유효선량

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1. 개요
2. 정의
3. 방사선 위험도
- 3.1. 계산
4. 유효선량의 활용
- 4.1. 외부 피폭
- 4.2. 내부 피폭
5. 의료 영상에서의 유효선량
6. 건강 영향
7. 규제 용어
- 7.1. 영국
- 7.2. 미국
8. 역사
9. 향후 전망
참조

1. 개요

유효선량은 인체 각 조직의 등가선량에 해당 조직의 방사선 감수성을 나타내는 조직 가중 계수를 곱하여 모두 합산한 값이다. 이는 방사선 방호에서 계획 및 최적화를 위한 예상 선량 평가와 규제 목적에 맞는 선량 한도 준수 여부의 입증에 사용된다. 유효선량은 수식 E = ∑H_TW_T로 정의되며, 여기서 E는 유효선량, H_T는 등가선량, W_T는 조직 가중 계수를 나타낸다. 유효선량의 단위는 시버트(Sv) 또는 렘(rem)을 사용한다. 유효선량은 외부 피폭과 내부 피폭 모두에 적용되며, 의료 영상 촬영 시 발생하는 유효선량은 검사 종류 및 촬영 부위에 따라 다르다. 유효선량의 개념은 1975년 볼프강 야코비에 의해 처음 소개되었고, 국제방사선방호위원회(ICRP)의 권고를 통해 발전해 왔다.

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유효선량
개요
정의	인체에 미치는 확률론적 건강 영향의 크기를 나타내는 데 사용되는 방사선량 측정 단위
단위	시버트 (Sv)
설명	다양한 종류의 방사선(알파, 베타, 감마 등)과 다양한 장기에 대한 방사선 감수성을 고려하여, 방사선으로 인한 전체적인 건강 위험을 평가하는 데 유용하다. 실효선량은 외부 피폭과 내부 피폭의 선량을 합산하거나, 전신 피폭과 부분 피폭의 선량을 합산하는 데 사용될 수 있다.
계산
계산식	E = ∑T wT HT = ∑T wT ∑R wR,T DT,R E는 실효선량, HT는 조직 T의 등가선량, wT는 조직 가중계수, DT,R은 조직 T에 흡수된 방사선 R의 평균 흡수선량, wR,T는 방사선 가중계수.
조직 가중계수 (wT)	방사선에 대한 각 장기 또는 조직의 상대적인 민감도를 나타내는 무차원 값. ICRP는 인체의 다양한 장기 및 조직에 대한 가중 계수를 제공한다.
방사선 가중계수 (wR)	다양한 종류의 방사선이 인체에 미치는 생물학적 효과의 차이를 보정하기 위해 사용되는 무차원 값. 알파 입자와 같이 생물학적 효과가 큰 방사선에 대해서는 더 높은 가중치가 부여된다.
활용
방사선 방호	실효선량은 개인의 방사선 피폭량을 평가하고, 방사선 방호 기준을 설정하는 데 사용된다.
위험 평가	실효선량은 방사선 작업 종사자나 일반인의 방사선 관련 건강 위험을 평가하는 데 사용된다.
의료 분야	의료 시술 중 환자가 받는 방사선량을 추정하고, 방사선 노출로 인한 잠재적 위험을 평가하는 데 사용된다.
참고 사항
주의	실효선량은 확률론적 건강 영향(암 발생 등)의 위험을 추정하는 데 유용하지만, 결정론적 영향(피부 발적, 백내장 등)의 심각도를 평가하는 데는 적합하지 않다. 실효선량은 선량한도 설정 및 방사선 방호 최적화에 유용한 도구이다.

2. 정의

유효선량은 인체의 각 조직별 등가선량에 해당 조직의 방사선 감수성을 나타내는 조직 가중 계수를 곱하여 모두 합산한 값이다. 국제방사선방호위원회(ICRP)는 유효선량이 방사선 방호에서 계획 및 최적화를 위한 예상 선량 평가와 규제 목적에 맞는 선량 한도 준수 여부 입증에 사용된다고 밝혔다.^[7]

ICRP는 유효선량이 다양한 유형의 외부 방사선 및 핵종 섭취로 인한 전신 및 부분 신체 피폭으로부터 선량을 합산할 수 있게 함으로써 방사선 방호에 기여했다고 설명한다.^[8]

유효선량 계산은 인체의 부분적 또는 불균등한 방사선 조사가 발생했을 때 필요하다. 등가선량은 방사선 유형만 고려하고 조사된 조직은 고려하지 않기 때문이다. 신체 조직마다 이온화 방사선에 다르게 반응하므로, ICRP는 특정 조직 및 기관에 민감도 계수를 할당하여 부분 조사의 영향을 계산할 수 있도록 했다.^[9] 신체 일부만 조사된 경우, 전신 조사보다 위험이 낮다. 이를 반영하여 조사된 신체 부위의 유효선량을 계산하고 합산하여 전신 유효선량(E)을 구한다. 이는 계산 가능하지만 실제 측정은 불가능한 "보호" 선량이다.

