Transcription

1 원전주변주민과갑상선암발생에관한 과학적분석

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3 한국원자력학회장대한방사선방어학회장 귀하 본보고서를한국원자력학회와대한방사선방어학회가공동으로수행한 원전주변주민과갑상선암발생에관한과학적분석 보고서로제출합니다 보고서발간위원회공동위원장 : 김교윤 ( 한국원자력연구원 ) 박우윤 ( 충북대학교 ) 발간위원 : 강건욱 ( 서울대학교 ) 금동권, 김봉환 ( 한국원자력연구원 ) 김광표 ( 경희대학교 ) 김병일, 서성원, 진영우 ( 한국원자력의학원 ) 김수근 ( 성균관대학교 ) 김현정, 안형식 ( 고려대학교 ) 정규환, 조건우 ( 한국원자력안전기술원 )

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11 I. 서론 1장. 배경 2011년 3월 11일일본후쿠시마에서발생한대지진과쓰나미의영향으로발생한후쿠시마다이이치원전사고이후원자력과방사선에대한국민적관심이증가되었다. 그러나이런원전사고이후의폭증한방사선에대한관심과더불어왜곡된정보가언론과같은대중매체와 SNS 등을통해무차별적으로국민개인에게전달되면서방사선에대한막연한공포가형성되었다. 원자력안전위원회에의해허가되어운영되고있는국내원자력발전소에서정상운전중방사성물질의환경배출은불가피하게수반되는일상적인행위이며, 엄격하게관리하고있어배출되는방사성물질의양은매우미미한수준이다. 이는국내법과국제원자력기구 (IAEA), 국제방사선방호위원회 (ICRP) 에서권고하는수준보다훨씬적은양으로매우안전하게관리되고있다. 원자력안전위원회와한국원자력안전기술원에의해원자력발전소의방사성물질누출이철저하게감시되고있음에도불구하고일부에서의왜곡된정보의전달과후쿠시마원전사고이후의원전에대한불안감으로인하여원자력발전소주변주민들로하여금잠재적인건강상의위험을느끼게하고있다. 이런가운데 2012년 7월 4일고리원전인근주민 3명이 한국수력원자력을상대로손해배상소송을제기하였다. 2014년 10월 17일부산지방법원동부지원은 1심선고를통해원고중남편의직장암과아들의선천성자폐증에대해서는청구를기각하면서도아내가제기한갑상선암에대해서는 1500 만원을배상하라는원고일부승소의판결을하였다. 1심재판부의판결요지는 원고가원전부근에상당한기간거주하면서발전소에서내보낸방사성물질에노출되었고, 그로인해암진단을받았다고봄이상당하여피고에게손해배상책임이있다. 라는것이다. 원전의안전한방사선관리로원전주변에서의방사선선량이국내여느지역의자연방사선량과동일한수준임에도불구하고, 이번 1심재판의결과로인해원전주변주민에게원전주변에서의거주에대한막연한불안감을조성하고있다. 이런막연한불안감을해소하기위해정부와사업자인 한국수력원자력과는독립적인위치에서한국원자력학회와대한방사선방어학회는학계와연구계의전문학자로구성된위원회를구성하여갑상선암과원전주변방사선과의상관관계를사실에입각하여정확하게진단하고자한다

12 2 장. 과학적분석 본론에서는방사선과학및의학그리고역학이라는전문연구분야의영역에서학술적인접근을통해방사선과갑상선암과의상관관계를알아보고자한다. 본론의 1장에서는저선량방사선이인체에미치는영향을분석한다. 방사선이인체에미치는영향을알아보기위해서방사선이무엇인지알아보고, 자연계에존재하는자연방사선과원자로혹은엑스선발생장치와같은인공적인장치에의해발생하는인공방사선을설명한다. 국제원자력기구 (IAEA) 나국제방사선방호위원회 (ICRP) 에서권고하고있는피폭선량한도가무엇을의미하는지그리고저선량방사선이우리의인체에미치는영향은어떠한지를설명한다. 본론의 2장에서는원자력발전소주변에서의방사선량에대해설명한다. 원전주변에서의방사선량이갑상선암에영향을미치고있는지를논하기전에, 먼저원자력발전소주변에서의방사선량을파악할필요가있다. 원자력발전소에서수행하고있는방사성물질의배출관리에대한기본개념과원칙그리고방사성물질배출현황을알아본다. 원자력발전소주변의방사선 / 능 ( 방사선및방사능 ) 환경감시를위한조사계획과정과환경감시결과를설명한다. 원자력발전소주변주민의방사선영향을평가하기위해서인체피폭경로, 선량평가기준치, 선량평가대상및평가지점, 선량평가방법과이러한방법을이용한주민선량평가결과를알아본다. 본론의 3장에서는갑상선암의발생에대해의학적으로분석한다. 우리나라에서의갑상선암발생을논하기위해갑상선암의일반적인특징과갑상선암발생과검진과의관련성을파악하여갑상선암발생을의학적으로분석한다. 갑상선암의발생부위, 갑상선암의정의및종류, 갑상선암의위험요인을통해갑상선암의일반적인특징을알아본다. 갑상선결절과갑상선암, 갑상선암의증가와검진과의관련성, 조기검진과갑상선암발생의관련성을파악하여갑상선암발생과검진과의관련성을규명한다. 본론의 4장에서는국내외원전주변의연구사례에대해역학적으로분석한다. 원전주변에서의갑상선암발생기전을파악하기위해서는국내외원전주변의역학연구사례를수집하여분석할필요가있다. 국내원전주변주민역학조사의경우원전역학조사배경, 연구방법, 지역주민암발생양상분석결과, 주변주민암발생위험도와원전방사선과의인과관계분석 - 2 -

13 결과를통해원전역학조사결론을도출한다. 국외연구사례로는체르노빌, 후쿠시마, 스리마일섬 (TMI) 과같은사고시의방사선노출과갑상선암관련성을연구하고, 정상운전중인원전시설주변지역에서저선량방사선노출로인한건강영향을논의한다. 본론의 5장에서는원전주변갑상선암발생의인과관계를분석한다. 원전주변갑상선암발생의인과관계를알아보기위해상당인과관계, 역학적인과관계, 속성수준과사건수준의인과관계, 인과관계에서상당성의본질을논한다. 결론에서는본론에서제기되고논의된과학적사실에입각하여원전주변주민의갑상선암발생이원전으로부터의방사선에기인한것인지를판단한다

14 II. 본론 1장. 방사선의인체영향 1.1절방사선의개념 1. 방사선의정의가. 방사선이란? 방사선이란에너지준위가높아불안정한상태에있는분자, 원자, 원자핵등이안정된상태로변화하면서방출하는에너지의흐름이다. 방사선은알파선, 베타선, 중성자선등의입자형태와엑스선, 감마선등의전자기파형태가있다. 나. 방사선의종류방사선은크게전자의전리능력유무, 방사선자체의전하유무, 형태별, 발생원리등에따라다양하게구분할수있다. 알파선, 베타선, 양성자, 중성자, 감마선, 엑스선등은에너지가커서물질안에서이온을만들수있는데, 이들을전리방사선이라고한다. 반면가시광선, 적외선, 전자파등과같이전리능력이없는것은비전리방사선이라한다. 원자력분야에서일반적으로방사선이라불리는것은전리방사선을의미한다. 또한방사선은전하의유무에따라하전입자선 ( 알파선, 베타선등 ) 과비하전입자선 ( 엑스선, 감마선, 중성자선 ) 으로구분할수있다. 알파선은 2개의양성자와 2개의중성자로이루어진원자핵입자의흐름이다. 이는헬륨원자핵과같으며양전하를가지고있다. 알파선은주로자연에존재하는방사성물질로부터방출되는데, 투과력이매우약해종이한장으로도쉽게막을수있다. 베타선은방사성물질내원자핵으로부터방출되는전자를말한다. 베타선의투과력은알파입자에비해상대적으로강한편이지만, 얇은금속판을이용하여차폐할수있는수준이다. 중성자선은원자핵을이루는핵자의한가지이며, 원자로나가속기등을이용하여발생시킬수있다. 중성자선은전하를가지고있지않아전기적으로중성이기때문에물질을뚫고지나가는능력이매우크다. 엑스선은원자에서방출되는전자기파의일종이다. 엑스선은빛에비해파장이매우짧고에너지가높지만, 빛과유사한성질을가지고있다. 감마선은엑스선과마찬가지로전자기파의일종이다. 엑스선은원자수준에서방출되는반면감마선은원자핵수준에서방출된다. 감마선은방사성물질에서자연방출되며, 일반적으로엑스선에비해에너지가높은편이다. 또한투과성이높아두꺼운납이나콘크리트를이용해서차폐한다

