동위원소검사학 강의록2-1

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미선 도
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1 동위원소검사학강의 4 4. 방사성의약품 (Radiopharmaceuticals) 5. 방사선장해방어 (Protection of Radiation Damage) 1

2 1. 방사성동위원소의약품 1). 특징 1 방사성핵종이며보통 r 선방출핵종이많다. 2 방사능의반감기 (Half life) 라는성질때문에유효기간이있다. 3 일반적으로약리작용은없다. 4 장기 (organ) 진단에쓰일경우에는대상장기에집적되는장기친화성이있다. 5 추적자로서의성질을지닌다. 6 피폭선량이적다. 7 적당한비방사능 ( 比放射能 ) 을가진다. 8 방사선장애방지상, 제조 판매 구입 사용 저장 폐기등에대한엄중한기록과관리가뒤따른다.. 방사성의약품정의병의진단및치료에사용되는방사성동위원소를포함한의약품 입자나광자 (proton) 를방출하는불안정한원자핵붕괴를하는물질중의약품으로사용되는것과그러한물질을제조하는데사용되는비방사성시약킷트, 방사성핵종발생기 (generator), 방사성생물학적제제들을포함한다. [ 치료용, 진단용 (in vitro, in vivo)] 2

3 2). 구비조건 1. 검사또는치료목적에적합한물질이어야하고 2. 독성이없고또투약이후에도장해를일으키지않고 3. 비교적보급이잘되는약품이어야한다. 방사성의약품은본질적으로원자력법과약사법의적용을동시에적용받을수있어서실제사용에상당한어려움이있다. 원자력법에의하여방사성동위원소사용시설과사용인력을갖추어야하고, 약사법에준하여인체투여제품을제조하여야한다. 방사성의약품의방사성동위원소사용은일반적인공업적사용에비해극미량, 반감기도짧아너무엄격한원자력법의적용은불필요한비용을증대시킬우려가있다. 3

4 2. 사용목적에따른분류 1). 질병의치료 (in vivo, in vitro) 특정기관으로의섭취율이선택적으로높은방사성물질을내복, 주사. 섭취된방사성물질로부터나오는방사선의조사에의해그기관의악성세포를사멸. 진단용에비해반감기가대체로길다인체투과력은약하면서세포를죽이는힘이강한방사선을방출하는것 주로알파선과베타선방출핵종알파선방출핵종 : 강한독성, 구하기도어렵고다른물질에표지어려움현재거의모두베타선을방출하는핵종사용 in vitro : 60 Co 종양부위조사 ( 반감기가길고, 높은에너지의 gamma ray 방출 (Curie 단위 ) Radum : alpha ray 방출, 32-P beta ray 방출 Ir-192 : 혀및유방암등의치료 in vivo : 131-I 갑상선종의치료 198-Au-colloid (radioactive gold colloid): 복부흉부의악성삼출액, beta ray 이용 4

5 2). 질병의진단 (in vivo) 진단용에사용하는방사성의약품을인체에투여하면목적에따라특정장기에모이는데, 이러한성질을이용하여각종장기의질병을진단. 뇌, 뼈, 갑상선, 심장, 폐, 간, 비장, 신장, 암, 염증, 혈액등에방사성의약품이축적이되고, 감마카메라라고하는특수한카메라를사용하면장기에서방출되는감마선의영상을얻을수있다. 이렇게장기에모이는방사성의약품의양은극미량이기때문에인체에아무런영향을미치지않고영상을얻을수있어서추적자라고한다. 정맥주사또는내복에의해투여한후체외에서방사선측정기로측정, 기관내로의방사성물질의분포상을구함으로써병상이나기관의기능을진단. 진단용으로사용되는방사성의약품 : I-131, Hg-203, Tc-99m, In-113m 등요드-123, 인듐-111, 탈륨-201 등이감마선을방출하고불소-18, 탄소-11, 질소-13, 산소-15 등이양전자선을방출한다. 이들은모두인체를잘통과하고생명체에대한독성이약하여진단용방사성의약품의표지에사용한다. 5

6 3). 질병의진단 (In vitro) Blood, urine 중에함유된 Hormone, Ag-Ab, Abnormal protein, Vitamin, Drug 등의미량물질을방사측정법 (Radioassay) 으로정성, 정량분석 방사측정법은다른화학적측정법보다감도, 정확도, 특이성, 간편성, 및측정법의재현성등에서우수하다. gamma-ray, 반감기약간길고, 사용량미량최근 in vitro 진단시약의많은것들이효소, 형광발광등방사선이외의검출법을이용한것으로바뀌어가고있다. in vitro 진단약으로서의방사성의약품의사용은계속감소 진단검사의타당성 민감도와특이도에의해정해지며높을때인정된다. 신뢰도 (reliability): 동일대상동일방법측정시측정치의일정성감수성 (Sensitivity): 실제질병이있는사람이어떤진단검사법으로검사한후병이있다고판정할수있는능력, 확률특이성 (Specificity) 진단검사법으로검사한후병이없는사람을병이없다고판정할수있는능력예측도 (Predictability): 진단결과의정확성을설명해주는것으로그진단검사법으로양성이라고판정한사람중정말양성일확률의양성 (False positive): 실제무병, 검사법으로양성으로판정확률의음성 (False negative); 실제유병, 검사법으로음성으로판정되는확률 6