유효선량은 적용 부위와 관계없이 전신에 동일한 유효 위험을 가지며, 전신에 균일하게 적용된 동일한 양의 등가선량과 같은 유효 위험을 갖는다. 유효선량은 방사성 물질 흡입, 섭취, 주입으로 인한 내부 피폭선량인 섭취선량에 대해서도 계산할 수 있다.

'''섭취 유효선량'''(E(t))은 섭취 후 경과 시간 t년 동안 섭취된 장기 또는 조직 등가선량과 조직 가중 계수(W_T) 곱의 합이다. 섭취 기간은 성인 50년, 어린이 70세까지로 간주된다.^[10]

이온화 방사선은 조사되는 물질에 에너지를 전달한다. 이를 나타내는 양은 흡수 선량이며, 이는 입사 방사선 수준과 조사된 물체의 흡수 특성에 따라 달라지는 물리적 선량이다. 흡수 선량은 생물학적 효과를 잘 나타내지 못하므로, 확률적 방사선 위험을 고려하기 위해 국제 방사선 단위 및 측정 위원회(ICRU)와 ICRP는 등가 선량과 유효 선량을 고안하여 흡수 선량의 생물학적 효과를 계산한다.

유효 선량을 얻기 위해 계산된 장기 흡수 선량(D_T)은 방사선 유형에 따른 가중 인자(W_R)로 보정되어 조사된 신체 조직의 등가 선량(H_T)을 제공한다. 이후 조직 또는 장기에 대한 가중 인자(W_T)로 다시 보정하여 유효 선량(E)을 생성한다.

신체 모든 장기와 조직에 대한 유효 선량의 합은 전신 유효 선량을 나타낸다. 신체 일부만 조사된 경우, 해당 부위만 사용하여 유효 선량을 계산한다. 조직 가중 계수의 합은 1.0이므로, 전신이 균일하게 침투하는 외부 방사선에 노출되면 전신 유효 선량은 전신 등가 선량과 같다.

방사선 장애의 확률적 영향(발생 확률)은 방사선 피폭을 받은 인체의 조직·장기의 등가선량뿐만 아니라 해당 조직·장기의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어, 적색 골수와 간에 동일한 등가선량이 적용되더라도 각 장기에서 방사선 유발 암이 발생할 가능성은 다르다. 즉, 동일한 양의 등가선량이 적용되더라도 피폭 부위에 따라 그 사람이 안고 있는 방사선에 의한 확률적 영향(주로 암)의 발생 위험은 달라진다.

따라서 등가선량과 같이 흡수선량에 방사선 가중계수를 곱하여 방사선의 생물학적 영향을 평준화하는 것과 마찬가지로, 각 장기의 등가선량에 해당 장기에 대응하는 '''조직 가중 계수'''를 곱하여 모든 장기에 대해 합산한 것을 '''유효선량'''이라고 한다.

유효선량을 사용하면 라돈 흡입 등에 의한 폐만의 내부 피폭과 우주선 등으로부터의 전신 피폭을 합산할 수 있다. 즉, 내부 피폭이나 외부 피폭과 같은 서로 다른 형태의 피폭을 하나의 값으로 표현할 수 있다.

조직 가중 계수는 확률적 영향(암 및 유전적 영향)에 대한 각 장기·조직의 상대적인 방사선 감수성을 나타낸 것이며, 결정적 영향은 크게 고려되지 않는다. 따라서 유효선량으로 문제 삼는 위험은 확률적 영향의 위험뿐이다.

2. 1. 수식

:

E=\sum_{}H_TW_T

여기서

$E$ : 유효선량
$H_T$ : 등가선량
$W_T$ : 조직의 가중계수

유효선량(''E'')은 인체의 장기 ''T''의 등가선량을

H_T

, 조직 가중 계수를

w_T

라고 할 때, 다음과 같이 정의된다.

:（유효선량 [Sv]）

E

=

\sum_T

（장기 ''T''의 등가선량 [Sv]）

H_T

× (장기 ''T''의 조직 가중 계수)

w_T

좀 더 구체적으로는 다음과 같다.

