 이에 반대했지만, 이후 방사선 중독으로 사망했다. 에벤 바이어스의 죽음과 라듐 걸 사건은^[18] 방사선 위험에 대한 대중의 인식을 높였다. 로블리 D. 에반스(물리학자)는 라듐의 허용 기준을 개발하여 핵 의학 발전에 기여했다.

1940년대 원자로와 핵무기 개발로 방사선 연구가 활발해졌고, 히로시마와 나가사키 원자 폭탄 투하는 방사선 증후군 연구에 중요한 계기가 되었다. 테루후미 사사키 박사는 급성 방사선 증후군의 단계를 확립했고,^[20] 배우 나카 미도리는 방사선 중독으로 사망한 최초의 사례로 기록되었다. 원자 폭탄 피해자 위원회와 방사선 영향 연구 재단은 생존자와 후손의 건강을 지속적으로 관찰하고 있다.^[21]

2. 1. 초기 역사 (X선 발견 ~ 1940년대)

1895년 독일 물리학자 빌헬름 뢴트겐이 자신의 손가락에 X선을 쬐는 실험을 통해 방사선의 급성 영향을 처음 관찰했다.^[13] 그는 이로 인해 발생한 화상을 발표했지만, 당시에는 X선에 의해 공기 중에서 생성되는 프리 라디칼인 오존 때문이라고 생각했다. 그러나 현재는 신체 내에서 생성되는 다른 프리 라디칼이 더 중요하다는 것이 밝혀졌다.

1896년 레오폴트 프로인트는 X선을 사용하여 털이 많은 멜라닌 모반을 치료하는 것을 시연함으로써 방사선 생물학이 의학의 한 분야로 시작되었다.^[13] 같은 해, 이반 로마노비치 타르카노프는 개구리와 곤충에 X선을 조사한 후, X선이 사진을 찍을 뿐만 아니라 생물학적 기능에도 영향을 미친다는 결론을 내렸다.^[13] 동시에, 피에르 퀴리와 마리 퀴리는 방사성 폴로늄과 라듐을 발견했는데, 이는 나중에 암 치료에 사용되었다.

1927년 헤르만 조셉 뮐러는 방사선이 유전적 영향을 일으킨다는 연구를 발표하여 1946년 노벨상을 수상했다. 1930년대에는 더글러스 리를 중심으로 방사선 생물학에 대한 일반적인 모델을 개발하려는 시도가 있었다.^[14]^[15]

방사선의 생물학적 영향이 알려지기 전, 많은 의사와 기업들은 방사성 물질을 특허 의약품 및 방사성 돌팔이 의약품으로 판매했다. 예를 들어 라듐 관장 치료나 강장제로 마시는 라듐 함유 물 등이 있었다. 마리 퀴리는 이러한 치료에 반대하며 방사선이 인체에 미치는 영향이 아직 잘 알려지지 않았다고 경고했다. 퀴리 부인은 이후 방사선 중독으로 인한 재생 불량성 빈혈로 사망했다. 미국의 사교계 명사 에벤 바이어스는 다량의 라듐을 섭취한 후 1932년 여러 종류의 암으로 사망했는데, 그의 죽음은 방사선의 위험성에 대한 대중의 관심을 불러일으켰다. 1930년대에 골 괴사 및 사망 사례가 발생하면서 라듐 함유 의료 제품은 시장에서 거의 사라졌다.

미국에서는 수천 명의 여성 라듐 다이얼 화가들이 구강암에 걸린 라듐 걸 사건^[18]을 통해 방사선 위험과 관련된 직업 건강 경고가 대중화되었다. MIT의 로블리 D. 에반스(물리학자)는 라듐의 허용 가능한 체내 부하에 대한 첫 번째 표준을 개발했는데, 이는 핵 의학이 연구 분야로 자리 잡는 데 중요한 단계였다.