7 3. 방사성의약품의종류와특징 1). 진단용 (in vitro) 방사성의약품의특징 1. 낮은에너지의 γ방사체 (emitter) 또는 β-방사체가사용된다. ex) 125 I ; 35 kev (γ선), 3 H ; 18 kev (β-선), 14 C ; 156 kev (β-선) 2. 반감기가비교적긴 RI가사용된다. ex) 125 I ; 60.2 day, 3 H ; yr 3. 피폭 : in vivo용방사성의약품에비해취급자의피폭은작으나방사능오염에는각별한주의가요구된다. 4. 높은검출감도 : 일반생화학검사에비해검출감도가매우높다. 5. 측정치 : kit간또는 batch간에차이가있다. 6. 적합조건 : a) 표지물질및표준물질의순도가높을것. b) 특이반응을일으키는물질의표지가가능할것. 2). 진단용 (in vitro) 방사성의약품사용핵종 β- ray 방출핵종 3 H, 14 C, γ- ray 방출핵종 125 I, 131 I, 59 Fe, 57 Co, 주로쓰이는핵종 : 125 I 1. Half life 60days, 2. tyrosine기와용이하게결합하므로표지가용이 3. 피폭선량이미량, 4. 저 γ선에너지 (0.035MeV) 로계측효율이높다 7

8 3). 진단용 In vivo 암치료용과진단용으로사용하는방사성핵종이다르다. RI 표지화합물을직접인체투여, 특정기관, 장기등의형태학적진단, 기능측정, 혈액, 뇌척수액과같은체내특정물질의양, 유동확장시간의측정, 각기관에서의물질의섭취율, 소실률, 대사율등의측정목적에사용 주로 Tc-99m, I-123, Tl-201 등 Tc-99m 은물리적특성이뛰어나다는점및화합물을바꾸는것에따라뇌, 갑상선, 뼈, 심장, 간장, 신장등많은장기의기능진단을할수있다는점에서가장널리, 대량으로사용되고있다. 진단 ; gamma-ray, 치료 ; beta-ray 8

9 4). 진단용 In vivo 방사성의약품의조건 1. γ-ray 를방출하는핵종 α, β 선 : 비정 (range) 이짧아조직내에서대부분이흡수, 내부피폭도커서체외측정기로측정이곤란 α 선은인체내에투여시발암과방사선장애를일으킬위험성이크므로 In vivo 방사성의약품으로는사용하지않는다. β 선의경우는극히일부만사용 γ-ray 은투과력이강하고체외측정가능, 내부피폭의영향적기때문에주로사용 2. 저에너지의 γ 선 γ 선에너지가높으면측정의감도가나쁘고영상장치의해상력도떨어짐 3. 반감기가짧은핵종환자의피폭선량을줄이고, 폐기물처리, 환경오염방지등을고려하면수명이짧은핵종이좋다 4. 특이적인조직친화성조직이나장기의생리적기능을고려하여선택적으로집적되는방사성의약품이사용되며현재 99m Tc 이가장널리이용 9

10 4. 방사성의약품제조 1). 원자로 2). Cyclotron 3). Generator 1). 원자핵분열을이용하는방법원자로에서우라늄 ( 235 U) 에열중성자를조사하여핵분열을일으키면대부분핵분열생성물 (fission product) 이생성된다이혼합물을분리, 정제하고유용한핵종을얻을수가있다. 물질의원자핵속에중성자를넣어주어중성자가과잉인핵종을만들어준다. 베타선또는베타선과감마선을동시에방출하는핵종을주로만든다. ex) 요드-131, 탄소-14, 인-32, 몰리브덴-99, 홀뮴-166, 레늄-186 등을만들기위해서이들보다중성자가하나적은동위원소즉요드-130, 탄소-13, 인-31, 몰리브덴-98, 홀뮴-167, 레늄-185 등을원자로속에넣어주면된다. 2). 중성자에의한핵반응을이용하는방법원자로에서발생하는열중성자를표적원소에조사시, (n, γ) 반응등의핵반응을이용하여방사성동위원소를얻을수있다. 이방법으로생성되는방사성동위원소는표적원소와동일한원소 ( 질량수는다름 ) 가되므로화학적으로는분리가불가능하며생산성은최대이다. 51 Cr, 59 Fe, 75 Se, 198 Au, 99 Mo, 131 I등 10

11 3). 하전입자에의한핵분열을이용하는방법 (Cyclotron 에의한제조 ) Cyclotron 등의하전입자가속장치에서양자 (p), 중양자 (d), α 입자 ( 4 He) 를가속하고표적원소에조사하여 (p, n), (d, n), (α, 2n) 반응등을핵반응을이용하여방사성동위원소를얻는다. 사이클로트론의가운데부분에수소, 헬륨등의가스를넣으면서고전압을걸어주면전자를잃어버려양전하를띤원자핵이생성되고이는가운데서부터바깥쪽으로회전운동을하며자석과전기에의하여가속이되고결국사이클로트론밖으로튀어나오게된다. 여기에적당한물질을두면가속된원자핵이충돌하면서방사성동위원소가제조. 이때가속된원자핵즉, 양전기를띤입자가다른원자핵속에들어가게되므로양성자가과다한방사성동위원소가만들어진다. 이방법에서는표적원소보다원자번호가크고전자포획과양전자붕괴에서핵종이얻어진다. 그러나부생성물이많고생산성이적다. 가격이고가. 67 Ga, 111 In, 125 I 등임상적으로많이사용되는핵종이이방법으로제조 11