: 유효선량 =

\sum

（해당 장기의 등가선량 × 해당 장기의 조직 가중 계수）

: = H_생식선 x w_생식선 + H_{적색 골수} x w_{적색 골수} + …

2. 2. 단위

단위는 등가선량과 같이 시버트(Sv) 또는 렘(rem)을 사용한다.^[38]

조직 가중치(계수)
구분	2007년 권고 (ICRP 103)	1990년 권고 (ICRP 60)	1977년 권고 (ICRP 26)
생식샘	0.08	0.20	0.25
적색골수	0.12	0.12	0.12
결장	0.12	0.12	-
폐	0.12	0.12	0.12
위	0.12	0.12	-
방광	0.04	0.05	-
유방	0.12	0.05	0.15
간	0.04	0.05	-
식도	0.04	0.05	-
갑상샘	0.04	0.05	0.03
피부	0.01	0.01	-
골표면	0.01	0.01	0.03
침샘	0.01	-	-
뇌	0.01	-	-
나머지 조직	0.12	0.05	0.30

2. 3. 조직 가중 계수

조직 가중 계수는 각 조직의 방사선 감수성을 나타내는 값으로, 국제 방사선 방호 위원회(ICRP)에서 권고한다.^[23]^[24]^[25] 각 조직·장기가 방사선에 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 지표이다.

'''조직 가중 계수'''는 각 조직·장기에서의 방사선의 영향도(방사선 감수성)를 나타내는 계수이다.

국제 방사선 방호 위원회(ICRP)가 권고한 각 조직·장기의 조직 가중 계수는 아래 표와 같다. 각 개인의 조직·장기의 계수의 합은 1이며, 현행 국내법은 1990년 권고의 조직 가중 계수를 기반으로 한다.

조직 가중 계수
조직·장기	조직 가중 계수
조직·장기	ICRP103 (2007년)	ICRP60 (1990년)	ICRP26 (1977년)
생식샘	0.08	0.20	0.25
적색 골수	0.12	0.12	0.12
폐	0.12	0.12	0.12
결장	0.12	0.12	항목 없음
위	0.12	0.12	항목 없음
유방	0.12	0.05	0.15
갑상샘	0.04	0.05	0.03
간	0.04	0.05	항목 없음
식도	0.04	0.05	항목 없음
방광	0.04	0.05	항목 없음
골 표면	0.01	0.01	0.03
피부	0.01	0.01	항목 없음
타액선	0.01	항목 없음	항목 없음
뇌	0.01	항목 없음	항목 없음
나머지 조직·장기	0.12	0.05	0.30
계수 합계	1.00	1.00	1.00

방사선 장애의 확률적 영향 발생 확률은 방사선 피폭을 받은 인체의 조직·장기의 등가선량뿐만 아니라 해당 조직·장기의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어 적색 골수와 간에 동일한 등가선량이 적용되더라도 각 장기에서 방사선 유발 암이 발생할 가능성은 다르다. 즉, 동일한 양의 등가선량이 적용되더라도 피폭 부위에 따라 방사선에 의한 확률적 영향(주로 암)의 발생 위험은 달라진다.

등가 선량과 유효 선량 모두 시버트(Sv) 단위를 사용하므로 혼동하기 쉽다. 예를 들어, 피부에만 국한된 피폭으로 100mSv(등가 선량)를 받은 경우, 유효 선량은 피부의 조직 가중 계수(0.01)를 곱한 1mSv가 된다. 이처럼 국소 피폭의 경우 유효 선량은 등가 선량보다 낮은 값이 된다.

3. 방사선 위험도

방사선 위험도는 저선량 방사선 피폭으로 인해 암이나 유전 질환과 같은 확률적 영향이 발생할 가능성을 나타내는 지표이다. 이는 장기나 조직의 유효선량과 전 인구 발생가능계수를 곱하여 계산한다.

이온화 방사선은 조사되는 물질에 에너지를 전달하는데, 이를 나타내는 양은 흡수 선량이다. 흡수 선량은 물리적인 양으로, 생물학적 효과를 제대로 반영하지 못한다. 따라서 확률적 방사선 위험을 고려하기 위해 국제 방사선 단위 및 측정 위원회(ICRU)와 ICRP는 등가 선량과 유효 선량 개념을 도입하여 흡수 선량의 생물학적 효과를 계산한다.