2. 2. 발전기 (1940년대 ~ 1960년대)

히로시마와 나가사키 원자 폭탄 투하는 다수의 방사선 중독 사건을 초래하여, 그 증상과 위험에 대한 더 큰 통찰력을 얻게 하였다. 적십자 병원 외과 의사였던 테루후미 사사키 박사는 히로시마 폭탄 투하 이후 몇 주 및 몇 달 동안 이 증후군에 대한 집중적인 연구를 이끌었다. 사사키와 그의 팀은 폭발 지점으로부터 다양한 거리의 환자에게서 방사선 영향을 모니터링하여 이 증후군의 세 가지 단계를 확립했다. 폭발 후 25~30일 이내에 적십자 외과 의사는 백혈구 수의 급격한 감소를 감지하고, 이 감소를 발열 증상과 함께 급성 방사선 증후군에 대한 예후 기준으로 확립했다.^[20] 히로시마 원자 폭탄 투하 당시 현장에 있었던 배우 나카 미도리는 방사선 중독으로 광범위하게 연구된 최초의 인물이었다. 1945년 8월 24일 그녀의 죽음은 방사선 중독(또는 "원자 폭탄 질환")으로 공식 인증된 최초의 사망이었다.

원자 폭탄 피해자 위원회와 방사선 영향 연구 재단은 1946년부터 생존자와 그 후손의 건강 상태를 모니터링해 왔다. 그들은 방사선 노출이 암 위험을 증가시킨다는 것을 발견했지만, 생존자의 평균 수명이 방사선에 노출되지 않은 사람들에 비해 몇 개월밖에 줄어들지 않았다는 것도 발견했다. 지금까지 생존자의 자녀에게서는 어떤 종류의 건강 영향도 감지되지 않았다.^[21]

2. 3. 현대 (1970년대 이후)

체르노빌 원자력 발전소 사고와 후쿠시마 원자력 발전소 사고는 한국 사회에 큰 영향을 주어 방사선에 대한 경각심을 높였다. 이 사고들은 원자력 발전의 안전성에 대한 우려를 증폭시켰고, 방사선 생물학 연구에 대한 관심을 불러일으켰다.

3. 방사선의 건강 영향

일반적으로 이온화 방사선은 생명체에 해롭고 잠재적으로 치명적이지만, 방사선 치료를 통해 암 및 갑상선 중독증을 치료하는 데 사용되기도 한다.

방사선 노출로 인한 건강상의 영향은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.^[2]

결정적 영향: 고용량의 방사선에 노출된 후 세포가 죽거나 기능이 손상되어 발생하는 영향이다. 급성 방사선 증후군, 방사선 화상, 방사선 유발 갑상선염, 만성 방사선 증후군, 방사선 유발 폐 손상, 백내장, 불임 등이 있다.
확률적 영향: 체세포 돌연변이로 인해 노출된 개인에게 암이 발생하거나, 생식 세포 돌연변이로 인해 자손에게 유전 질환이 발생하는 것을 포함한다. 방사선 유발 암, 기형 발생, 인지 기능 저하, 심장 질환 등이 있다.

미국 국립 과학 아카데미의 이온화 방사선의 생물학적 영향 위원회는 "종양 유발 위험이 0이 되는 선량 역치가 있다는 설득력 있는 증거가 없다"고 결론지었다.^[3]

방사선 종류를 알 수 없는 경우에는 전기장, 자기장, 또는 다양한 두께의 차폐물질을 사용하여 측정함으로써 방사선의 종류를 확인할 수 있다.

3. 1. 확률적 영향

이온화 방사선이 인체에 미치는 영향 중 하나는 확률적 영향으로, 발생 확률은 선량에 따라 증가하지만 그 심각성은 선량과 관련이 없다.^[2] 방사선 유발 암, 기형 발생, 인지 기능 저하, 심장 질환 등이 이에 해당한다.

가장 흔한 확률적 영향은 방사선 노출 후 수년에서 수십 년 후에 나타나는 암 발생이다. 선형 모델(LNT)에 따르면 암 발생률은 유효 방사선량에 따라 시버트당 5.5%씩 선형적으로 증가한다. 이 모델이 맞다면, 자연 배경 방사선이 일반 대중 건강에 가장 큰 영향을 미치는 방사선원이며, 의료 영상이 그 뒤를 잇는다.

이온화 방사선이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 정량적 데이터는 제한적이다. 확률적 영향은 대규모 역학 연구를 통해서만 측정 가능한데, 현재까지 발생한 사례 수가 적고, 흡연 등 다른 요인들의 영향을 배제하기 어렵기 때문이다. 현재까지 가장 신뢰할 만한 데이터는 일본 원자 폭탄 생존자 연구에서 얻은 것이다.