15 2. 방사선량의단위 방사선의양을나타내는방사선량에는다양한종류가있다. 각각의방사선 량은그의미하는바가다르며, 그에상응하는단위를사용한다. 방사선량은크게 물리적인방사선량과방사선방호에사용되는방사선량으로나눌수있다. 물리적 인방사선량의예로는조사선량 (exposure dose), 흡수선량 (absorbed dose), 커마 (kerma) 등이있으며, 방사선방호에사용되는방사선량으로는조직또는장기의 평균흡수선량 (mean absorbed dose), 등가선량 (equivalent dose), 유효선량 (effective dose), 집단유효선량 (collective effective dose) 등이있다 [1.1, 1.2]. 방사선방호에서흡수선량은기본적인물리적선량이며, 모든종류의전 리방사선및조사형태에사용된다. 흡수선량 (D) 은전리방사선에의해부여된 평균에너지를물질의질량으로나눈값으로정의된다. 흡수선량의단위로는그레이 (Gy) 가사용되는데, 1 Gy 는물질 1 kg 에 1 Joule 의에너지가흡수되었을때의흡수선량이다. SI 단위인 Gy 대신고전단위 인 rad 가종종사용되기도하는데, 1 rad 는물질 1 g 당 100 erg 1) 의에너지가흡 수되었을때, 즉 100 erg/g 에해당한다. 실제방사선방호에서흡수선량을사용할경우선량은조직이나장기전 체의흡수선량의평균을사용한다. 조직또는장기 T 의평균흡수선량 (D T ) 은 조직또는장기에전달된총에너지 (ε T ) 를조직또는장기의질량 (m T ) 으로나 눈값으로정의된다. 어떤장기가피폭되어같은흡수선량즉동일한방사선에너지를흡수하였을경우, 방사선이인체에미치는영향은방사선의종류와에너지에따라다르다. 따라서이러한다른선질의방사선이미치는생물학적인영향을고려하기위해방사선가중치 (w R : radiation weighting factor) 개념을도입하였다. 방사선가중치 (w R ) 는각각의방사선의생물학적효과비 (RBE: Relative Biological Effectiveness) 에기초하여설정하였다. 표1-1에방사선유형별방사선가중치를정리하여놓았다. 방사선가중치를고려하여새롭게정의된선량을등가선량 (H T : equivalent dose) 이라하며, 조직이나장기의평균흡수선량 (D T,R ) 에방사선가중치를곱한값으로정의된다. 1) 1 Joule =10 7 erg ( 에너지단위 ) - 5 -

16 방사선가중치 (w R ) 는무차원이므로, 등가선량의단위는흡수선량단위와같은 J/kg 이며, 그특별명칭은시버트 (Sv) 이다. [ 표 1-1 방사선가중치 ] 방사선종류 방사선가중치 ( R ) 광자 1 전자또는뮤온 1 양성자및하전파이온 2 알파입자, 핵분열파편, 중이온 20 중성자 중성자에너지의연속함수 동일한방사선량이서로다른조직또는장기에피폭되었을때, 인체에 미치는영향은피폭된조직또는장기에따라다르다. 방사선에피폭된사람의 종합위해를근사적으로나타내기위해국제방사선방호위원회 (ICRP: International Commission on Radiological Protection) 2) 는권고 60 에서유효선량개념을도입 하였다 [1.1]. 유효선량 (E) 은인체의모든특정조직과장기의등가선량 (H T ) 을 조직가중치 (w T: tissue weighting factor) 로가중한합으로표현된다. 또는 유효선량의단위는등가선량과마찬가지로시버트 (Sv) 가사용된다. 조직 가중치는다양한장기마다다른방사선의민감도를수치로나타낸것이다 ( 표 1-2 참조 ). 예를들어골수와같은조직은방사선에민감하기때문에다른조 직보다높은가중치를주고, 딱딱한골조직과같이방사선에상대적으로민감 하지않은부위는낮은가중치를갖게된다. [ 표 1-2 유효선량계산을위한조직가중치 [1.2]] 조직또는기관 조직가중치 ( ) 적색골수, 결장, 폐, 위, 유방, 잔여조직 3) 0.72 생식선 0.08 방광, 식도, 간, 갑상선 0.16 뼈표면, 뇌, 침샘, 피부 0.04 방사선방호는직무로피폭되는개인뿐만아니라, 집단의방사선피폭을 최적화하고감축하는것을포함한다. 따라서국제방사선방호위원회는방사선 2) 방사선방호에관한기준을권고하고, 지침을제공하는국제적인위원회. ICRP 의권고는국제적인권위를가지고있어 IAEA 및각국의방사선방호기준으로채택되고있음. 3) 잔여조직 : 부신, 흉외기도, 쓸개, 심장, 신장, 림프절, 근육, 구강점막, 췌장, 전립선, 소장, 비장, 흉선, 자궁 / 자궁경부 - 6 -

17 방호최적화목적을위해집단선량개념을도입했다 [1.1, 1.3]. 집단유효선량은고려하는일정한기간또는작업에대해모든개인유효선량의합으로계산된다. 하지만장시간, 넓은지역에대해낮은개인선량을합치는것을피하기위해유효선량과시간의범위를제한하고명시해야한다. 특정선원에서일정 ΔT 기간에 E 1 과 E 2 사이의개인유효선량값으로인한집단유효선량은다음과같다. 집단유효선량단위로는인-시버트 (man-sv) 가사용된다. 최적화과정의예로집단유효선량은직무피폭에서종사자그룹에대한계획피폭상황의최적화를위해사용된다. 계획된작업이개시되기전에다양한운영시나리오에대해집단유효선량과개인선량분포를전망적으로평가한후, 운영시나리오의선택을위한의사결정과정에서해당변수로서집단선량을사용된다. 집단유효선량은방사선기술이나방호절차들을비교하기위한최적화의한도구이다. 따라서집단유효선량을위험모사에사용하는것은적합하지않다 [1.2]. 국제방사선방호위원회에서는특히사소한피폭을대규모집단에적용한집단유효선량에기초한암사망계산은타당하지않으며피해야한다고권고하고있다. 집단유효선량에기초한그러한계산은결코의도한바가아니며, 생물학적으로나통계학적으로불확실성이매우크고, 전후관계를무시하고평가치를인용할때재현성이없는많은단서를전제로하며, 집단유효선량이라는방호량을그르게사용하는것이라고보고하였다. 3. 방사선의발생원방사선원은크게방사성물질, 방사선발생장치로나눌수있다. 방사성물질은방사성핵종을일정농도이상으로함유하고있는물질을말하며핵연료물질, 사용후핵연료, 방사성동위원소, 핵분열생성물등을말한다. 일정농도이상이라는조건이붙는이유는자연계의모든물질에는방사성핵종이미량함유되어있기때문에농도기준이없으면모든물질이방사성물질로분류되기때문이다. 일반적으로자연계에존재하는방사성핵종은원자번호가비교적큰우라늄, 라듐핵종등이포함되어있으며, 이를천연또는자연방사성물질이라부른다. 방사성물질은원자로혹은가속기등을이용하여인공적으로생산되기도하는데, 이를인공방사성물질이라고일컫는다. 방사선발생장치란방사성물질또는방사성동위원소물질을사용하는대신에다른형태의에너지를인위적으로방사선에너지로변환하여, 방사선을 - 7 -

18 방출하는장치이다. 대표적으로엑스선발생장치가있으며그밖에도다양한종류의가속기가포함된다. 가장널리사용되는방사선발생장치인엑스선발생장치는양극에가속된전자가충돌할때전자에너지가변환되어엑스선을발생시키는엑스선관, 엑스선관내에고전압을걸어주는변압장치, 열을식히는냉각장치등으로구성되어있다. 1.2 절자연방사선및인공방사선 1. 자연방사선자연방사선이란우리주위의자연계에존재하는방사선을총칭하는용어이다. 우리주위의환경에서이러한자연방사선은항상존재한다. 인간주변의환경에존재하는자연방사선원은지구의지각을구성하는토양, 암석등에포함된천연방사성핵종으로부터방출되는지각방사선, 지구의대기권밖에서지구로입사하는우주방사선, 그리고이러한우주방사선과대기중원소와의반응으로생성되는방사선등이있다. 이처럼자연방사선은어디에든존재하기때문에, 인간은방사선의바다에살고있고, 그로인해일상생활중에서항상피폭을받으며살아가고있다. 가. 자연방사선의종류 (1) 지각방사선지각방사선이란지구의지각에존재하는방사성핵종으로부터방출되는방사선을의미한다. 지구의지각에는약 45억년전지구가생성될시점에생성된수많은종류의방사성원소들이존재하였다. 이러한방사성핵종들중반감기가짧은단반감기핵종은붕괴되어사라졌지만, 반감기가대략 1억년이상인장반감기방사성핵종들은현재까지도지구의지각에남아존재하며끊임없이방사선을방출하고있다. 천연방사성핵종중대표적인핵종들로는우라늄계열, 토륨계열, 악티늄계열, 넵튬계열핵종이있다. 그림1-1에우라늄계열및토륨계열핵종의붕괴도를나타내었다. 우라늄계열은반감기가약 45억년인 238 U을모핵종으로하는계열로써, 238 U이붕괴하여최종적으로안정된상태의핵종인 206 Pb으로붕괴할때까지생성되는그붕괴계열핵종들을포함한다. 토륨계열은 140억년의반감기를가지는 232 Th를모핵종으로 232 Th가최종적으로안정된핵종인 208 Pb로붕괴할때까지생성되는모든붕괴계열핵종들을포함한다. 악티늄계열은약 7억년의반감기를가지는 235 U를모핵종으로하여, 최종적으로 207 Pb로붕괴한다