유효 선량을 얻기 위해서는 먼저 계산된 장기 흡수 선량 ( $D_T$ )에 방사선 유형에 따른 가중 인자 ( $W_R$ )을 곱하여 등가 선량 ( $H_T$ )을 구한다. 그 후, 등가 선량에 조사된 조직 또는 장기에 따른 가중 인자 ( $W_T$ )를 곱하여 유효 선량 ( $E$ )을 계산한다. 신체의 모든 장기와 조직에 대한 유효 선량의 합은 전신에 대한 유효 선량을 나타낸다. 신체의 일부분만 조사되는 경우에는 해당 부위만 사용하여 유효 선량을 계산한다. 조직 가중 계수의 합은 1.0이므로, 전신이 균일하게 침투하는 외부 방사선에 노출되면 전신에 대한 유효 선량은 전신에 대한 등가 선량과 같다.

이온화 방사선은 생물체에 유해하며, 방사선 치료와 같이 의학적인 이점을 가지기도 한다. 하지만, 노출 후 수년 또는 수십 년의 잠복기를 거쳐 방사선 유발 암을 발생시키는 경우가 가장 흔하며, 고선량은 방사선 화상이나 급성 방사선 증후군을 유발할 수 있다. 따라서 제어된 선량은 의학 영상 및 방사선 치료에 사용된다.

방사선 장애의 확률적 영향(발생 확률)은 방사선 피폭을 받은 인체의 조직·장기의 등가선량뿐만 아니라 해당 조직·장기의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어, 적색 골수와 간에 동일한 등가선량이 적용되더라도 각 장기에서 방사선 유발 암이 발생할 가능성은 다르다. 따라서 각 장기의 등가선량에 해당 장기에 대응하는 조직 가중 계수를 곱하여 모든 장기에 대해 합산한 것을 유효선량이라고 한다.^[39] 유효선량을 사용하면 라돈 흡입 등에 의한 폐만의 내부 피폭과 우주선 등으로부터의 전신 피폭을 합산할 수 있다. 즉, 내부 피폭이나 외부 피폭과 같은 서로 다른 형태의 피폭을 하나의 값으로 표현할 수 있다.

조직 가중 계수는 확률적 영향(암 및 유전적 영향)에 대한 각 장기·조직의 상대적인 방사선 감수성의 정도를 나타낸 것이며, 결정적 영향에 대해서는 크게 고려되지 않는다. 따라서 유효선량으로 문제 삼는 위험은 확률적 영향의 위험뿐이다.

3. 1. 계산

방사선위험도는 장기나 조직의 유효선량(

E

)과 전 인구 발생가능계수의 곱의 총합인데, 저선량의 방사선 피폭으로 야기되는 확률적 효과의 전 인구 발생가능계수는 치명적 암, 유전효과, 그리고 비치명적 암의 추정치를 합해서 구한다.^[39]

방사선위험도

:: 치명적 암 추정치 + 유전효과 + 비치명적 암 추정치

::

5.0\times10^{-2}Sv^{-1} + 1.3\times10^{-2}Sv^{-1} + 1.0\times10^{-2}Sv^{-1}

::

7.3\times10^{-2}Sv^{-1}

4. 유효선량의 활용

국제방사선방호위원회(ICRP)에 따르면 유효선량은 방사선 방호에서 계획 및 최적화를 위한 예상 선량 평가, 규제 목적에 맞는 선량 한도 준수 여부 입증 등에 활용된다.^[7] 유효선량은 규제 목적을 위한 핵심적인 선량 수량이다.^[7]

ICRP는 또한 유효선량이 다양한 유형의 외부 방사선 및 핵종 섭취로 인한 전신 및 부분 신체 피폭으로부터 선량을 합산할 수 있게 함으로써 방사선 방호에 상당한 기여를 했다고 설명한다.^[8]

유효선량은 방사성 물질의 흡입, 섭취 또는 주입으로 인한 내부 피폭선량인 섭취선량에 대해 계산할 수 있다. 섭취 유효선량은 섭취 후 경과된 시간(년) 동안 섭취된 장기 또는 조직 등가선량과 적절한 조직 가중 계수의 곱의 합이다. 섭취 기간은 성인의 경우 50년, 어린이의 경우 70세까지로 간주된다.^[10]

유효선량을 사용하면, 예를 들어 라돈 흡입 등에 의한 폐만의 내부 피폭과 우주선 등으로부터의 전신 피폭을 합산할 수 있다. 즉, 내부 피폭이나 외부 피폭과 같은 서로 다른 형태의 피폭을 하나의 값으로 그 피폭 정도를 표현할 수 있다는 점이 특징이다.