8 mSv의 단일 복부 CT 촬영으로 암이 발생할 평생 위험은 0.05%(2,000명 중 1명)로 추정된다.^[1]

3. 2. 결정적 영향

결정적 효과는 역치 선량 이상에서 확실하게 발생하며, 그 심각성은 선량에 따라 증가하는 효과를 말한다.^[2]

높은 방사선량은 역치 이상에서 확실하게 발생하며, 그 심각성이 선량에 따라 증가하는 결정적 효과를 발생시킨다. 결정적 효과는 확률적 효과보다 반드시 더 심각하거나 덜 심각한 것은 아니며, 둘 다 궁극적으로 일시적인 불편함이나 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 결정적 효과의 예는 다음과 같다.

급성 전신 방사선에 의한 급성 방사선 증후군
특정 신체 표면에 대한 방사선에 의한 방사선 화상
갑상선 기능 항진증에 대한 방사선 치료의 잠재적 부작용인 방사선 유발 갑상선염
장기간 방사선에 의한 만성 방사선 증후군
예를 들어 폐에 대한 방사선 치료로 인한 방사선 유발 폐 손상
백내장 및 불임.^[2]

급성 방사선 증후군의 단계별 증상은 아래 표와 같다.

단계	증상	전신 흡수 선량(Gy)
단계	증상	1–2 Gy	2–6 Gy	6–8 Gy	8–30 Gy	> 30 Gy
즉시	메스꺼움과 구토	5–50%	50–100%	75–100%	90–100%	100%
	발병 시간	2–6 시간	1–2 시간	10–60 분	< 10 분	분
	지속 시간	< 24 시간	24–48 시간	< 48 시간	< 48 시간	(48 시간 내 사망)
	설사	없음	경미함( < 10%)	심각함(> 10%)	심각함(> 95%)	심각함(100%)
	발병 시간	—	3–8 시간	1–3 시간	< 1 시간	< 1 시간
	두통	경미함	경미함에서 중간 정도(50%)	중간 정도(80%)	심각함(80–90%)	심각함(100%)
	발병 시간	—	4–24 시간	3–4 시간	1–2 시간	< 1 시간
	발열	없음	중간 정도 증가(10–100%)	중간 정도에서 심각함(100%)	심각함(100%)	심각함(100%)
	발병 시간	—	1–3 시간	< 1 시간	< 1 시간	< 1 시간
	중추 신경계 기능	무능력	인지 장애 6–20 시간	인지 장애 > 24 시간	급속한 무능력	발작, 진전, 운동실조, 기면
잠복기		28–31 일	7–28 일	< 7 일	없음	없음
질병		경미함에서 중간 정도 백혈구 감소증 피로 쇠약	중간 정도에서 심각한 백혈구 감소증 자반병 출혈 감염 3 Gy 후 탈모증	심각한 백혈구 감소증 고열 설사 구토 현기증 및 방향 감각 상실 저혈압 전해질 불균형	메스꺼움 구토 심한 설사 고열 전해질 불균형 쇼크	(48시간 내 사망)
사망률	치료 없이	0–5%	5–95%	95–100%	100%	100%
	치료를 받으면	0–5%	5–50%	50–100%	99–100%	100%
	사망	6–8 주	4–6 주	2–4 주	2 일 – 2 주	1–2 일
표 출처^[4]

3. 3. 방사선 종류별 영향

일반적으로 이온화 방사선은 생명체에 해롭고 잠재적으로 치명적이지만, 방사선 치료를 통한 암 및 갑상선 중독증 치료에 건강상의 이점을 가질 수 있다.

방사선 노출로 인한 대부분의 유해한 건강 영향은 두 가지 일반적인 범주로 나눌 수 있다.

결정적 효과(유해 조직 반응): 고용량 투여 후 세포 사멸 또는 기능 부전으로 인해 발생한다.
확률적 효과: 체세포 돌연변이로 인한 노출된 개인의 암 발생 또는 생식 세포 돌연변이로 인한 자손의 유전 질환을 포함한다.