12 4). 양전자방출핵종탄소, 질소, 산소, 불소는생체구성원소이다. 이것들의방사성동위원소인 C-11, N-13, O-15, F-18 등양전자 (Positron)(*3) 방출핵종은사이클로트론에서생산되며여러가지생체활성물질이나그유도체, 약물들을직접표지할수가있다. 양전자방출핵종은물질중의전자와쌍을이뤄소멸할때 511 kev 의두줄기 γ 선을 180 도반대방향으로방출한다. 따라서두줄의 γ 선이검출기에도달하는시간으로부터그거리를구할수가있으므로병변부의크기, 모양등의정보를얻을수있는 Positron CT 장치 ( 양전자 Computed Tomography) 가사용되어인체의여러가지생화학적정보와뇌기능의동태거동의진단에이용되고있다. 이들양전자방출핵종은어느것이나모두그물리적반감기가 2 분 110 분으로매우짧기때문에병원등각시설마다제조, 표지합성, 제제화및품질관리가이루어지고있다. 12

13 5). Generator 를이용하는방법 β + 선을방출하는핵종은반감기가약 분으로대단히짧기때문에 병원내의전용제조장치인초소형 Generator 를설치사용 Generator : 비교적반감기가긴모핵종으로부터반감기가짧은 딸핵종을용출분리하는장치. 딸핵종을얻는과정이소 (cow) 에서우유를얻는과정과흡사하기때문에밀킹 (milking) 이라고도한다 6). Generator에의한제조제너레이터로만드는동위원소중대표적인것 : 테크네슘-99m(Tc-99m) 순감마선만방출하여투과력이강하고독성이약하여영상용으로적당하다. 반감기가 6시간정도여서인체에투여후하루만지나도 1/16로줄어들기때문에인체에대한피폭선량이적다. 짧은반감기때문저장해두고사용할수가없다. 이러한단점을개선하기위하여만든것이제너레이터이다. 몰리브덴-99(Mo-99) 는반감기 67시간으로붕괴되어테크네슘-99m으로되고, 테크네슘-99m은반감기 6시간으로붕괴되어테크네슘-99로된다. 이사실에서몰리브덴-99가있으면항상이것이붕괴되어테크네슘-99m이생성된다는것을알수가있다. 우리가필요한테크네슘-99m은반감기가짧아서저장해두고사용할수가없지만그앞의몰리브덴-99는반감기가더길기때문에 1 2주일정도보관해두면서여기서생산되는테크네슘-99m을뽑아쓸수있게만든장치가제너레이터이다. 13

14 5. 방사성의약품선택의고려사항 1). 의약품으로서의구비조건 1. 검사또는치료목적에적합한물질 2. 독성이없어야하고장해를일으키지않는물질, 멸균처리된물질 3. 공급이원활한물질이어야한다 2). 방사성물질로서의성질 1. 물리적반감기가적당해야한다 2. 에너지가적장하고방사선종류가합목적적이어야한다검사 : gamma-ray방출체, 치료 : beta-ray 방출체 3. 비방사능 ( 단위질량당방사능량 : dps/g, Ci/g, dps/mol, mci/mmol) 이높아야한다. 4. 구입이용이하고경제적이어야한다 6. 방사성의약품취급방법 1). 확인하고표지를붙인다. 2). 방사능의양계산 3). 차단용기, 냉암소에보관한다. 4). 감염, 오염의방지 5). 유효기간을반드시지킨다. 14

15 임상에서흔히쓰이는핵종의특성및방사성의약품의응용범위 핵종 반감기 붕괴형식 화학식, 약품명 응용예 3 T 12.26년 β - HTO 체내수분량측정, RIA 14 C 5570년 β - RIA 18 F 112분 γ NaF 뇌종양, 골종양진단 22 Na 2.58 년 β +, γ NaCl 24 Na 시간 β -, γ NaCl 전교환가능 Na 측정 32 P 일 β - Na 2 HPO 4, CrPO 4 Diisopropylfluoropho sphate 진성적혈구증다증치료, 적혈구수명측정악성삼출액치료 35 S 87.0 일 β - Na 2 SO 4 세포외체액량의측정 42 K 12.5 시간 β -, γ KCl 전교환가능 K 측정 45 Ca 164days β - CaCl 2 전교환가능 Ca 측정 47 Ca 4.8days β -, γ CaCl 2 전교환가능 Ca 측정 51 Cr 27.8days γ Na 2 CrO 4 CrCl 3 55 Fe 2.60years EC 59 Fe-citrate 59 Fe 44.3days β -, γ FeCl 3 적혈구표지 혈장단백표지 철대사 15

16 57 Co 267days EC, γ 58 Co 72days EC,β +,γ Vitamin-B 12 Schilling 검사 64 Cu 12.87hours β -, β +,EC CuSO 4 뇌종양스캔, 구리대사 67 Ga 78hours EC Ga-citrate 종양스캔 68 Ga 68mins β +,EC Ga-EDTA 뇌종양, 골종양스캔 75 Se 121days EC, γ Selenomethio nine 췌장스캔 82 Br 35.7hours β -, γ NaBr 세포외체액량측정 85 Kr 10.3years β -, γ 식염수에용해된가스 순환시간측정 86 Rb 18.68days β -, γ RbCl K 의추적자 85 Sr 64.0days EC, γ 87m Sr 2.80hours IT SrCl 골스캔 90 Y 64hours β - YCl 3 colloid 악성삼출액의치료 99 Mo 66hours β -, γ (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 간스캔