일반적으로 인체에 관한 방호량인 유효선량은 직접 측정하기 어렵다. 따라서 방호량인 유효선량의 추정값 또는 상한값을 제공하기 위한 실용량이 사용된다.

4. 1. 외부 피폭

국제방사선방호위원회(ICRP)는 유효선량이 방사선 방호에서 계획 및 최적화를 위한 예상 선량 평가와 규제 목적에 맞는 선량 한도 준수 여부를 입증하는 데 사용된다고 밝혔다.^[7] 유효선량은 규제 목적의 핵심적인 선량 수량이다.^[7]

ICRP는 유효선량이 다양한 유형의 외부 방사선 및 핵종 섭취로 인한 전신 및 부분 신체 피폭으로부터 선량을 합산할 수 있게 함으로써 방사선 방호에 크게 기여했다고 설명한다.^[8]

유효선량 계산은 인체의 부분적 또는 불균등한 방사선 조사가 발생했을 때 필요하다. 등가선량은 조사된 조직을 고려하지 않고 방사선 유형만 고려하기 때문이다. 신체 조직마다 이온화 방사선에 다르게 반응하므로, ICRP는 특정 조직 및 기관에 민감도 계수를 할당하여 조사된 영역을 알 경우 부분 조사의 영향을 계산할 수 있도록 했다.^[9] 신체의 일부만 조사하는 방사선장은 동일한 방사선장이 전신을 조사하는 경우보다 낮은 위험을 갖는다. 이를 고려하여 조사된 신체 구성 부분에 대한 유효선량을 계산하고 합산하여 전신에 대한 유효선량()을 구한다. 이는 계산은 가능하지만 실제로는 측정할 수 없는 "보호" 선량량이다.

유효선량은 어디에 적용되었는지에 관계없이 전신에 동일한 유효 위험을 가지며, 전신에 균일하게 적용된 동일한 양의 등가선량과 동일한 유효 위험을 갖는다.

일반적으로 인체에 관한 방호량인 유효선량의 직접 측정은 어렵다. 따라서 방호량인 유효선량의 추정값 또는 상한값을 제공하기 위한 실용량이 사용된다.

방사선 업무 종사자 등이 착용한 개인 선량 측정기^[26]의 측정 선량으로부터 일본 법령에 근거하여 외부 피폭에 의한 유효 선량을 계산하는 경우를 설명하면 다음과 같다.

선량 당량에는 피부 표면으로부터의 깊이에 따라 70μm 선량 당량, 3mm 선량 당량, 1cm 선량 당량으로 구분된다. 70μm는 피부의 기저층, 3mm는 눈의 수정체, 1cm는 기타 모든 부분을 대상으로 하는 선량 당량이다.^[27]^[28]

개인 선량 모니터링은 전신 균등 피폭을 기본 가정으로 한다. 남성 (및 임신이 불가능한 여성)은 흉부에, 임신 가능한 여성은 복부에 개인 선량 측정기를 착용한다. 이는 여성의 경우 태아 피폭을, 남성의 경우 조혈 조직인 적색 골수의 피폭을 주로 고려하기 때문이다.

불균등 피폭이 고려되어야 하는 경우에는 전신을 "두경부", "흉부·상완부", "복부·대퇴부", "기타"의 4 부위로 구분하여 해당 부위 내에서는 균등 피폭을 가정한다. 전신 균등 피폭의 경우 개인 선량 측정기 착용 부위 이외의 부위가 최대 피폭을 받을 우려가 있는 경우에는 해당 부위에도 착용한다. 손가락 등 "기타" 부위가 많이 피폭되는 방사선 작업에서는 반지형 개인 선량 측정기도 사용되지만, "기타" 부위는 (중성자선 피폭이 없는 한) 피부의 70μm 선량 당량만을 측정한다.^[29]

2001년 개정 법령 시행으로 70μm 선량 당량과 1cm 선량 당량만 측정하게 되었다. 이는 실무상 3mm 선량 당량이 다른 두 값 중 큰 값을 초과하지 않기 때문이며, 눈의 수정체의 등가 선량은 어느 쪽이든 큰 값 (안전 평가 측)을 채택한다.^[30]

유효 선량의 계산에는 1cm 선량 당량만 사용된다. ICRP 1990년 권고를 받은 2001년 개정 법령 시행으로 조직 가중 계수가 변경되었고, 불균등 피폭에 의한 영향이 작아졌다고 하여 유효 선량의 계산식은 방사선 장애 방지 법령에 명시되지 않고, "적절한 방법에 의해"라는 표현이 사용되었다. 그러나 과학기술청 (당시)의 통지에는 1999년 4월의 방사선 심의회 기본부회에서 제시한 식이 참고로 게재되어 있으며^[31]^[25], 사실상 다음 식이 현재의 계산식이 되고 있다.