19 넵튬계열은 241 Pu이붕괴하여최종적으로 209 Bi에서끝나는방사성핵종의붕괴계열을의미한다. 우라늄계열, 토륨계열, 악티늄계열핵종들과는다르게넵튬계열의핵종들은상대적으로짧은반감기를가지고있기때문에그붕괴계열의원소중긴반감기를가지는 209 Bi만이현재지구에서발견된다. [ 그림 1-1 우라늄계열및토륨계열핵종의붕괴도 ] (2) 라돈라돈은자연방사선피폭의 50% 이상을차지하는주요한천연방사성핵종이다. 라돈은우라늄과토륨계열핵종의붕괴과정에서발생하기때문에, 지각방사선의일종이라할수있다. 약 45억년의매우긴반감기를가지는 238 U이붕괴하여중간생성물인 230 Th과 226 Ra 등과같은핵종들이생성되고, 226 Ra 핵종의붕괴에의해서 222 Rn가생성된다. 이처럼우라늄과토륨계열핵종의붕괴과정에서 222 Rn와 220 Rn과같은기체상태의방사성핵종들이발생하는데, 이러한기체상태의핵종들은지각에서생성되어대기중으로방출될수있다. 대부분의라돈방사성동위원소의반감기는수초단위로짧은반면 222 Rn은반감기가 3.8일로상대적으로긴편이다. 따라서 222 Rn 외에다른라돈방사성동위원소들의자연환경존재비율은매우낮은수준이다. 따라서대기중의라돈에의한주된피폭은 222 Rn에기인한다. 라돈의밀도는공기의약 8배정도높아고도가낮을수록농도가더높게나타나며, 특히밀폐된지하에서라돈의농도가높게나타난다. 공기중으로확산된라돈은공기중에서붕괴하여폴로늄 (Po), 납 (Pb) 과같은자손핵종을생성한다. 생성된자손핵종은호흡을통해인체내로유입되어내부피폭을일으킨다. 실외공기중에서존재하는라돈가스의농도 - 9 -

20 는낮기때문에실외에서는라돈가스에의한영향이거의문제가되지않는다. 하지만, 밀폐된공간이나실내로라돈가스가유입되는경우문제가될수있다. (3) 우주방사선우주방사선이란지구밖의우주공간에서지구로입사하는자연방사선을의미한다. 이러한우주선은높은에너지를가지고은하계와태양으로부터방출된다. 지구에살고있는인간이받는모든자연방사선피폭중우주방사선에의한피폭은약 16% 정도이다. 주로우주방사선은고에너지의양성자, 헬륨이온등으로이루어져있으며, 이외에도높은원자번호를가지는원자, 전자등이있다 ( 표1-3 참조 ). 양성자, 헬륨이온등의우주방사선이지구로입사하면지구의대기를구성하는물질인질소, 산소등의원자들과반응을하게되는데, 이때우주방사선과대기와의반응으로수많은종류의방사성핵종이생성된다. 지구외부로부터입사하는방사선을 1차우주방사선이라고하며, 우주선과대기가반응하여생성되는중성자, 양성자, 파이중간자등을 2차우주방사선이라고한다. [ 표1-3 우주방사선의종류별존재비율 ] 입자 평균존재비율 (%) 양성자 87 헬륨원자핵 11 원자번호 2 이상의원자핵 1 전자 1 (4) 인체내방사성핵종인체의 95% 이상은산소, 탄소, 질소등의원소로이루어져있으며, 이외에인, 나트륨, 칼륨등의원소가인체를구성하고있다. 인체를구성하는원소들의대부분은방사성을띄지않는안정된동위원소들이지만, 인체를구성하는핵종들중미량의천연방사성핵종이존재하며, 작은양이지만이러한핵종들에서도자연방사선이방출되고있다. 인체의호흡작용이나음식물섭취등을통하여천연방사성핵종이체내로유입될수있다. 체내에유입되는대표적인방사성핵종으로는 14 C, 40 K, 87 Rb, 210 Po, 226 Ra, 238 U 등이있으며, 40 K이다른핵종들에비하여상대적으로인체피폭에가장큰영향을주는핵종이다

21 나. 자연방사선에의한일반인피폭선량자연방사선피폭은천연방사성핵종에서방출되는방사선과우주선에의한피폭을의미한다. 인간은일상생활중에서항상자연방사선에피폭을받으며살아가고있다. 방사선피폭은방사선원의위치에따라외부피폭과내부피폭으로분류할수있다. 자연방사선에의한외부피폭은우주선과토양, 해수, 지표수, 공기등에존재하는천연방사성핵종에서방출되는방사선에의해인체가피폭하는것을의미하며, 내부피폭은생활환경도처에존재하는천연방사성핵종이호흡또는음식물섭취등을통하여인체내부로유입됨으로써체내에서방출되는방사선에의해서피폭되는것을의미한다. 자연방사선에의해인체가받는피폭선량에대해유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 4) 에서는주기적으로자료를수집하여보고하고있다 [1.4]. 유엔방사선영향과학위원회의보고에의하면, 자연방사선에의한전세계인구의일인당평균연간피폭선량 ( 유효선량 ) 은 2.4 msv이다 ( 그림1-2 참조 ). 이러한자연방사선에의한영향은지역의특성과환경에따라차이를보이는데, 주로대지에포함된우라늄, 토륨, 칼륨등천연방사성핵종의함량차이에기인한다. 지각에서자연방사선이많이방출되는지역에사는사람은세계평균보다 10 배정도많은자연방사선에피폭되며살아가고있다. 유엔방사선영향과학위원회의보고를토대로피폭원별자연방사선피폭의기여도를살펴보면라돈흡입에의한피폭선량이약 52% 로가장높게나타났다. 다음으로지각방사선 ( 약 20%), 우주방사선 ( 약 16%), 음식물섭취 ( 약 12%) 순으로나타났다. 자연방사선은일반적으로방사선방호의대상이되지않는다. 그이유는자연방사선은인간이생활하는환경주위의거의모든곳에존재하기때문이다. 따라서자연방사선에의한피폭을인간이인위적으로제어하는것이쉽지않기때문에일반적으로방사선방호의대상에서제외된다. [ 그림 1-2 전세계기준피폭원별자연방사선피폭 [1.4]] 4) 국제연합산하기구로방사능이인간과환경에미치는영향에대한자료를수집하여보고서를발간함

22 자연방사선으로부터우리나라국민이일상적으로받고있는유효선량은지역그리고생활습관에따라차이가있으나, 평균적으로는연간총 3.08 msv 로평가되었다 [1.5]. 라돈자손핵종흡입에의한방사선량은 1.40 msv이고, 지각방사선에의한방사선량은 1.04 msv이며, 음식물중방사능에의해 0.38 msv, 우주방사선에의한방사선량이 0.26 msv으로나타났다. (1) 라돈에의한피폭라돈에의한방사선피폭은모든자연방사선피폭의 50% 이상을차지하며, 최대방사선피폭원이다. 자연중에널리존재하는라돈은일반적으로토양, 건축자재, 상수도등에다양하게존재하고있고이중일부가대기중으로방출된다. 라돈의인체내유입경로는대기에방출된라돈을흡입하거나, 라돈이함유된음용수의섭취등이있다. 최근라돈피폭이방사선방호분야의주요이슈로대두되고있는데, 이러한이유중에하나는최근건물이에너지절약형으로개선되어실내공기의환기율이낮아짐에따라실내공기중라돈의양이증가하였고, 지하공간의이용이증가하였기때문이다. 일반적으로실내공기중라돈의농도는우려할수준은아니다. 그러나균열이많은오래된건축물, 밀폐도가높고환기시설이부족한건물의경우실내의라돈농도가높을수있으므로주의를기울여야한다. 우리국민의라돈에의한연간피폭유효선량은전국평균 1.27 msv로나타났으며총집단선량은약 60,000 man-sv로평가되고있다 [1.5]. 그림1-3은지역별및국가별평균실내라돈농도준위를나타내었다. 전국평균에비해전북, 충남지역의라돈농도가다소높게나타났으며, 이로인해예상되는연간유효선량은약 1.7 msv 수준이다. 울산, 부산은전국평균에비해낮은연간약 1 msv의준위를보였다. 우리나라의실내라돈농도는해외와비교하여평균수준인것을알수있다. [ 그림 1-3 지역별 ( 좌 ) 및국가별 ( 우 ) 평균실내라돈농도준위의비교 [1.5]]