17 NaTcO 4 뇌, 갑상선, 타액선스캔 Tc 2 S 7 colloid 간, 비장, 골수스캔 99m Tc 6.04hours IT γ Tc-Sn colloid Tc-phytate Tc-polyphosphate Tc-MAA 간스캔골스캔폐관류스캔 Tc-DTPA Tc-DMSA 신장스캔 Tc-albumin 심, 대혈관태반혈액스캔 111 In 2.81days EC InCl 3 뇌조스캔. 종양스캔, 골수스캔 113m In 1.73hours IT InCl 3 colloid In-Fe(OH) 3 입자 간장스캔폐스캔 125 I 60.0days γ NaI 갑상선질환의진단, 치료, RIA 133 Xe 5.27days β -, γ 식염수에용해된가스순환시간측정 131 Cs 9.6days EC 심근스캔 169 Yb 31days EC Yb-DTPA Yb-citrate 뇌조스캔 종양스캔 177 Lu 6.75days β -, γ LuCl 3 colloid 악성삼출액치료 17

18 131 I 8.0days β -, γ I-triiodothyronine I-albumin I-MAA I-aggregated albumin I-hippurate I-rose bengal I-triolein, I-oleic acid I-PVP I-insulin 갑상선홀몬농도측정 순환혈장량측정뇌종양스캔 폐스캔 간스캔 신장스캔 간담도스캔 지방흡수시험 단백상실장병증의진단 193 Au 2.69days β -, γ Au colloid 간스캔, 악성삼출액치료 197 Hg 66hours EC, γ Chlormerodrin 203 Hg 46.9days β -, γ 1-mercuri-2- hydroxypropane(mhp) RIA 신장, 뇌종양스캔비장스캔 206 Bi 6.4days EC, γ Bi(NO 3 ) 3, BiCl 3 뇌종양스캔 18

19 7. 방사성의약품의정도관리방사화학적순도 : 방사성의약품이화학적으로순수한정도를말하는것. 이를결정하기위해표지동위원소와비표지동위원소를분리하여각각의방사능을측정하여전체방사능에대한표지방사능의비를구함으로이루어지는데구해진값이 90% 이상이되어야한다. 표지동위원소와비표지동위원소는화학적인성질에서차이가있으므로이의분리를위해크로마토그래피가쓰여진다. 1). 순도저하의원인오염, 부적절한용매의사용, 기구의오염, 과량의용매사용, 혼합용매의사용시불충분한혼합 2). 순도저하일때조치정도관리방법의재검토, 다른시약의사용 19

20 5. 방사선장애방어 (Protection of Radiation Damage) 1. 방사선방어의원칙과관계법규 1). 국제방사선방어위원회 ( International commission on Radiological Protection : ICRP) 의권고안에따름 국제방사선방어위원회 (ICRP) 1928년국제X선및라듐방어위원회발족 1950년국제방사선방어위원회로개명매년방사선의기본개념, 기준을검토, 권고안발표모든국가에서방사선방어관련법령, 기준을설정하는데이용 20

21 2). 우리나라 : 원자력법 원자력법은원자력의연구 개발 생산 이용과이에따른안전관리에관한사항을 규정하여학술의진보와산업의진흥을촉진함으로서국민생활의향상과복지증진에 기여하며, 방사선에의한재해의방지와공공의안전을도모하기위함을목적 제정 : 1958 년법률제 483 호 개정 : 1982 년 ( 법률제 3549 호 ), 1986 년 ( 법률제 3850 호 ), 1995 년 ( 법률제 4940 호 ), 1999 년 ( 법률제 5820 호 ) 1995 년개정시진단용방사선발생장치의안전관리에관한규정이의료법에 근거를두고별도로제정되었다. 원자력법체계 : 원자력법, 원자력법시행령 ( 대통령령 ), 원자력법시행규칙 ( 국무총리령 ), 과학기술부장관의고시우리나라원자력법의병원적용방사선동위원소또는방사선발생장치를의료장비로사용. 이와관련하여대통령령이정하는바에따라과학기술부장관의허가및과학기술부령이정하는바에따라신고의의무를가지고, 방사선동위원소등의사용 이동사용에관하여과학기술부장관의검사를받아야한다. 방사선동위원소또는그에의하여오염된물질이나방사선발생장치의사용시설등의위치 구조및설치등에관하여기술기준을준수하여야하며, 허가사용자및그종업원은안전관리규정을준수하여야한다. 21

22 3). 방사선방어 목적 : 방사선장애에서발생하는신체적장애와유전적장애를방지, 최소화 (1). 방어의필요성위험이항상수반, 종사자일반인신체적유전적인영향으로부터의보호폐기물극소화, 환경오염방지 (2). 방어의목표안전 = 위험도를무시할정도, 사회적으로허용범위내 1 방사선피폭을수반하는행위는확실하게정당화한다 2 비확률적영향의발생을방지한다 3 확률적영향의발생을용인하는수준까지제어한다 (3). 방어의원칙 1 정당화방사선피폭을수반하는행위로부터얻는실질적인순이득을가져오지않으면행위를하지않는다.----정당화원칙순이득 = 총이득-( 방사선방어비용을제외한생산비용 + 방사선방어비용 + 기타 ) 2 최적화방사선피폭을수반하는행위가정당화되었을경우에도행위로부터경제적여건, 사회적여건을고려하여합리적으로달성가능한낮게유지되어야한다 (ALARA; As Low As Reasonably Achievable.) 3 개인선량한도개인의실효선당량이 ICRP에서권고한기준을엄격히준수해야한다. 22