: 외부 피폭에 의한 유효 선량 당량
: 두경부에서의 1cm 선량 당량
: 흉부 및 상완부에서의 1cm 선량 당량
: 복부 및 대퇴부에서의 1cm 선량 당량
: 두경부, 흉부·상완부 및 복부·대퇴부 중 외부 피폭에 의한 선량 당량이 최대가 될 우려가 있는 부분에서의 1cm 선량 당량

남성이 X선 사용 업무에서 어깨부터 무릎 아래까지 납으로 된 방호 에이프런을 착용하고, 두경부 선량 당량이 흉부·상완부 선량 당량보다 큰 경우를 예로 들면,

와 같이 계산된다.

4. 2. 내부 피폭

방사선 피폭을 받은 인체의 조직·장기의 등가선량뿐만 아니라 해당 조직·장기의 종류에 따라 방사선 장애의 확률적 영향의 위험(발생 확률)이 달라진다. 따라서 등가선량과 같이 흡수선량에 방사선 가중계수를 곱하여 방사선의 생물학적 영향을 평준화하는 것과 마찬가지로, 각 장기의 등가선량에 해당 장기에 대응하는 '''조직 가중 계수'''(tissue weighting factor)를 곱하여 모든 장기에 대해 합산한 것(장기의 차이에 따른 방사선 감수성의 차이를 평준화하여 하나로 묶은 선량)을 '''유효선량'''(effective dose)이라고 한다.

유효선량을 사용하면, 예를 들어 라돈 흡입 등에 의한 폐만의 내부 피폭과 우주선 등으로부터의 전신 피폭을 합산할 수 있게 된다. 즉, 내부 피폭이나 외부 피폭과 같은 서로 다른 형태의 피폭을 하나의 값으로 그 피폭 정도를 표현할 수 있다는 점이 특징이다.

내부 피폭에 의한 피폭은 장기간에 걸쳐 발생하므로, 평생 건강 위험을 평가하기 위해서는 '''피폭 실효 선량'''(committed effective dose)을 사용한다.^[32]

체내로 들어온 방사성 물질은 인체의 대사 배설 기능 또는 방사성 붕괴에 의해 방사능이 감소할 때까지 체내에서 방사선을 계속 방출한다. 체내에 장기간 잔류하는 방사성 동위원소의 경우, 피폭이 긴 기간에 걸쳐 일어나는 것이 특징인데, 피폭이 수 년에서 수십 년에 걸쳐 일어나는 경우 실제 피폭을 연도별로 평가하는 것은 현실적이지 않다.

그래서 장래에 받게 될 선량을 미리 평가하기 위해, 방사성 물질을 섭취한 시점으로 거슬러 올라가 해당 방사성 물질이 체내에 잔류하는 동안의 누적 선량을 각 장기에 대해 평가한다. 피폭 실효 선량은 피폭 등가 선량과 조직 가중 계수의 곱의 합으로 정의된다. 선량의 누적 계산을 하는 기간은 명시되어 있지 않으면 성인의 경우 50년, 어린이와 유아는 섭취한 연령부터 70세까지의 기간이 사용되며, 방출되는 선량률을 시간 적분한 값이 된다.

일본에서는 과학기술청 고시에 의해 섭취량으로부터 내부 피폭 실효 선량을 산출하기 위한 실효 선량 계수가 정해져 있다.^[33] 같은 방사성 원소라도 화학 형태에 따라 피폭량이 다르며, 또한 흡입 또는 경구 섭취 여부에 따라서도 달라지기 때문에 환산 계수에는 큰 폭의 차이가 있다.