23 (2) 지각방사선에의한피폭지각방사선에의한피폭은주로지각을구성하는주요핵종인우라늄계열, 토륨계열, 악티늄계열핵종에서방출되는감마선에기인하며, 토양이나암석에서방출되는감마선에의한외부피폭을대상으로한다. 지각에서방출되는방사선수준은지역에따라차이가있다. 인도의케랄라지방의거주민은지각방사선에의해연간평균약 4 msv의피폭을받으며, 브라질가라바리지역에거주하는사람들은연간약 2 80 msv의피폭을받고있다. 우리나라옥외에서지각감마선에의한공간감마선량률은 ngy/h( 평균 108 ngy/h) 의범위에있었으며, 실내에서의선량률은 ngy/h( 평균 214 ngy/h) 로실외에비해평균적으로 2배정도높게나타났다 [1.5]. 공간감마선량률을기반으로평가한우리국민의연간피폭유효선량은전국평균으로 1.04 msv 수준이다. (3) 음식물섭취에의한피폭일반인의음식물섭취에의한피폭은주로식품의원료나동물, 식물등에함유되어있는방사성물질에기인한다. 방사성물질에오염된음식물을섭취하면방사성핵종은고유의특성에따라인체내로흡수, 침착, 배설되며이과정에서체내피폭이발생한다. 우리나라의음식물섭취에의한내부피폭유효선량은연간 0.38 msv 수준이다 [1.5]. 일반적으로식품내에존재하는천연방사성핵종중피폭에가장크게기여하는핵종은 40 K으로서방사능은약 4,000 Bq 정도이다. 이외에음식물섭취를통해주로수소, 탄소, 칼륨등과같은원소를섭취한다. 삼중수소 ( 3 H) 5) 는물과함께식물의뿌리를통해흡수되며, 삼중수소에의한연간유효선량은약 1 x 10-5 msv 정도이다. 탄소의동위원소중하나인 14 C은광합성과정에서이산화탄소형태로공기중으로부터섭취되며, 연간유효선량은약 msv이다. (4) 우주방사선피폭우리나라의시도별우주선에의한방사선량률은 nsv/h 수준이며, 전국평균은 33.4 nsv/h이다 [1.5]. 이를기반으로평가된우리국민의연간피폭유효선량은 0.25 msv이다. 우주선의강도는공중으로올라갈수록강해지므로항공여객은지상에있는사람보다더많은우주선을피폭한다. 국제선항로도북극에가까운항로, 예를들면우리나라에서유럽이나미국을왕래 5) 수소의동위원소중하나로서, 보통수소 ( 1 H) 에비해질량이 3 배. 삼중수소 (tritium) 는천연에서산출되며, 자연에존재하는모든종류의수소중보통수소의분율은 % 이고, 삼중수소가차지하는비율은극히낮음

24 하는항로일수록우주선피폭이높아진다. 항공기여행시북미의경우평균 0.06 msv, 유럽의경우평균 msv 정도피폭한다. 2. 인공방사선방사선은그출처에따라크게자연방사선과인공방사선으로분류할수있는데, 인공방사선은원자력시설등에서발생되는인공방사성핵종에서방출되는방사선이나, 의료또는산업목적을위해인위적으로발생시킨방사선을말한다. 방사성핵종은다양한목적을위해사용되지만자연에존재하는천연방사성핵종은그종류가제한적이다. 따라서인공적으로방사성핵종을생산하는방법들이개발되었다. 가. 인공방사선의이용과학기술이발달함에따라인공방사선의사용분야가다양해지고, 그사용기술이향상되어왔다. 우리나라에서방사선발생장치또는방사성동위원소이용인 허가를받은기관수는 2011년말기준 5,000 곳이상이며, 10년전과비교하여약 3배정도증가하였다. 인공방사선이용분야는크게원자력시설, 의료분야, 산업분야등으로구분할수있다. (1) 원자력시설원자력시설이란발전용원자로, 연구용원자로, 핵연료주기시설, 방사성폐기물의저장 처분시설, 핵물질사용시설등원자력에너지를이용하기위한설비의통칭으로서대표적인예로원자력발전소가있다. 우리나라는 1978년 4월고리원전 1호기의가동을시작으로현재미국, 프랑스, 일본, 러시아에이어발전설비기준으로세계 5위의원자력강국이되었다. 2013년말기준으로국내에는총 23기의원전이고리, 영광, 울진및월성의 4개부지에서가동되고있다. 23기의원전중 19기는가압경수로형 (17,937 MW 6) ) 이고, 나머지 4기는가압중수로형 (2,779 MW) 이다. 2013년원자력발전량은국내전체발전량의약 27% 를차치한다. 발전용이외에연구용원자로인하나로를한국원자력연구원에서운영중에있다. 하나로는원자로에사용되는재료및핵연료물성연구, 방사성의약품개발및방사성동위원소생산, 방사화분석과산업적이용등의목적으로수많은기관과연구원들이활용하고있다. 하나로를이용하여생산되는비파괴검사용방사성동위원소인 192 Ir, 의료용방사성동위원소인 131 I 등의인공방 6) MW: Mega Watt, 10 6 Watt

25 사성동위원소는국내시장의높은점유율을차지하고있다. 핵연료주기란우라늄의채광, 핵연료로사용하기위한 235 U의농축, 농축된우라늄을펠릿형태로만들기위한성형및가공부터핵연료의사용 처분까지의과정을의미한다. 우리나라에는우라늄광이존재하지않아채광시설이없고, 한 미원자력협정에의해우라늄농축시설이없기때문에농축우라늄을외국으로부터전량수입하여국내에서핵연료를성형 가공한후원자력발전소에서사용하고있다. 방사성폐기물은방사능의높고낮음에따라고준위, 중 저준위로분류할수있다. 일반적으로핵분열생성물과남아있는핵연료물질을고준위폐기물이라하고, 원자력발전소의운영중에사용했던작업복, 덧신, 장갑, 폐부품등과방사성동위원소를이용하는산업체, 병원, 연구기관등에서발생하는동위원소폐기물등이중 저준위폐기물에속한다. 대부분의원자력선진국에서는처분시설을오래전부터운영하고있으며, 우리나라에서도경주시에중 저준위폐기물처분시설을건설하여운영하고있다. (2) 의료분야 1930년대후반사이클로트론에서생산된 24 Na, 32 P 등인공방사성동위원소의공급을시작으로인공방사선및인공방사성동위원소가의료분야에사용되었다. 의료분야의인공방사선은크게진단방사선과치료방사선으로구분할수있다. 방사선진단은방사선의특성중투과성을이용한것으로서크게엑스선검사처럼외부에서환자에게방사선을조사하여촬영하는방식과핵의학검사처럼내부에인공방사성동위원소를주입하여체외로방출되는방사선을측정하여데이터를분석하는방식으로나눌수있다. 방사선촬영이란사람의신체와같이비균질하게구성된피사체의내부를보기위해방사선을조사하여투과한선량정보를이용하여판독영상을얻어내는기술을말한다. 또한단층방식으로촬영된이미지를컴퓨터기술을이용하여 3차원으로이미지를재구성하는기술인전산화단층촬영 (CT: Computed Tomography) 이개발되어사용되고있다. 핵의학진단이란인공방사성동위원소를이용하여진단하는의료분야중하나이다. 핵의학진단은감마카메라로신체장기의형태및대사정보또는조직의기능정보를제공하는이미지를얻어진단하는방법으로인공방사성동위원소를함유한특정화합물형태의방사성의약품을인체에투여한후방사성핵종이모여드는표적영역이나결합량을외부에서신티스캐너등으로방사

26 선을측정하는방식을사용한다. 핵의학진단법에서흔하게사용되는촬영술은단일광자방출단층촬영술 (SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography) 과양전자방출단층촬영술 (PET: Positron Emission Tomography) 이있다. 단일광자방출단층촬영술은감마선방출핵종을함유하는방사성물질을환자에게정맥주사한후심장이나, 뇌, 간등관심부위를촬영하고질병으로인한변화를컴퓨터를이용하여진단하는검사방법이며, 주로뇌혈관질환으로인해발생하는각종질병을진단하는데사용된다. 양전자방출단층촬영술은방사성의약품을체내에주입하여방출된양전자가소멸할때방출되는광자를신체를중심으로둘러싸인검출기로분석하는장치이다. 주로암, 심근경색, 치매의진단에사용된다. 방사선치료는국소치료방법으로서고에너지의방사선을이용하여암세포를사멸시키는치료방법이다. 방사선치료는방사선발생장치의중심부에서병소까지의거리를일정하게유지하여치료하는원격치료와밀봉된방사선원을환부에삽입혹은노출시키는근접치료로분류할수있다. 원격치료는대용량감마선원이나가속기를이용하여방사선이나빔을환자에게조사하는방사선치료방법이다. 고에너지엑스선과전자선, 양성자치료기와중입자치료기는가속기를이용한치료기이고, 사이버나이프, 세기조절방사선치료기, 토모테라피, 감마나이프, 래피드아크는직접방사선을발생하는장비를사용하는치료기이다. 근접치료는밀봉소선원을종양에근접시켜치료하는방법을말한다. 근접치료에는밀봉소선원을종양의표면에치료시간동안만직접노출시키는방법과특별히고안된기구를이용하여체강내에삽입하여치료하는강내치료, 인체내의여러장기에삽입하여치료하는체관내치료, 또는종양에직접침등을삽입하여치료하는조직내치료등이있으며소형방사성물질을장기간이식하는방법도있다. (3) 산업분야산업분야에서는공정이나제품의상태를감시, 관리, 검사, 가공, 추적자를이용한물질의거동분석, 환경기술, 분석등에인공방사성동위원소및인공방사선을널리사용하고있다. 2011년말기준국내에서인 허가받은방사성동위원소또는방사선발생장치이용기관중 74% 가산업분야에속한다. 방사선게이지는방사선이물체를통과할때투과력이저하되거나반사되는성질을이용하여공정이나제품의상태검사, 제품생산절차에서계측제어수단으로사용하는장비이다. 방사선게이지의종류로는수위계, 두께계, 성분계, 수분계등이있으며, 물질내의수분함량을측정하는장비도있다. 산업용방사선촬영즉방사선투과검사는방사선의투과성을이용하는대