23 (4). 최대허용선량 (Maximum permissible dose : MPD) 1. 작업종사자를비롯모든사람에게어떤일정기간동안에허용되는피폭방사선의최대한도량 2. 직업상피폭 D=5(N-18) (D: 선량 rem, N: 나이 ) 1 년 5rem, 3 개월 3rem 을원칙. 18 세이하는 5rem 이하, 30 세까지총 60rem 을초과해서는안된다. 3. 방사선작업에관한원칙 a. 작업자의작업장이연간 1.5rem 을넘는선량을받는경우관리구역 b. 방사선방어용구를착용한다 c. 정기적인건강검진을받는다. 23

24 4). 방사선의인체에관한영향 (1). 신체적영향과유전적영향 신체적영향급성영향만성영향 ( 만발효과 ) 유전적영향 피폭후수주간후에나타남피부의장애 ( 홍반, 탈모 ), 혈액 (WBC감소) 불임. 반치사량 LD 50/30 4Gy, 100% 치사량 7Gy 피폭후장기간의잠복기간후발생발암, 백내장, 태아에영향유전자의돌연변이, 염색체의이상 (2). 확률적영향과확정적영향 확률적영향 (stochastic effect) 확정적영향 (deterministic effect) 피폭선량이크게되면이에대한영향으로발생확률이단순히증가되는것으로발생할확률이발단치 (threshold value 발생과한계선량 ) 가없다. 나타나는영향은선량과무관, 발암과유전적영향이포함 피폭영향이발단치를초과했을때발생. 선량이크게되면이에대한영향도크게된다. 피부장애, 불임, 백내장, 태아의영향, 발암이외신체적향이포함. 24

25 5). 방사성동위원소의법적인정의 법적으로엄격한규제 환자의진단, 치료에사용되는방사성의약품 ( 비밀봉방사성동위원소 ) 은 의료법상진단용방사성동위원소라하고규제의대상이되나 장애방지법에서는제외, 연구소의경우에는장애방지법에서규제의대상, 의료법상에서제외 법규제의대상이되는방사성동위원소 구분수량농도 밀봉되지않은방사성동위원소 1군 90 Sr 및 α방출핵종 0.1μCi(3.7kBq) 이상 74Bq/g을 2군반감기 30일초과핵종 ( 3 H, 7 Be, 14 C, 1μCi 초과하는 35S, 55 Fe, 90 Sr, α방출핵종제외 ) (37kBq) 이상경우 3군반감기 30일이하핵종 ( 18 Fe, 51 Cr, 71 Ge, 201 Ti,α방출핵종제외및 35 S, 55 Fe, 59 Fe) 10μCi (370kBq) 이상 4군 3 H, 7 Be, 14 C, 18 F, 51 Cr, 71 Ge, 201 Ti 100μCi (3.7MBq) 이상 밀봉된방사성동위원소 1개당 100μCi (3.7MBq) 초과경우 상동 25

26 6). 시설, 설비의기준 (1). 장소에관한한도법령에의한철저한차폐, 차폐벽, 차페물설치장소방사선사용시설관리구역경계사업소경계 외부방사선량 유효선량 1mSv/ 주이하 유효선량 1.3mSv/ 3 개월이하 유효선량 250μSv/3 개월이하 공기중 RI 농도 1 주간평균농도는공기중농도한도 이하 3 개월평균농도는공기중농도한도 X1/10 이하 3 개월평균농도는배기구농도한도이하 수중 RI농도 - - 3개월평균농도는배 수구농도한도이하 표면오염농도 표면밀도한도이하 표면밀도한도 이하 X1/10 이하 26

27 (2). 관리구역관리구역지정, 방사선작업종사자외출입제한조치 (3). 사용시설내화구조, 불연재사용. 출입구부근에세정시설, 갱의시설, 방사선측정기, 오염제거기구설치 (4). 저장시설주요구조부의내화구조저장실설치. 밀봉용기사용. 흡수재사용 (5). 폐기시설배기설비, 배수설비를갖춘다. 보관폐기설비필요 각시설은법령으로규정된표지를게시, 방사선장애방지에필요한주의사항을게재할의무를가진다. 27

28 (6). 방사선장애방지에필요한주의사항 ː이곳은방사선구역입니다. 출입할때는방사선안전관리책임자의허락을받도록하십시요 ː 출입할때는개인피폭선량계를착용해주십시요 ː 방사성동위원소의사용, 저장시설주변, 그리고방사선구역경계에는수시로방사선선량율을측정하여안전을확인해야합니다 ː 출입을원할때는작업복과신발, 그리고보호구를착용해야하며, 착용한채작업실을나가서는안됩니다 ː 방사선구역내에서는담배를피워서는안되며음식물을먹어서도안됩니다 ː 방사선구역에서나올때는오염검사실에서방사선에오염이되었는지를확인하고오염이되었을때에는제거하도록해야합니다 ː 방사선구역내에서는방사선안전관리책임자의지시를따라야합니다 ː 기타이상이있을때에는방사선안전관리책임자에게연락하고지시된내용에따라행동해주시기를바랍니다. 28