5. 의료 영상에서의 유효선량

대상 장기	검사 유형	성인 유효 선량^[15]	자연 방사선 노출에 상응하는 시간^[15]
머리 CT	단일 촬영	2mSv	8개월
머리 CT	조영제 사용 유무	4mSv	16개월
가슴	가슴 CT	7mSv	2년
	가슴 CT, 폐암 검진 프로토콜	1.5mSv	6개월
	가슴 X-ray	0.1mSv	10일
심장	관상동맥 CT 혈관 조영술	12mSv	4년
심장	관상동맥 CT 칼슘 스캔	3mSv	1년
복부	복부 및 골반 CT	10mSv	3년
	복부 및 골반 CT, 저선량 프로토콜	3mSv^[16]	1년
	복부 및 골반 CT, 조영제 사용 유무	20mSv	7년
	CT 대장 내시경	6mSv	2년
	경정맥 신우 조영술	3mSv	1년
	상부 위장관 촬영술	6mSv	2년
	하부 위장관 촬영술	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^[17]	5주 - 6개월
치과 X-ray		0.005mSv	1일
DEXA (골밀도)		0.001mSv	3시간
PET-CT 결합		25mSv	8년
유방 촬영술		0.4mSv	7주

6. 건강 영향

이온화 방사선은 일반적으로 생물체에 유해하며 잠재적으로 치명적이지만, 암 및 갑상선 중독증 치료를 위한 방사선 치료와 같은 건강상의 이점을 가질 수도 있다. 가장 흔한 영향은 노출 후 수년 또는 수십 년의 잠복기를 거쳐 발생하는 방사선 유발 암이다. 고선량은 시각적으로 극적인 방사선 화상 및/또는 급성 방사선 증후군을 통한 급속한 사망을 유발할 수 있다. 제어된 선량은 의학 영상 및 방사선 치료에 사용된다.

방사선 장애의 확률적 영향(주로 암)의 발생 위험(발생 확률)은 방사선 피폭을 받은 인체의 조직·장기의 등가선량뿐만 아니라 해당 조직·장기의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어 적색 골수와 간에 동일한 등가선량이 적용되더라도 각 장기에서 방사선 유발 암이 발생할 가능성은 다르다.

조직 가중 계수는 확률적 영향 (암 및 유전적 영향)에 대한 각 장기·조직의 상대적인 방사선 감수성의 정도를 나타낸 것이며, 결정적 영향에 대해서는 그다지 고려되지 않는다. 따라서 유효선량으로 문제 삼는 위험은 확률적 영향의 위험뿐이다.

7. 규제 용어

영국과 미국에서는 유효선량을 규제 용어로 사용하고 있다. 미국에서는 핵 에너지 종사자에게 정기적인 선량 측정 보고서를 통해 외부 전신 피폭으로 인한 누적 등가 선량을 보고한다.

심부 선량 등가(DDE): 전신 등가 선량을 의미한다.
'''표면 선량 등가''' (SDE): 피부에 대한 유효 선량이다.

7. 1. 영국

1999년 이온화 방사선 규정에서는 유효선량을 외부 방사선에 의한 전신 유효선량과 내부 방사선에 의한 섭취 유효선량의 합으로 정의한다.^[18]

7. 2. 미국

미국 원자력 규제 위원회는 ICRP 유효 선량과 유사한 양을 지칭하기 위해 구 용어인 '''유효 선량 등가'''를 미국 규제 시스템에 유지하고 있다. NRC의 총 유효 선량 등가(TEDE)는 외부 유효 선량과 내부 섭취 선량의 합, 즉 모든 선원의 선량이다.^[1]

미국에서는 외부 전신 피폭으로 인한 누적 등가 선량이 일반적으로 정기적인 선량 측정 보고서에서 핵 에너지 종사자에게 보고된다.^[1]

8. 역사

유효선량 개념은 1975년 볼프강 야코비(Wolfgang Jacobi, 1928–2015)가 그의 논문 "유효선량의 개념: 장기 선량의 조합에 대한 제안"에서 처음 소개했다.^[19]^[20] 1977년 ICRP 간행물 26호에 "유효선량 당량"으로 포함되었으며, 1991년 ICRP 간행물 60호에서 "유효선량"으로 명칭이 변경되었다.^[21] 이 양은 이전 명칭 때문에 때때로 부정확하게 "선량 당량"으로 불리는데, 이는 등가선량과 혼동을 일으킨다. 조직 가중 계수는 새로운 데이터에 따라 1990년과 2007년에 개정되었다.

9. 향후 전망

2015년 국제방사선방호위원회(ICRP)는 등가선량 사용 중단을 제안했다. 이는 등가선량, 유효선량, 선량 당량 사이의 혼란을 피하고, 결정적 효과(예: 눈의 수정체, 피부, 손과 발)를 제한하기 위해 흡수선량을 Gy(그레이) 단위로 사용하는 것이 더 적절하다는 점을 제시했기 때문이다.^[22]

또한, ICRP는 유효선량이 의료 검사로 인한 잠재적 위험의 대략적인 지표로 사용될 수 있다고 제안했다. 이러한 제안은 다음 단계를 거쳐야 한다.