27 표적인기술이다. 방사선촬영을통해물체를파괴하지않은채외관상으로는알수없는결함등내부상태를알아낼수있으며, 주로비파괴검사및공항과항만, 주요시설의검색대에서주로사용하고있다. 비파괴검사는제품, 재료, 주물이나용접, 대형탱크, 배관의건전성또는내부결함점검이나중요문화재의수리및복원에사용되고있다. 공항과항만, 주요시설의검색대는컨테이너운송차량, 여행객이나출입자의불법물질의반출 입관리에사용되고있다. 방사선가공은방사선이물질과의반응을통해물질의물리적, 화학적특성을변화시키는특성을이용한기술로서다른물리적, 화학적, 열적가공방법과비교하여유해한첨가제가필요없기때문에경제적이고, 친환경적인기술이다. 방사선가공의대표적인이용에는고분자재질가공, 반도체성능개선, 방사선육종등이있다. 방사선을이용한환경보존기술은방사선을수질이나대기에조사할때이온화하여발생한기단들의강한산화, 환원력그리고살균력등을이용하여환경오염물질을원천적으로제거하는방법이다. 기존에사용되어온환경보존기술보다간편한설비와짧은처리시간, 그리고 2차환경오염물질발생이없다는장점을가지고있다. 특히오폐물에의한수질오염과대기공해물질로인한대기오염복원에사용되고있다. 이외에도산업현장에서방사선발생장치는첨단분석기술에이용된다. 방사선발생장치를이용한분석에는가스크로마토그래피, 산란 회절분석, 형광엑스선분석, 방사화분석등이있다. 또한방사선의대표적인특성인투과성과산란 회절을제외한전리작용과발광작용을이용하기도한다. 전자포획검출기, 점화기, 정전기제거, 용접봉등의제품이알파입자, 베타입자와같은전리방사선이가지는전리능력을이용하여생산되고있다. 그리고시계나항공기와선박의필수계기판, 비상구표지, 군용야간장비에사용되는야광물질은방사성물질이방출하는방사선이형광물질과작용하여발광하는특성을이용한것이다. 방사선은식품에도이용되는데, 방사선조사를통해식품내의미생물을제거하고, 견과류나근채류등의발아를억제하여식품을장기적으로안전한위생상태로유지할수있다. 방사선은주사기, 붕대등의의약품이나화장품, 건강식품등의멸균에도사용되는데방사선멸균은열이나화학물질에약한재료에적용할수있다. 나. 인공방사선에의한일반인피폭선량인공방사선피폭은인간활동에의하여만들어진방사선으로부터받는피폭을의미하며, 생활방사선으로부터받는피폭중약 20% 가이에속한다

28 [1.4]. 인공방사선에는의료목적으로사용되는방사선, 대기권핵실험에의하여생성되어환경으로이행하여방출되는방사선, 원자력발전소로부터방출되는방사선등이있다. 최근유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR) 의보고에의하면, 전세계인구 1인당인공방사선에의한평균연간피폭유효선량은 0.6 msv이다 [1.4]. 피폭원별인공방사선피폭의기여도를살펴보면인공방사선에의한피폭의대부분이진단및치료목적의의료피폭에기인한다. 이외에핵실험, 직무피폭, 체르노빌사고등이인공방사선피폭에기여하는데, 그양은극히미미한수준이다 ( 그림1-4 참조 ). [ 그림 1-4 전세계기준피폭원별인공방사선피폭 ] (1) 의료방사선피폭의료방사선피폭은의료적인목적으로질병의진단및치료과정에서발생되는방사선피폭을의미한다. 진단방사선은그적용범위가다양하며사용건수도해마다증가하는추세이다. 최근연구보고에의하면 1980년대미국인일인당연간유효선량은 3.6 msv이었으며, 그중약 15% 인 0.53 msv가의료방사선에의한것이었다 [1.6]. 하지만 2006년에는유효선량이 6.2 msv로증가하였으며, 그중약절반인 3.0 msv가의료상피폭에기인하였다 ( 그림1-5 참조 ). [ 그림 1-5 방사선원별미국인의연간피폭선량 [1.6]] 최근식품의약품안전처에서 2007 년부터 2011 년까지 5 년간국내의료기관

29 에서환자들에게진단을목적으로실시한방사선검사건수및검사종류별피폭량등의자료를조사 분석한결과, 방사선검사및피폭량이증가하고있는것으로나타났다 [1.7]. 우리나라국민의연간진단용방사선검사건수는 2007 년 1억6000만건에서, 2011년 2억 2천만건으로 5년간약 35% 증가했다. 국민일인당연간진단용방사선에의한유효선량은 2007년 0.93 msv에서 2011년 1.4 msv로 5년간약 51% 증가하였다 ( 그림1-6 참조 ) 년 일반촬영 0.44 msv (31.7%) CT 검사 0.79 msv (56.3%) 투시촬영 0.09 msv (6.6%) 혈관촬영 0.05 msv (3.5%) 유방촬영 0.02 msv (1.6%) 치과검사 msv (0.3%) [ 그림 1-6 국내진단방사선검사별일인당유효선량 ] (2) 방사성낙진에의한피폭방사성낙진이란핵무기폭발로인해대기권으로방출된방사성핵종이환경으로유입되는것을의미한다. 지상에서핵실험이이루어졌을경우방사성물질은낙진의형태로지표로떨어진다. 이러한방사성낙진은지표에서의방사선량률을증가시키며, 호흡과음식물을통해체내로섭취될수있다. 특히 1950년대와 1960년대에서방국가들의핵무기경쟁으로많은핵무기실험이대기권에서수행되었고그결과다량의방사성핵종이지구전역으로확산되었다. 핵폭발에의하여생성되는방사성핵종은수백종류에달하지만, 대부분은반감기가짧거나, 생성량이적어실제로사람들의피폭에관여하는핵종은한정되어있다. 이중에서방사성낙진에대해고려해야할핵종으로는 14 C, 137 Cs, 95 Zr, 90 Sr, 106 Ru, 144 Ce, 3 H, 131 I이있다. 현재방사성낙진에의한피폭은 1960년대와비교하여 1/100 수준이며자연방사선피폭원에비해현저히낮은수준이다. (3) 원자력발전시설로부터의피폭원자력시설은충분한차폐가이루어지도록설계 건설되었기때문에시설에서외부로직접방출되는방사선은없으며, 관심대상은방사능의환경으로의방출이다. 운영중인원자력시설에서방출된방사능에대해인근주민을대상으로평가한방사선량은연간 0.01 msv 이하수준이다. 따라서원자력

30 시설의운영으로인한일반국민의일인당피폭선량은무시할만한수준이며, 자세한내용은 2장에서기술한다. (4) 직무로인한피폭국민이피폭하는방사선량은피폭하는사람의속성에따라직무의과정에서방사선을피폭하는직무피폭, 질병의진료나건강진단을받는과정에서피폭하는의료피폭, 기타의식적으로또는무의식적으로피폭하는일반인피폭이있다. 직무피폭은달리표현하면방사선작업종사자가받는피폭으로서직업상피폭으로부르기도한다. 원자력발전소종사는물론, 병원의의사나방사선사, 간호사의피폭도모두직무피폭이다. 국내의경우, 2002년기준으로직업상방사선을피폭하는종사자들은원자력분야, 의료분야, 산업분야, 기타분야에서총 62,554명이다 [1.5]. 종사자분포를분야별로보면의료분야종사자가 53% 로가장많았고, 원자력종사자 21.3%, 산업분야종사자 17.5%, 기타 8.3% 이다. 직군별개인평균선량측면에서는가장많은선량을피폭하는직군이체내핵의학종사자로서연간 3.5 msv를피폭하고있고다음으로는비파괴검사종사자가평균 2.6 msv를피폭한다. 항공승무원도평균 2.6 msv를피폭하는것으로평가된다. 다음으로는진단방사선종사자가 1.5 msv를받으며원전운영이나핵연료가공종사자는약 1.0 msv를피폭한다. 모든종사자에대해평균한연간평균유효선량은연간 1.48 msv이다. 모든종사자의총집단선량은연간 92.3 man-sv이며, 이선량을국민일인당선량으로환산하면개인평균연간선량은 msv이다. 1.3 절저선량방사선이인체에미치는영향 1. 방사선피폭가. 방사선피폭유형방사선피폭은방사선원의위치에따라외부피폭과내부피폭으로분류한다. 외부피폭은우주선과토양, 해수, 지표수, 공기등에존재하는방사선, 즉인체외부에존재하는방사선원으로부터피폭하는것을의미한다. 외부피폭은선원근처를떠나거나선원을다른곳으로옮기면발생되지않는다. 내부피폭은생활환경도처에존재하는방사성핵종이호흡이나음식물섭취등으로체내로유입되어체내에서방출되는방사선에의해서인체장기, 기관, 조직등이피폭하는것을의미한다. 방사성물질이체내에있으므로그방사능이붕괴, 소멸할때까지지속적으로피폭이발생한다