알파 입자를 방출하는 동위원소를 섭취하면 반감기나 붕괴율이 나타내는 것보다 훨씬 더 위험하다. 이는 알파 방사선이 살아있는 세포에 들어간 후 생물학적 손상을 일으키는 상대적 생물학적 효과가 높기 때문이다. 초우라늄 원소나 악티늄족과 같은 섭취된 알파 방출 방사성 동위원소는 베타 방출 또는 감마 방출 방사성 동위원소와 비교했을 때 평균 약 20배 더 위험하며, 일부 실험에서는 최대 1000배 더 위험하다.^[3] 방사선 종류를 알 수 없는 경우, 전기장, 자기장 또는 다양한 양의 차폐재가 있는 상태에서 차등 측정을 통해 확인할 수 있다.

방사선 방호에 사용되는 외부 선량. 이러한 계산 및 사용 방법은 시버트 문서 참조.

3. 4. 임신 중 방사선 노출

태아는 세포가 성장하는 동안 더 취약하고, 방사선 노출 후 암이 발생할 수 있는 수명이 성인보다 훨씬 길기 때문에 평생 동안 방사선 유발 암이 발생할 위험이 성인보다 더 크다.^[5] 임신 중 방사선 노출은 유산, 구조적 선천적 결함, 자궁 내 성장 제한, 지적 장애와 같은 결정론적 영향을 유발할 수 있다.^[7] 이러한 결정론적 영향은 히로시마·나가사키 원자 폭탄 투하 생존자와 임신 중 방사선 치료가 필요한 경우에 대해 연구되었다.

임신 연령	배아 연령	영향	추정 문턱값 선량 (mGy)
2~4주	0~2주	유산 또는 영향 없음 (전부 아니면 전무)	50~100^[7]
4~10주	2~8주	구조적 선천적 결함	200^[7]
4~10주	2~8주	4~10주	2~8주	자궁 내 성장 제한	200~250^[7]
10~17주	8~15주	심각한 지적 장애	60~310^[7]
18~27주	16~25주	심각한 지적 장애 (위험 감소)	250~280^[7]

임신 10~17주에 태아가 1,000 mGy의 방사선에 노출되면 IQ 점수가 약 25점 감소하는 지적 결손이 발생할 수 있다고 추정되었다.^[7]

투사 방사선 촬영 및 CT 스캔과 같은 임신 중 의료 영상은 태아를 방사선에 노출시키기 때문에 이러한 영향들을 고려해야 한다.

또한, 임신 중 방사선 노출은 산모가 나중에 방사선 유발 암의 일종인 유방암에 걸릴 위험을 높이는 것으로 보인다.^[8]

4. 방사선 측정

인체는 매우 높은 선량의 전리 방사선을 제외하고는 감지할 수 없지만, 이온화 효과를 사용하여 방사선을 특성화할 수 있다. 관심 매개변수에는 붕괴율, 입자 플럭스, 입자 유형, 빔 에너지, 커마, 선량률 및 방사선 선량이 포함된다.

인간의 건강을 보호하기 위한 선량의 모니터링 및 계산은 선량 측정학이라고 하며, 이는 보건 물리학의 과학 분야에서 수행된다.

4. 1. 측정 도구

인체는 매우 높은 선량의 전리 방사선을 제외하고는 감지할 수 없지만, 이온화 효과를 사용하여 방사선을 특성화할 수 있다. 방사선 측정 도구로는 외부 유효 선량 흡수를 측정하기 위한 선량계와 섭취 선량을 측정하기 위한 생체 분석이 사용된다. 시버트 문서는 선량 수량 사용에 대한 ICRU 및 ICRP의 권고 사항을 요약하고, 시버트로 측정된 전리 방사선의 영향에 대한 가이드 및 특정 상황에서의 대략적인 선량 흡수량의 예를 제공한다.

피폭 선량은 인체 내 방사성 물질 섭취로 인한 확률적 건강 위험을 측정하는 지표이다. ICRP는 "내부 피폭의 경우, 피폭 선량은 일반적으로 생체 분석 측정 또는 기타 수량으로부터의 방사성 핵종 섭취 평가를 통해 결정된다. 방사선 선량은 권장 선량 계수를 사용하여 섭취량으로부터 결정된다"라고 명시하고 있다.^[1]

4. 2. 선량 단위

이온화 방사선이 인체에 미치는 영향을 나타내는 단위는 다음과 같다.