29 2. 방사선피폭의종류와안전관리 1). 작업상피폭 ; 방사선에관련된작업에종사하므로받는피폭. 병원종사자, 온천 ( 라디움 ) 종업원우라늄광산의광부, 항공기승무원, 운반기사. 2). 일반인피폭 ; 전혀관계없는일반인의피폭 3) 의료상피폭 ; 진료, 의학적연구에자원으로받는피폭. 의료상피폭은선량한도정하지않는다. 전적으로피폭자가수혜자이다진료목적의달성을위해서는소정의조사량이필요하다행위의정당화, 최적화시에고려대상이환자개인이다. 29

30 4) 내부피폭호흡기, 오염된음식물, 일부핵종은피부를통해서도체내로침투, 조직내에있는방사성핵종이붕괴하면서내는방사선이그조직이나인근장기에주는피폭. 외부피폭과는달리일단체내장기가방사능에오염되고나면피폭은지속시간이지나면서체내방사성핵종이붕괴하여감소하거나인체의신진대사에의해체외로배설됨으로써점차피폭률은줄어들게된다. 5) 외부피폭 : 방사선선원이인체외에있고거기서나오는방사선을사람이피폭하는형태방사성핵종에오염된공기중에사람이서있을때에도공기중에서발생되는방사선이사람방향으로진행하여외부피폭을초래한다. 외부피폭은사람이그자리를피하거나선원을다른곳으로옮기면발생하지않는다. 대부분의방사선피폭은이러한외부피폭이다. 30

31 6). 개인피폭선량의상한선 ( 선량한도 ) 허용선량 ( 원자력법시행령제2조5호, ) 선량한도 구분 유효선량한도 등가선량한도 ( 연간 ) 작업상피폭 50mSv/year 100mSv/5 년 수정체 150mSv /year 손, 발및피부 500mSv/year 임신한방사선작업종사자의선량한도 수시출입자, 운반종사자 12mSv/year 15mSv/year 50mSv/year 구분선량한도비고 외부피폭하복부표면선량 2mSv 태아에는 1mSv 내부피폭연간섭취한도 (ALI) 의 1/20 태아에는 1mSv 이하 일반인피폭 1mSv/year 15mSv/year 50mSv/year 등가선량 (relative exposure) 인체가방사선을맞는경우에는같은흡수선량일지라도방사선의종류와에너지에따라인체에미치는영향이다르다. 조건이다른방사선이조사되었을때인체에미치는위험도를동일한척도로평가하기위하여도입된선량이등가선량이다. ( 등가선량 = 흡수선량 방사선가중치 ). 유효선량 (effective dose) 인체의각조직에나타나는영향의평가를위해도입됨유효선량은등가선량에조직의감수성을나타내는조직가중치를곱한 ( 유효선량 = 등가선량 조직가중치 ) 31 선량단위로등기선량과마찬가지로시버트를사용한다

32 7). 방어의기본일반적인방사선방어원칙 : 3C 원칙 1. Contain : 방사선원을한정된공간에밀폐 2. Confine : 효과적으로이용하고필요최소양만사용 3. Control : 제어상태에서사용 8) 외부피폭방어원칙 1. 시간 : 선원에서멀리, 차폐하여작업할수없을때작업시간을신속 2. 거리 : 선원에서방사된방사선의강도는거리제곱에반비례하여감쇠하므로거리를크게두는것이피폭을경감시키는가장손쉬운방법이다 3. 차폐제 : 선원과작업자사이에차폐물을놓고피폭을크게경감시킬수있다. 일반적으로 mci이상의방사성물질은납차폐시설속또는납블럭을임시로만든차폐장치내에서취급한다. 32

33 9). 외부피폭방호 3대원칙 1. 거리 : 작업거리확보원격조작장비이용, 방사선원으로부터작업거리를가능한한멀리함. 선원으로부터나오는방사선의선밀속도는거리제곱에반비례하여감소한다. 거리 d 1 에서선량률이 A 1 이고거리 d 2 에서선량률이 A 2 이면 A 1 ⅹ d 2 1 = A 2 ⅹ d 2 2 ex). 어떤방사성선원이 1Ci가 1m거리에서방사선량률이 900밀리뢴트겐이었다면거리가 3m 떨어진곳에서는거리의제곱에반비레하는공식에의해 1/3 3 은 1/9로줄어든 100밀리뢴트겐이다. 2. 시간 : 작업시간단축작업전사전교육 ( 작업사항, 방사선조건등 ) 및모의훈련 ( 작업절차등 ) 을실시 3. 차폐 : 적절한차폐체를이용하여방사선의세기를감소시킴. ( 납조끼, 납담요, 콘크리트등을이용한적절한차폐체설치 ) 33

34 10). 외부피폭방어기술 1. 작업구역의방사선량률감소 차폐체의개선및보완. 방사성물질의붕괴, 제염, 여과, 정화등을통한선원의강도를줄임. 원격조정장치등을이용하여선원과의거리를멀리함. 작업구역의방사선준위및오염도를표시, 작업자의접근을가능한멀리하도록. 2. 방사선구역내에서작업시간단축 작업계획및모의훈련철저. 개인피폭제한치설정, 총작업피폭량제한치설정. 방사선작업시효과적이고품질이보증된장비사용. 방사선준위가낮은곳에서대기. 3. 방호장비및작업용품의적절한사용 피부, 눈등에베타차폐를위한방호장비및작업용품착용. 고방사선구역에서감마선차폐를위한납차폐복착용등 11). 내부피폭방어원칙 1. 선원의격납 : 방사성물질을격납하여외부누출을방지. 2. 농도의희석 : 사람이접촉하는환경의방사성물질의농도를낮게유지. 3. 경로차단 : 방사성물질의침입경로를차단. 34