31 나. 방사선피폭이인체에미치는영향 (1) 결정적영향및확률적영향사람은일정수준이상의높은선량에노출될때세포사멸이나기능장애등의유해한조직반응이일어남으로써위해를입게되는데, 이를방사선의결정적영향이라한다. 결정적영향이일어나기위해서는문턱선량이상의방사선에노출되어야한다. 문턱선량이란그선량까지는방사선영향이나타나지않는최대한의선량을말한다. 결정적영향의구체적증상은피폭부위에따라다르며피폭부위마다문턱선량값도다르다. 신체적으로우려할수준의문턱선량값은 1 Gy 이상이다. 1Gy는사고와같은특별한경우에만받을수있는선량이다. 전리방사선피폭으로인하여피폭자의체세포돌연변이가발생하고이와관련하여암이발생하거나, 생식세포돌연변이로인하여자손의유전질환이발생하게되는영향을방사선의확률적영향이라한다. 방사선노출로인해이러한영향은나타날수도있지만그렇지않을수도있는확률적인우연성을따른다. (2) 신체적영향및유전적영향그림1-7은방사선의생물학적영향을신체적영향과유전적영향으로분류하여나타내었다. 방사선이체세포를손상시켜생기는것을신체적영향이라하며, 이는피폭받은사람에게만한정되어나타난다. 방사선이생식세포를손상시켜다음세대에영향을주는것을유전적영향이라한다. [ 그림 1-7 방사선의신체적영향및유전적영향 ]

32 신체적영향은방사선에의한효과가조기에나타나는급성효과와잠복기후에나타나는만성효과로분류된다. 수십일이내의짧은시간동안전신또는이에필적하는넓은신체부위에비교적대량의선량을받았을때이를급성피폭이라한다. 급성피폭에의한급성효과들은피폭후수개월이내에발생한다. 일반적으로선량에따라조혈기장해, 위장장해, 중추신경장해등이나타나고, 이는결정적영향에속한다. 선량에대한급성효과의증상은표1-4에나타내었다. [ 표 1-4 선량에대한급성피폭의증상 ] 선량 (Gy) 증상 염색체이상이나타나는최소선량 백혈구, 임파구변화 혈액변화를개별적으로확인가능 피폭자 10% 에서오심, 구토 피폭자 20 70% 에서구토피폭자 30 60% 에서무력증피폭자 20 35% 에서혈구생산감소 3 5 조혈기능장해로수개월내 100% 사망 (LD 7) 50/60 8) ) 7 10 위장관계증후군으로수주 ~ 수개월에 100% 사망 (LD 100/60 9)) 15 이상중추신경계증후군으로수주내에사망 저선량의방사선을수개월에서수년동안받는경우를만성피폭이라한 다. 만성영향은확률적영향에속하는데, 종양, 노화, 수명단축, 유전적영향등 이이에해당한다. 일반적으로생물학적영향은만성피폭이급성피폭보다작 다. 이는방사선을조금씩긴시간동안받을경우세포가회복되어영향이적 어지기때문이다. 만성효과의특징은발생된장애가방사선에의한것인지, 다 른요인에의한것인지구분이쉽지않다는것이다. 2. 저선량방사선이인체에미치는영향 가. 저선량방사선의정의 저선량방사선이란자연방사선과같이낮은선량의방사선을말하며 일반적으로 100 msv 이하의방사선을의미한다. 국제방사선방호위원회 (ICRP) 는 100 msv 또는그이하, 미국과학원 (NAS: National Academy of Sciences) 10) 방사선영향연구회 (BEIR) VII 보고서에의하면 0 msv 에가까운 7) LD : Lethal Dose 8) LD 50/60 : 전신조사로인해피폭한사람이 60 일이내에 50% 가사망하는선량 9) LD 100/60 : 전신조사로인해피폭한사람이 60 일이내에 100% 가사망하는선량 10) 미국과학자조직으로국가발전을위한과학분야의연구와조사를목적으로설립. 주로정부각부처에대한과학과기술자문실시

33 선량부터약 100 msv 사이를저선량으로명시하고있다 [1.8]. 1970년대이전에는다수의관련위원회에서저선량의범위를 200 msv 이하로규정하였으나, 1974년미국국립과학아카데미가방사선의물리적, 생물학적측면등을고려한결과 100 msv의수치가자연적인방사선노출의수준으로간주될수있다는결론을내렸으며, 부분적논란은있으나현재까지이기준이일반적인기준으로간주되고있다. 100 msv의저선량방사선은연간자연방사선에의한피폭선량인 msv의 30 40배에달하며, 일반적인흉부 CT 검사 10 20회를수행한정도의선량이다. 나. 저선량방사선영향에대한모델유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR), 미국과학원, 국제방사선방호위원회 (ICRP) 등국제적전문기구에서는방사선위해에관한과학적검토와평가를수행하고있으며, 지금까지의근거에의하면대략 100 msv 이하의저선량방사선구간에서연구한암발생위험에관한여러문헌이있으나그위험의근거는불확실성을안고있다. 일반인피폭및의료방사선노출에따른피폭은대부분 100 msv 이하의범위내에서일어난다. 현재까지진행된대부분의역학연구결과에서는 100 msv 이하의방사선피폭에따른직접적인암발생을증명하지못하였으나다수의학회및연구기관에서는저선량방사선의영향에대한다양한모델을제시하고있다. 미국과학원방사선영향연구회 (BEIR: Biological Effects of Ionizing Radiation ) VII 보고서 11) 에의하면저선량방사선의건강위해와관련하여 100 msv 선량이하에서는문턱없는선형 (LNT: linear- non-threshold) 모델을현재까지가장합리적인모형으로제시하였다 [1.8]. 반면, 프랑스과학아카데미에서는 LNT 모델이현재의과학적증거에의해지지할수없음을밝힌바있다 [1.9]. LNT 모델은단위용량당위험을보수적으로예측하는모형의하나로 0 이상의어떠한선량피폭도인체에위해를끼칠가능성이있음을의미하므로, 모형을통하여예측된위험의불확실성에대한부분을고려해야한다. 어떤용량에서도안전하지않다는개념은근거없는두려움을낳을수있으며, 규제를강화시킬수도있다. 국제원자력기구에따르면, 체르노빌원전사고이후서유럽전역에서사고의영향으로 100, ,000 건의유산이이루진것으로알려졌다. 국제방사선방호위원회 (ICRP) 에서는 LNT 모델을이용한가정이방사 11) 미국과학원이발표한저선량방사선의인체영향에관한보고서

34 선방호의최적화를위해필요하다고인정하지만, 큰인구집단이저선량방사선을장기간에걸쳐피폭하는것을이모델을이용하여암발생률을예측하여서는안된다고권고하고있다 [1.1, 1.2]. 그림1-8은피폭방사선량과그로인한암발생위험관계를나타내는방사선의인체유해성에대한선량반응모델이다. 그림에서우측부분은높은선량구간을나타내는데, 일본원폭생존자에대한추적연구의결과로방사선노출에따른암발생의위험성이증명이된구간이다. 그래프의좌측부분인방사선저용량구간은아직근거가불충분하여암발생과의연관성이확립되지않은부분이다. 위험도 방사선영향이불분명한저선량영역 대략 100 msv 방사선피폭의영향이알려진고선량영역 LNT 모델 선형 2 차모델 역치모델 호메시스모델 방사선량 [ 그림 1-8 방사선의인체유해성에대한선량반응모델 ] 방사선량반응모델에서선형 2차방정식모델은방사선피폭량이증가함에따라암발생의위험도도증가하나타모델에비해완만한증가곡선을보이는모델이다. 선형역치 12) 모델은선형무역치모델과상반된모델이다. 역치모델은어떤문턱치가존재하여그이하에서는암발생이증가하지않지만이수치를넘어서는피폭을받을시에는암발생위험도가방사선피폭량에비례하여증가한다는모델이다. 호메시스모델은저선량의이온화방사선이생물에유익하며생체방어력을증가시켜, 오히려건강에유익한영향을가져온다고가정하는모델이다방사선량과위험의관계, 즉방사선영향모델의형태는위험을관리하고소통하는방법에크게영향을미친다. LNT 이론에의하면용량이증가할수록위험이증가하게되므로위험관리의전략은위험을최소화하기위하여용량을줄이는것에집중하게된다. 실제완전한안전을위하여위험을 0 으로하는 12) 생물체가자극에대한반응을일으키는데필요한최소한도의자극의강도