'''흡수 선량'''(absorbed dose): 물질에 단위 질량당 전리 방사선이 전달하는 평균 에너지를 나타내는 물리적 선량량 ''D''이다. SI 단위계에서 측정 단위는 킬로그램당 줄(J/kg)이며, 특수 명칭은 그레이(Gy)이다.^[2] 비 SI CGS 단위인 rad도 때때로 사용되며, 주로 미국에서 사용된다.

'''등가 선량'''(equivalent dose): 확률적 위험을 나타내기 위해 사용되는 ''H'' _T이며, 흡수 선량으로부터 계산하기 위해 적절한 선량 계수와 계수가 사용된다.^[2] 시버트 또는 렘 단위로 표시되며, 이는 생물학적 효과가 고려되었음을 의미한다.

'''유효 선량'''(effective dose): 확률적 위험을 나타내기 위해 사용되는 ''E''이며, 흡수 선량으로부터 계산하기 위해 적절한 선량 계수와 계수가 사용된다.^[2] 등가 선량과 마찬가지로 시버트 또는 렘 단위로 표시된다.

'''피폭 선량'''(committed dose): 인체 내 방사성 물질 섭취로 인한 확률적 건강 위험을 측정하는 지표이다.

국제 방사선 방호 위원회(ICRP) 및 국제 방사선 단위 및 측정 위원회(ICRU)의 권고에 따라 이러한 단위들이 사용된다.

5. 방사선 노출 경로

방사선 노출은 방사성 물질의 위치에 따라 외부 피폭과 내부 피폭으로 나뉜다.
외부 피폭은 방사성 물질이 신체 외부에 있을 때 발생한다. 예를 들어, 밀봉된 방사성 물질을 주머니에 넣거나, 우주선에 노출되는 우주여행, 암 치료를 위해 원격 치료나 근접 치료를 받는 경우가 있다. 핵 관련 작업자가 방사성 먼지로 손을 오염시킨 경우, 손을 씻기 전까지는 외부 피폭으로 간주된다. 외부 피폭은 측정이 비교적 쉽고, 강렬한 중성자 빔에 의한 중성자 활성화가 아니라면 방사성을 띠지 않는다.
내부 피폭은 방사성 물질이 신체 내부로 들어와 발생하며, 흡입, 섭취, 주사 등을 통해 일어날 수 있다. 예를 들어, 칼륨-40과 같이 체내에 존재하는 방사성 물질, 젖소의 우유 속 ⁸⁹Sr와 같은 가용성 방사성 물질 섭취, 방사성의약품을 이용한 암 치료 등이 있다. 매우 불용성인 물질(예: 우라늄 이산화물 매트릭스 내 핵분열 생성물)은 유기체의 일부가 될 수 없지만, 폐나 소화관 내 입자는 내부 오염으로 간주되어 내부 피폭을 유발한다. 붕소 중성자 포획 치료(BNCT)는 붕소-10 표지 화학 물질을 주입하고 중성자를 쬐어 암세포를 파괴하는 치료법으로, 내부 피폭의 한 예시이다.

방사성 화합물이 인체에 들어오면 외부 방사선원에 노출되는 것과는 다른 영향을 미친다. 특히 알파 방사선은 피부를 뚫지 못하지만, 섭취나 흡입 시 더 심각한 피폭을 유발할 수 있다.

5. 1. 외부 피폭

방사선(노란색)의 외부원(빨간색)에 의해 조사되는 직사각형을 보여주는 개략도

외부 피폭은 방사성 물질(또는 다른 방사선원)이 피폭된 유기체 외부에 있고 (그리고 외부에 남아 있는) 경우 발생하는 피폭이다. 외부 피폭의 예시는 다음과 같다.

밀봉된 방사성 물질을 주머니에 넣는 사람
우주선에 피폭되는 우주 여행자
원격 치료 또는 근접 치료로 암 치료를 받는 사람. 근접 치료에서 방사선원은 사람의 내부에 있지만 고정 선량을 초래하지 않기 때문에 외부 피폭으로 간주된다.
방사성 먼지로 손을 더럽힌 핵 관련 작업자. 방사성 물질이 흡수, 흡입 또는 섭취되기 전에 손을 씻는다고 가정하면, 피부 오염은 외부 피폭으로 간주된다.