ICRP 위원회 내 논의
실무 그룹의 보고서 수정
위원회 및 본 위원회의 재고
공청회

참조

_[1] 간행물 ICRP publication, 103 para 103
_[2] 간행물 ICRP publication 103, glossary
_[3] 간행물 ICRP publication 103, para 104 and 105
_[4] 간행물 ICRP publication 103
_[5] 보고서 ICRP report 103 para 104 and 105
_[6] 간행물 ICRP publication 103 executive summary para 101
_[7] 간행물 ICRP publication 103 executive summary para j
_[8] 간행물 ICRP publication 103 para 101
_[9] 간행물 ICRP publication 103, para 22 & glossary
_[10] 간행물 ICRP publication 103 - Glossary
_[11] 보고서 Annex A http://www.unscear.o[...] UNSCEAR-2008 2011-07-20
_[12] 논문 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection https://www.icrp.org[...]
_[13] 논문 The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection http://www.icrp.org/[...] 2012-05-17
_[14] 서적 10 CFR 20.1003 https://www.nrc.gov/[...] US Nuclear Regulatory Commission 2012-11-25
_[15] 웹사이트 Radiation Dose in X-Ray and CT Exams https://www.radiolog[...] Radiological Society of North America 2017-10-23
_[16] 논문 An overview of kidney stone imaging techniques Springer Nature
_[17] 논문 Image Quality and Radiation Dose of Lower Extremity CT Angiography Using 70 kVp, High Pitch Acquisition and Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction
_[18] 문서 The UK Ionising Radiations Regulations 1999
_[19] 저널 Obituary - Wolfgang Jacobi 1928 - 2015
_[20] 논문 The concept of effective dose - A proposal for the combination of organ doses
_[21] 간행물 ICRP publication 103 paragraph 101
_[22] 기타 Use of Effective Dose
_[23] 보고서 SOURCES AND EFFECTS OF IONIZING RADIATION, Annex A, UNSCEAR Report 2008 http://www.unscear.o[...] 2011-07-20
_[24] 뉴스 ICRP 2007年基本勧告に基づく外部被ばく線量換算係数の計算 http://www.rist.or.j[...] 財団法人高度情報科学技術研究機構
_[25] 웹사이트 外部被ばく及び内部被ばくの評価法に係る技術的指針 I.外部被ばく 3.不均等被ばくの評価方法について https://web.archive.[...] 科学技術庁放射線審議会
_[26] 웹사이트 個人線量計 https://atomica.jaea[...] 原子力百科事典ATOMICA
_[27] 웹사이트 "サーベイメータ（α線、β線、γ線、中性子等）」の用語解説" https://atomica.jaea[...] 原子力百科事典ATOMICA
_[28] 웹사이트 1センチメートル線量当量 https://atomica.jaea[...] 原子力百科事典ATOMICA
_[29] 웹사이트 放射性同位元素等の規制に関する法律施行規則（昭和三十五年総理府令第五十六号）第二十条第2項第一号 https://laws.e-gov.g[...] e-Gov法令検索. 総務省行政管理局 2019-12-27
_[30] 논문 関係法令等検討小委員会報告 (学術交流委員会報告) 日本放射線技術学会
_[31] 문서 国際放射線防護委員会の勧告（ICRP Pub.60）の取り入れ等による放射線障害防止法関係法令の改正について別紙3 https://www.mext.go.[...] 科学技術庁原子力安全局放射線安全課長通知 2000-10-23
_[32] 웹사이트 「預託線量」原子力百科事典（アトミカ） https://atomica.jaea[...]
_[33] 문서 放射線を放出する同位元素の数量等を定める件（平成十二年科学技術庁告示第五号） https://www.mext.go.[...]
_[34] 웹사이트 用語・略語集 https://www.jastro.o[...] 日本放射線腫瘍学会
_[35] PDF 頭部血管肉腫診療ガイドライン http://www.skincance[...]
_[36] 간행물 ケロイド再発予防における術後照射の生物学的効果線量：線量効果関係 https://www.jastro.o[...] 日本放射線腫瘍学会
_[37] 저널 직∙간접디지털 파노라마 방사선촬영시 흡수선량과 유효선량 null 2010
_[38] 웹인용 방사선 단위 https://web.archive.[...] null null
_[39] 저널 두부규격방사선사진 촬영시 주요 장기의 등가선량, 유효선량 및 위험도 null 1995년

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