35 12). 내부피폭 1. 내부피폭경로 입, 소화기관을통한섭취.( 순환기계통 ) 코등호흡기계통을통한섭취.( 호흡기계통 ). 피부기공및상처를통한섭취. 2. 체내방사선방어 방사선원의격리및격납하여공기중또는수중으로누출되거나확산을방지. 공기정화설비나배기설비를설치하여오염의농도의희석하여최소를유지한다. 체내오염경로차단. 3. 내부피폭방지방법 관리구역내에서금식, 금연, 껌씹기금지. 마스크착용으로오염공기흡입금지. 관리구역작업용품을착용하여피부의모공, 상처부위외부노출금지. 4. 피부오염방지방법 관리구역작업용품착용으로피부외부노출금지. 작업중손으로얼굴부분을만지거나땀을닦지말것. 작업중오염된바닥및벽면, 장비등에기대거나앉지말것. 35

36 . 신체내부에서방사성핵종의위험도 1. 반감기가짧을수록위험성이큼. 2. 알파입자를방출하는핵종일수록위험성이큼. 3. 방사선의에너지가높을수록위험성이큼. 4. 체내에흡수되기쉽고잘배설되지않는것일수록위험성이큼.. 외부피폭보다내부피폭이위험한이유 1. 차폐설정이불가능, 거리효과가없어전방사능에모두피폭. 2. 제염이불가능하고어떤핵종은오랜기간체내에남아있음. 3. 인체에흡수된양을결정하기가어려우므로피폭받은선량을측정하기어려움. 4. 체외피폭시문제가되지않는알파, 베타가주피폭의대상이됨. 5. 방사성물질의친화력에따라특정장기에집중축적됨.. 응급조치 1. 안전보호의원칙 2. 통보의원칙 3. 확대방지의원칙 36

37 . 내부피폭과결정장기 (organ) 내부피폭발생시방사성핵종은특정장기에집착되는성질이있다핵종별결정장기 (critical organ) 골 ( 골수 ) : Sr-90, Ca-45, Ra-226, Fe-59, Pu-239 갑상선 : I-131, At-211 적혈구 : Fe-59, At-211 근육 : Cs-137 체내균등분포 : Na-24, Cl-36, H-3 폐 : Po-210, Ni-63, Th-230 신장 : U

38 3. 방사선감시 1). 목적 ; 안전한작업환경 2). 관리 ; 환경 ( 야외및작업환경 ) 개인의방사선감시작업에대한방사선관리응급상황 3). 개인피폭관리 ; 내부, 외부피폭관리 4). 오염제거 ; 구역, 기기, 의복, 신체오염제거 5). 표면오염검사 ; 예상지역에여과지 1cm 2 잘라서문지른후감마선계측기측정 6). 지역오염 ; 방사능측정계로측정, 기록 7). 오염제거구역의설정환자와대기실분리일반인이쉽게접근할수없는곳울타리설치일반인접근통제각종표지판오염제거샤워시설설치 38

39 . 방사성오염의제거법예 대상제염제제거법비고 손, 피부 피복 초자기구 실험기구 금속기구 플라스틱 페인트도장면 중성세제분말 산화티탄페이스트 중성세제 ( %) 절제, 보수 중성세제와물수산, EDTA 등 중성세제와물수증기세척 질산, 10% 구연산암모니아용액 중성세제구연산암모니아용액 분말을오염부위에뿌려물로적시고솔로문지르면서대량의흐르는물로씻는다 페이스트를오염부위에바르고솔로문지르면서중성세제를뿌리고흐르는물에서충분히씻는다 의용액에서약 20 분간세탁한다음 5 분간 3 회헹군다 오염부위를잘라내고보수용헝겊을사용한다 3-5% 의따뜻한용액에넣어두었다다물로충분히씻는다 기계적마찰을이용하여솔이나수증기세척기로세척한다 용액에넣어두었다가수증기세척기로세척하고물로씻는다 용액에넣어두었다가수증기세척기로세척하고물로씻는다 10% 인산나트륨용액용해작용으로딱아낸다 농도가짙은알칼리용액 ( 수산화나트륨 ) 페인트연화맟제거한다. 피부에대한작용이작음 산화티탄분말 : 염산 5:3( 중량비 ) 전용밀폐형세탁기사용 작은부위에생긴오염제거에적합 스테인리스강은염산을사용 39

40 선량률계산 선량률 =, 감마상수 방사능 X ( R / h) 거리의제곱 X; 선량률, d 2 = 거리, A= 방사능, = 감마상수 ex.1); 1Ci의 137 Cs점선원에서 2m떨어진지점의선량률은? ( 감마상수 ; 3.3) d=2m=200cm, A=1Ci=1000mCi X= R / h = R / h = 82.5mR / h 2 (200) ex2); 테크네슘을취급하여사용할때 ( 99m Tc감마상수 ;0.6) 1). 99m Tc 5mCi를취급, 50cm거리에서받는조사선량률은? 조사선량률 = 2). 99m Tc 20mCi 를취급, 50cm 거리에서받는조사선량률은? 조사선량률 = (50) Γ = = (50) Γ A = 2 d R / hr 1. 2mRhr = = R / hr 4.8mR / hr 40