35 것은불가능하므로위험감소접근을하게되고이것이현재방사선안전관리의근본철학인 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 13) 이며, 이때방사선량감소를위하여소요되는사회적, 경제적요소의비용과기대되는이득이균형을이루어야한다. 방사선이일으킬수있는위험에문턱값이존재한다면방사선안전관리는훨씬용이해질것이다. 왜냐하면역치이하의선량에서는위해가 0이라는것이확실하기때문이다. 저선량방사선에대한근거의축적이이루어지면서 msv 사이에역치가있을것이라고일부전문가들은예측하고있다. 이러한주장에는 msv 이하의정해진역치선량이하에서는인체의항상성유지기전에의해방사선에의한세포손상은스스로복구가가능하다는가설에근거한다. 1.4 절피폭선량한도의의미 1. 피폭선량한도의의미선량한도란방사선방호체계의일환으로써계획피폭상황 14) 에서초과해서는안되는피폭량을의미하며, 개인유효선량이나등가선량값으로나타낸다 [1.2]. 즉, 선량한도는환자의의료피폭이아닌직업상피폭이나일반인피폭과같은계획피폭상황에만적용된다. 법으로정한한도이어서이를위반할경우, 곧법률을위반한것을의미한다. 피폭상황에대하여방사선방호를적극적으로이행하기위하여법으로강제하고있는것이선량한도이다. 선량한도는보편적판단에서용인가능한피폭수준이며, 한도를초과하면위험하고초과하지않으면안전하다는경계선을의미하는것은아니다. 방사선방호의기본논리는피폭으로인한위해는문턱없이선량에비례함을가정한선형모델 (LNT) 을바탕으로하고있다. 단, 이가정이매우작은선량에서도위험이실제로있음을의미하는것이아님에주의해야한다. 연간 1 msv를포함한 100 msv 이하저선량의범위에서는어떤해로운영향이있는지아니면이로운영향이있는지명확한과학적근거가없다. 다시말해서선량한도는위해를최소로하거나없게하는방사선방호목적을달성고자적극적으로피폭선량을관리하기위하여설정하는하나의지표일뿐이다. 13) 국제방사선방호위원회 (ICRP) 가권고한방사선방호의기본철학으로사회적경제적인요소들을감안하여방사선피폭의수준을합리적으로달성가능한한감소시킨다는뜻 14) 방사선피폭이충분히예측되어사전에적절한방호조치를강구할수있어계획에따라개인선량을일정제한치이내로관리할수있는피폭상황

36 2. 선량한도권고가. 선량한도권고치의변화초기국제방사선방호위원회에서발표한최초의방사선피폭에대한일반권고는 1928년의료용선원의취급시간을제한하는방법을통한의료인보호에관한것이었다 [1.2]. 이권고에제시된제한치를현재통용되는단위로환산하면연간약 1,000 msv 상당선량으로평가된다. 초기에발표된권고들은문턱영향방지에대한정성적방법으로시작했다. 1934년에는현재종사자선량한도의약 10배에해당하는연간 500 msv를권고했으며, 1951년에는주당 3 msv( 연간 150 msv) 로평가되는선량한도를제안했다. 군사와산업분야에서원자력에너지사용이확대됨에따라 1950년대초기에일반인방호를위한권고를도입했다. 1956년도에는종사자에대해 50 msv, 일반인에대해 5 msv의연간선량한도를설정하였다. 하지만확률적영향으로정의하는영향의가능성과그러한유형의영향에문턱존재여부를확인할수없다는사실을인식하여 1954년도에는모든종류의전리방사선피폭을가능한최소준위로감소시키기위해노력해야한다고권고했다. 그후에는 실행가능한한낮게, 용이하게달성할수있는한낮게, 경제적, 사회적인자를고려하여합리적으로달성가능한한낮게 유지하도록계속해서개선되었다. 1977년국제방사선방호위원회권고 (ICRP 26 권고 ) 에서처음으로방사선의확률적영향위험을정량화했으며, 개인선량한도 라는새로운원칙을제안했다 [1.3]. 그후유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR) 및미국방사선영향평가회 (BEIR) 에서수행한히로시마, 나가사키의원폭피폭선량재평가사업 (DS 86: Dosimetry System 86) 에의해원폭피폭데이터의암사망확률이수정되었다. 이에, 1991년 ICRP 60 권고에는 ICRP 26 권고내용에서부분적으로방사선피폭으로인한위험평가치의상향조정등을수행하여권고를대대적으로개정하였다. [ 표 1-5 국제방사선방호위원회 26 및 60 권고에따른선량한도 ( 단위 : msv/y) [1.1, 1.3]] 등가선량 작업자일반인구분 ICRP 26 ICRP 60 ICRP 26 ICRP 60 유효선량당량 수정체 단일장기또는조직 피부 손, 발

37 나. 선량한도설정방법 1977년국제방사선방호위원회에서는방사선위험수준을평가하여, 비교적안전한산업과비교했을때, 대등한위험수준 (10-3 /y) 에해당하는선량값으로선량한도를설정하였다 [1.1]. 그러나 1980년대에수행된일본원폭피해생존자에대한선량재평가사업인 DS86의결과방사선위험도가과거평가치에비해크게증가하였고, 일반산업현장에서의위험도수준도변화하였다. 또한방사선에의한치명적위험만을고려하는것이적절하지않다는판단에서 ICRP 60에서는그접근방식을수정하였다. 즉, 방사선에의한확률적영향으로인한치명적위험은물론비치명적위험까지를고려한위해계수를도출하고, 이를이용하여일정한수준의피폭이지속될경우생애위험을평가하여그위험이사회적으로용인되기어려운수준보다낮게되는선량값을채택하였다. 직업상피폭의경우그림1-9와같이 ICRP 26 권고의선량한도인 50 msv 는직업상피폭이인정되는 18세부터퇴직까지계속해서매년피폭하는것을가정할때생애위험의추세가 60세이후노년기에용인할수있다고보는선인 10-3 /y에비해현저히높아부적절한것으로나타나고있다. 이보다낮은방사선량에대해동일한평가를반복한결과연간 20 msv의피폭은비록노년기수년간은 10-3 /y 수준을약간상회하지만직선이나곡선아래의면적에해당하는전체위험은충분히작으므로편리한수인 20 msv/y가새로운선량한도로채택되었다. 사망확률 (1/year) 44.E-03 x E-03 x E-03 x E-03 x 세부터 65 세까지피폭되는경우 연간위험도 1: msv/year 30 msv/year 20 msv/year 10 msv/year 0.E 연령 ( 세 ) [ 그림 1-9 직업상피폭의선량한도를설정하기위한피폭방사선량에따른위험도평가 15) ] 15) 점선은남성, 실선은여성에대한위험도

38 일반인에대한선량한도를채택함에도같은논리를적용할수있다. 다만일반인의경우는피폭의시기를 0세부터일생동안으로확장하고, 용인불가한위험의수준은 10-4 /y으로낮아졌다. 위와같은방법으로설정한선량한도는연간 1 msv이다. [ 그림 1-10 일반인의선량한도를설정하기위한피폭방사선량에따른위험도평가 16) ] 다른접근방법으로누구나피할수없는자연방사선에피폭하는경우를고려하여선량한도를정한다. 유엔방사선영향과학위원회의는현재까지의과학지식과임상자료를검토하여, 세계평균수준의자연방사선에피폭하였기때문에그로인한건강상의영향이확실하게증가한다고는할수없다고보고하였다.[1-10] 즉자연방사선수준의피폭에의해서는암발생과같은확률론적영향이없다는의미이다. 즉자연방사선수준의피폭에의해서는확률론영향이없다고생각한다. 전세계적으로자연방사선은지역과고도에따라다르나, 평균적으로 1~3 msv 인점을고려하여그변동폭이라할수있는연간 1 msv를일반인에대한선량한도로정할수있는것이다. 자연방사선과인공방사선이본질적으로차이가없기때문이다. 이경우과학기술적근거가불충분하다고할수있으나방사선방호목적은충분히달성할수있다. 저선량피폭으로인하여인체에위해가있음을임상학적으로분명히증명할수없는현재의과학지식과아무리작은선량이라도위해를줄수있다고하는 LNT 가설을방사선방호의근거로하고있는현재의상황에서이러한방법으로선량한도를설정하는것도가능하다

39 다. 국내선량한도선량한도는국제방사선방호위원회가그값을권고하고이를국가의규제기관이받아들여규정화함으로써강제규범이된다. 선량한도수치는각국가의규제기관이조정할수있으나일반적으로국제방사선방호위원회가권고한값을그대로사용하고있으며, 국내에서는국제방사선방호위원회 60 권고를도입하고있다. 아래의표1-6에는국내원자력안전법에서제시하고있는선량한도를나타내었다. 또한유효선량만으로관리가미흡한일부조직에대해서는별도로등가선량한도를부여하고있다. 일반인에대해유효선량한도를연간 1 msv로하고있고, 방사선작업종사자와동일한방식으로 5년간평균 1 msv를초과하지않는범위에서특별한 1년에대해서는 1 msv를초과함이인정된다. 등가선량한도 구분 유효선량한도 [ 표 1-6 국내원자력안전법에서제시하는선량한도 ] 방사선작업종사자 연간 50 msv 를넘지않는범위에서 5 년간 100 msv 수시출입자및운반종사자 일반인 연간 12 msv 연간 1 msv 16) 수정체연간 150 msv 연간 15 msv 연간 15 msv 손 발및피부연간 500 msv 연간 50 msv 연간 50 msv 3. 일반인선량한도 1 msv의특징직업상피폭과일반인피폭을따로구분하고, 일반인의연간선량한도를 1 msv로설정하여직업상피폭의선량한도에비해낮게적용하는이유는일반인의피폭이다음과같은특징을지니고있기때문이다 [1.11]. 일반인은직업상피폭과달리적극적인방사선관리아래에놓여있지않다. 직업상피폭의경우피폭선량관리및건강관리등을받고있으며, 이에따라이상사태가발생할경우그것을조기에발견하고상황에따라대처하는것이가능하다. 하지만일반인피폭의경우에는개개인에대하여관리한다는것이현실적으로불가능하다. 일반인에게는피폭에따른직접적인이익이돌아가지않는다. 직업상피폭의경우방사선을취급하는일에종사함에따라급여와같은형태의직접적인이익을받지만일반인에게는그러한혜택이없다. 따라서일반인피폭은직업상피폭과는다르게위험을감수하는수준이낮아야한다. 16) 일반인의경우 5 년간평균하여연 1 msv 를넘지않는범위에서단일한 1 년에대하여 1 msv 를넘는값이인정될수있다