외부 피폭은 추정하기가 비교적 "쉽고", 조사된 유기체가 방사선이 강렬한 중성자 빔이여서 중성자 활성화를 일으키는 경우를 제외하고는 방사성을 띠지 않는다.

의료 영상 촬영 유형별 유효 선량
표적 장기	검사 유형	성인 유효 선량^[9]	자연 방사선 노출에 상당하는 시간^[9]
머리 CT	단일 시리즈	2mSv	8개월
머리 CT	조영제 사용 + 미사용	4mSv	16개월
가슴	가슴 CT	7mSv	2년
	가슴 CT, 폐암 검진 프로토콜	1.5mSv	6개월
	흉부 X-ray	0.1mSv	10일
심장	관상 동맥 CT 혈관 조영술	12mSv	4년
심장	관상 동맥 CT 칼슘 스캔	3mSv	1년
복부	복부 및 골반 CT	10mSv	3년
	복부 및 골반 CT, 저선량 프로토콜	3mSv^[10]	1년
	복부 및 골반 CT, 조영제 사용 + 미사용	20mSv	7년
	CT 대장 내시경	6mSv	2년
	정맥 신우 조영술	3mSv	1년
	상부 위장관 촬영	6mSv	2년
	하부 위장관 촬영	8mSv	3년
척추	척추 X-ray	1.5mSv	6개월
척추	척추 CT	6mSv	2년
사지	사지 X-ray	0.001mSv	3시간
사지	하지 CT 혈관 조영술	0.3mSv - 1.6mSv^[11]	5주 - 6개월
치과 X-ray		0.005mSv	1일
DEXA (골밀도)		0.001mSv	3시간
PET-CT 조합		25mSv	8년
유방 촬영술		0.4mSv	7주

5. 2. 내부 피폭

방사성 물질이 신체 내부로 들어와 발생하는 경우를 내부 피폭이라고 한다. 내부 피폭은 흡입, 섭취, 또는 주사를 통해 발생할 수 있다. 다음은 내부 피폭의 몇 가지 예시이다.

'정상적인' 사람 내에 존재하는 칼륨-40에 의한 피폭.
젖소의 우유에 있는 ⁸⁹Sr과 같이 가용성 방사성 물질의 섭취에 의한 피폭.
방사성의약품을 사용하여 암 치료를 받는 사람의 경우, 방사성 동위원소가 약물(보통 액체 또는 알약)로 사용된다. 방사성 물질이 영향을 받는 대상과 밀접하게 혼합되기 때문에 내부 피폭이 발생하면 해당 대상이나 사람을 오염 제거하기가 어려운 경우가 많다.^[12]
우라늄 이산화물 매트릭스 내의 핵분열 생성물과 같이 매우 불용성인 물질은 실제로 유기체의 일부가 될 수 없지만, 폐와 소화관 내의 이러한 입자를 내부 오염의 한 형태로 간주하여 내부 피폭을 유발하는 것이 일반적이다.
붕소 중성자 포획 치료(BNCT)는 종양 세포에 우선적으로 결합하는 붕소-10 표지 화학 물질을 주입하는 것을 포함한다. 원자로에서 나온 중성자는 BNCT 치료에 적합한 중성자 에너지 스펙트럼으로 중성자 감속재에 의해 조절된다. 종양은 이러한 중성자에 선택적으로 폭격된다. 중성자는 체내에서 빠르게 감속되어 저에너지 '열 중성자'가 된다. 이 '열 중성자'는 주입된 붕소-10에 포획되어 여기된 (붕소-11)을 형성하며, 이는 리튬-7과 헬륨-4 알파 입자로 분해되며, 이 둘 다 밀접하게 간격을 둔 이온화 방사선을 생성한다. 이 개념은 암 치료를 위해 두 개의 별도 구성 요소를 사용하는 이진 시스템으로 설명된다. 각 구성 요소 자체는 세포에 비교적 무해하지만, 치료를 위해 결합하면 치명적인 (세포독성) 효과 (5µm~9µm 또는 약 한 세포 직경 범위 내)를 생성한다. 핀란드와 일본에서 유망한 결과를 보이는 임상 시험이 현재 진행 중이다.