41 4. 방사성폐기물 1). 목적 1. 작업자의피폭최소화 2. 오염물질부피의최소화 3. 물리화학적및방사선적안정화 4. 수송및최종처분에적합한형태로전환 2). 정의 방사성물질을사용하면서발생되는모든폐기물 방사능에오염되었거나오염될가능성이있는구역에서발생되는물질로서 폐기의대상이되는물질 3). 종류 고체, 액체, 기체 4). 처리기준 국제방사선방어위원회 (International Commission on Radioogical Protection; ICRP); 50 년사용 ( 물, 공기 ) 기준 최대허용농도이하 (maximum permissible concentration;mpc) 불안감제거, 방출량과처리비용의적정선유지 41

42 5). 방사성폐기물처리원칙 1. 농축및저장 : 중저준위폐기물처리에많이사용되는방법으로폐기물중비방사성부분을제거 2. 희석및분산 : 저준위폐액처리에많이사용되는방법으로주로희석을통하여방출 허용치이하까지준위를낮추어방출 3. 지연및붕괴 : 6). 특징 반감기가짧은방사성핵종을함유한폐기물을적당한시간동안저장하여 방사능을감쇠시킨후방출 반감기를인공적으로조절못함. 신체적인것보다유전적인장애허용농도와허용수치가각각핵종마다고유한값 7). 각종방사성폐기물처리종류폐기방법 기체폐기물 액체폐기물 감쇠법 (Decay tank), 활성탄흡착법 (Charcoal absorber method) 여과장치를사용하여부유입자를제거후대기중으로방출 여과법, 이온교환법, 증발처리 고체폐기물 압축처리 (Compaction), 소각 (Incineration), 해체처리 고화처리 (Solidification treatment) 42

43 8). 폐기물의구분 구분종류표준용기 가연성 비가연성 비압축성 종이류 ; 휴지, 종이컵등섬유류 ; 거즈, 솜, 흡습지, 시험지마스크등플라스틱류 ; 주사기, 병, bead, test tube, tray, tip, cup hose등고무류 ; 장갑간염검사폐기물 ; tube, bead, tray, tip, 흡습지, 유리류 ; vial, bottle, test tube, beaker, reagent bottle 압축성금속류 ( 알루미늄호일등 ) 금속류 ; needle, Tc 제네레이터목재류및기타 ( 콘크리이트, 흙등 ) 100Liter 철제드럼 100Liter 철제드럼 50 Liter 철제드럼 폐필터 hepa 필터, Prefilter 출고시종이상자 유기페액 용기용매류 ; 용매함유폐액 ( 액체섬광계수폐액 포함 ) 외용기 ;100Lit 철제드럼 내용기 ; 25Liter 고밀도 플라스틱용기 무기폐액 vial 내잔액의세정액상동 동물사체동물사체, 배설물등 27Liter 철제드럼 밀봉선원폐기물밀봉선원류, 선원내장기기등사업자와협의 43

44 9). 방사성폐기물처리방법 1. 오염된물 ; 충분한희석, 허용농도이내에서배수구로배출 2. 오염된 1회용물품 ; 폐기저장실에보관 3. 오염된기구 ; 오염이제거될때까지통제구역에보관 4. 배수설비능력 ; 원자력법에정한수중한도량이하 5. 배기설비능력 ; 원자력법이정한공기중농도한도량이하 10). 병원에서주로발생하는방사성핵종폐기물 1. 영상검사실 ( 촬영 ) 사용핵종 99m Tc, 131 I, 51 Cr, 67 Ga, 201 Tl, 111 In, 133 Xe, 198 Au 등이있으나주로 99m Tc( 반감기 6 시간 ) 2. 체외검사실 ( 검체 ) 125 I-Na, 125 I 표지화합물, 3 H, 14 C, 35 S, 32 P 등, 주로 125 I 표지화합물 44

11). 검사실의안전수칙 1. 환경정리검사실내의환경정리책임, 실험전후의실험도구의세척및정리정돈싱크대와 WATER BATH, 초자기구의세척 2. 안전관리인화물질주의, 전기기구취급주의, 초자기구의사용주의검체의취급주의 (Closing system), 수도및배수시설점검, 도난주의 3.

45 11). 검사실의안전수칙 1. 환경정리검사실내의환경정리책임, 실험전후의실험도구의세척및정리정돈싱크대와 WATER BATH, 초자기구의세척 2. 안전관리인화물질주의, 전기기구취급주의, 초자기구의사용주의검체의취급주의 (Closing system), 수도및배수시설점검, 도난주의 3. 무균적인처리 ; 손씻기, 거즈, 오염주의 4. 검체취급 ; needle주의, 음식물, 피부오염주의 5. 방사성동위원소취급 ; 오염, 음식섭취금지, 손씻기 6. 방사성관리구역 7. 방사성의약품취급안전의무 8. 방사성의약품취급안전책임 9. 오염의응급조치 10. 상처를입었을경우 11. 화재대책 45

46 THE END 46

동위원소검사학 강의록

동위원소검사학 강의록 동위원소검사학강의 1 1. 핵의학개론 임상병리학과 1 Ⅰ. 핵의학개론 1. History of nuclear medicine 2. Classification of nuclear medicine 1). 치료 (Therapy) (1). 체외치료 (2). 체내치료 (3). 체내치료원리 (4). 방사성동위원소를이용한각종치료 (5). 방사선치료장비 2). 검사 (Test)