방사성 화합물이 인체에 들어갈 때, 그 효과는 외부 방사선원에 노출되는 것과는 다르다. 특히 피부를 관통하지 않는 알파 방사선의 경우, 섭취 또는 흡입 후에는 피폭이 훨씬 더 심각할 수 있다. 방사선 피폭은 일반적으로 섭취 선량으로 표현된다.

6. 관련 기관 및 분야

방사선 생물학과 관련된 주요 기관 및 분야는 다음과 같다.

=== 국제기구 ===

국제 방사선 방호 위원회(ICRP)
국제 방사선 단위 및 측정 위원회(ICRU)
유엔 방사선 영향 과학 위원회(UNSCEAR)
유럽 방사선 위험 위원회(ECRR)

=== 국가 기관 (한국 포함) ===

미국 국립 방사선 방호 및 측정 위원회(NCRP)
영국 보건 안보국(UK Health Security Agency)
미국 국립 과학 아카데미(NAS)
프랑스 방사선 방호 및 핵 안전 연구소(IRSN)
한국원자력안전기술원(KINS)
한국원자력의학원(KIRAMS)

=== 관련 학문 분야 ===

방사선 물리학
방사선 화학
분자 생물학 및 세포 생물학
분자 유전학
세포 죽음 및 세포 자멸사
생체 전자기학
방사선 종양학
방사선 유전체학
경두개 자기 자극
자기 공명 영상 (MRI)
발생 생물학
생물 에너지학
생물 정신 의학, 신경학, 정신신경면역학

6. 1. 국제기구

국제 방사선 방호 위원회(ICRP)는 권고 흡수 선량을 설정하는 국제 방사선 방호 시스템을 관리한다.

이 주제를 연구하는 다른 중요한 기관은 다음과 같다.

국제 방사선 단위 및 측정 위원회(ICRU)
유엔 방사선 영향 과학 위원회(UNSCEAR)
미국 국립 방사선 방호 및 측정 위원회(NCRP)
영국 영국 보건 안보국(UK Health Security Agency)
미국 국립 과학 아카데미(NAS, BEIR 연구를 통해)
프랑스 방사선 방호 및 핵 안전 연구소(IRSN)
유럽 방사선 위험 위원회(ECRR)

6. 2. 국가 기관 (한국 포함)

미국 국립 방사선 방호 및 측정 위원회(NCRP)
영국 보건 안보국(UK Health Security Agency)
미국 국립 과학 아카데미(NAS, BEIR 연구를 통해)
프랑스 방사선 방호 및 핵 안전 연구소(IRSN)
한국원자력안전기술원(KINS)
한국원자력의학원(KIRAMS)

6. 3. 관련 학문 분야

방사선 물리학
방사선 화학
분자 생물학 및 세포 생물학
분자 유전학
세포 죽음 및 세포 자멸사
생체 전자기학
방사선 종양학
방사선 유전체학
경두개 자기 자극
자기 공명 영상 (MRI)
발생 생물학
생물 에너지학
생물 정신 의학, 신경학, 정신신경면역학

참조

_[1] 웹사이트 Do CT scans cause cancer? https://www.health.h[...] Harvard University 2020-07-15
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_[5] 논문 "Doctor, will that x-ray harm my unborn child?" 2008-12-02
_[6] 논문 "Doctor, will that x-ray harm my unborn child?" 2008-12-02
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_[15] 웹사이트 Radiobiology in the 1940s https://www.bir.org.[...] 2020-07-15
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_[19] 서적 Radium in Humans: A Review of U.S. Studies https://www.osti.gov[...] Argonne National Laboratory 2012-05-24
_[20] 서적 Medicine: A Treasury of Art and Literature Harkavy Publishing Service
_[21] 웹사이트 Long-term health effects of Hiroshima and Nagasaki atomic bombs not as dire as perceived https://www.scienced[...] 2016-08-11
_[22] 논문 Experimental Simulation of A-bomb Gamma-ray Spectra for Radiobiology Studies https://pdfs.semanti[...] Oxford Academic
_[23] 문서 「ほうしゃせん-せいぶつがく〔ハウシヤセン‐〕【放射線生物学】」、デジタル大辞泉の解説 https://kotobank.jp/[...]
_[24] 문서 放射線生物学ほうしゃせんせいぶつがく radiation biology 平凡社世界大百科事典

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