40 직업상피폭은특정한소규모집단을대상으로하나일반인피폭은그대상이불특정다수이다. 일반인의구성원에는어린이도포함된다. 방사선작업을하는작업자들은모두법적으로만 18세이상의성인이지만, 일반인중에는상대적으로방사선의감수성이높은소아나유아그룹이포함되어있다. 일반인은피폭에대한선택의자유가없다. 직업상피폭은당사자가방사선작업에종사할것인가아닌가에대해어떤식으로든판단하여선택할수있는자유를가지고있으나, 일반인은원칙적으로선택의자유가없다. 달리말하면일반인피폭은자신의의사에반하는피폭이다. 일반인은대다수가자기자신의직업과연관된위험에도노출되어있다. 직업에는크기는다르나모두위험이뒤따르며일반인의대부분은자기자신의직업에종사하고있다. 따라서일반인피폭은방사선을취급하지않는각개인의직업에따르는위험에방사선피폭으로인한위험이추가되므로직업상피폭과같은방법으로한도를설정하는것은불합리하다. 따라서일반인의선량한도를설정하는방법으로자연방사선의변동폭인 1 msv를사용하는것은현재의활용가능한과학적지식과방사선방호목적의달성이라는측면에서오히려합리적일수있다. 일반인에대한선량한도의대상에서사고상황에따른피폭, 라돈을포함한자연방선피폭, 우주선피폭, 진단및치료목적의의료방사선피폭등은제외된다. 즉, 주변에원자력시설 ( 원자력발전소, 방사성폐기물저장고, 가속기등 ) 을운영함에따라방사성물질이시설외부로방출되어생활환경에존재하게됨으로해서받게되는선량만을고려한다. 국내모든원자력시설은원자력안전법에따라그운영으로인하여일반인이피폭하는선량이선량한도에크게못미치는일정기준이하를유지하도록관리되고있다

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42 2장. 원자력발전소방사선관리 2.1절원자력발전소방사성물질배출관리 1. 개요원자력이용시설의운영과정에서필연적으로방사성물질이발생되며이러한방사성물질은방사능농도와무관하게원자력안전법에서는방사성폐기물로간주되어관리되고있다. 방사성물질의환경배출은원자력이용시설의운영과정에서수반되는일상적인행위로서, 체르노빌, 후쿠시마사고후방사선위험에대한일반국민의우려가점증되고있어원자력이용시설에대한국민수용성을확보하기위해엄격한관리하에방사성물질이배출된다. 원자력발전소에서는주변주민의안전을위해여러단계의방사선관리정책을수립하여운영하고있다. 첫번째단계가방사성물질배출량을일정기준이하로통제하는배출관리정책이다. 두번째는원전주변방사선환경을감시하여예기치않은방사성물질의배출과장기적인방사선 ( 능 ) 준위를지속적으로확인하는것이다. 마지막세번째단계는최종적으로환경감시결과와원전으로부터환경으로배출된방사성물질의양을토대로주민의방사선영향을평가하여기준치이내로유지되고있음을확인하는것이다. 본절에서는국내원전의방사성물질의배출관리정책과현황을살펴보았다. 2. 방사성물질배출관리기본개념및원칙방사선관리구역 17) 에서발생된모든고체방사성폐기물은원칙적으로임시저장단계를거쳐최종적으로방사성폐기물처분시설로이송 처분되지만, 방사선적위해도가원자력안전위원회가정하는기준미만의미미한수준에대한고체폐기물은예외적으로자체처분관련규정에따라비방사성폐기물로서매립 소각또는재활용할수있도록허용하고있다. 액체및기체상태의방사성폐기물은허가방출 (authorized discharge) 개념에따라적절한처리과정을거친후감시및통제된상태에서환경으로배출 18) 되고있다. 환경으로배출되는액체및기체상태의물질을배출물이라하고, 배출물내에존재하는방사성물질의감시및통제를위한일련의행위를포괄적으로 방사성 17) 방사선관리구역 : 외부의방사선량률, 공기중의방사능농도또는방사성물질에따라오염된물질의표면의오염도가원자력안전위원회규칙으로정하는값을초과할우려가있는곳으로방사선의안전관리를위히여사람의출입을관리하고출입자에대하여방사선의장해를방지하기위한조치가필요한구역. 18) 배출 : 방사성물질또는그로인하여오염된물질로서원자력이용시설에서정상운영중에발생한액체또는기체상태의방사성물질등을원자력안전위원회가정하는제한값이내에서배수시설또는배기시설을통하여계획적이고통제된상태에서외부로내보는것

43 물질배출관리 라고한다. 국내원자력이용시설방사성물질배출관리는미국원자력규제위원회의 (US/NRC) 및국제기구의규제기준에따라수립및운영되고있다 [ ]. 가. 배출물의종류배출물은발생원또는물리적상태에따라액체배출물과기체배출물로분류된다. 액체배출물 (Liquid effluent) 은주로계통폐액또는액체방사성폐기물을처리하는과정에서발생되며, 일반적으로용존또는비용존상태의고체상방사성물질을함유하지만용존상태의불활성기체 (Noble gas) 를함유하기도한다. 기체배출물 (Gaseous effluent) 은주로계통의배기 / 탈기또는건물의배기과정에서발생되며, 주로불활성기체및에어로졸 (Aerosol) 19) 상태의방사성물질을함유하게된다. 나. 배출물관리의대상원자력발전소에서발생되는모든기체및액체상물질은방사성물질로오염될가능성이있으므로환경으로배출되는모든기체및액체상배출물은원칙적으로규제관리 (Regulatory control) 의대상이다. 따라서국내에서운영중인모든원자로의액체방사성폐기물관리계통 (Liquid radioactive waste management system) 배출폐액이외에증기발생기취출수, 터빈건물바닥배수, 복수탈염설비재생폐액등환경으로배출되는 2차계통폐액과복수기진공배기, 탈기기, 터빈축밀봉계통등 2차배기계통을통한방사성물질또한관리대상이다. 다. 운영중방사성물질배출관리방사성물질배출관리는원전의설계, 시운전, 운영및해체등모든과정에서적용된다. 여기서는원전정상운영중방사선환경영향에초점을두고운영단계의방사성물질배출관리방안에대해서만기술한다. 원자력발전사업자는원전의안전운영을위해배출물관리프로그램을수립, 이행하고있다. 배출물관리프로그램에는표2-1에서보여주는배출물관리의기본요소를반영하여배출물감시기운영방안, 배출물에대한시료채취분석계획및관련세부절차가포함된다. 운영중모든운전모드에서방사능배출관리기준 (Effluent control limit) 이만족되고장기적으로는설계목표치가만족됨을입증하는프로그램이이행되어야한다. 방사성물질환경배출현황은주기적으로규제기관에보고되어야하며, 이를통해관련법적 19) 에어로졸 : 대기중에떠도는고체또는액체의미세한입자

44 요건의만족여부를검증한다. 현재원자력안전법시행규칙제 127 조 ( 보고 ) 에 서는관련내용을매분기마다보고하도록규정하고있다. [ 표 2-1 원자력발전소운영단계배출물관리의구성요소 ] 환경배출량의최소화및 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 환경배출량에대한정확한평가 감시 통제된상태에서계획적으로배출 관련요건에대한부합성의입증 ( 선원감시및환경감시 ) 배출경로 ( 배수구및배기구 ) 이외의유출경로통제 피드백 ( 배출특성및환경조건변화여부에대한재검토 ) 원전주변환경의방사선 / 능에대한감시는배출물관리와는별도로이행되고있으며, 이는배출물감시의적합성을검증하고환경방사선 / 능의변화추이를감시하는데그목적이있다. 운영단계에서는설계단계에서고려된계통분류및배출물관리설계개념을유지하기위한절차가수립 이행되어야한다. 이와관련하여비정상배출의발생가능성을최소화하기위한절차수립과, 설계및운전방법의변경시기존배출물관리체계에영향을줄수있는사항에대해평가되어야한다. 또한운영허가시확인된배출조건또는부지주변환경조건의변동여부가주기적으로재검토되어야한다. 기본적으로원자력시설에서환경으로배출되는방사성물질은계획에따라감시및통제된상태로배출되어야한다. 계획되지않은배출 (Unplanned release), 통제되지않은배출 (Uncontrolled release) 을비정상배출 (Abnormal release) 이라고하며, 비정상배출이발생될경우에는사후방사성물질의환경배출량을평가해야한다. 지정된배출경로를벗어난방사성물질의배출또한비정상배출의일종이다. 방사성물질의배출경로에는규제제한값을초과하는방사성물질의환경배출을억제하기위하여경보및연동 ( 자동차단 ) 기능이확보된방사성배출물감시기를배출경로에설치하여배출물이연속적으로감시되어야한다. 배출물의방사능농도는배출전또는주기적인시료채취및분석을통해정량화되어야하며, 부지주변주민선량평가를통하여관련규제요건의만족여부를입증하여야한다. 이러한일련의배출물관리체계에따른배출을감시 통제된상태의배출이라고말할수있다. 라. 방사성물질배출관리관련법및규칙국내원자력관계법령에서는방사성물질배출관리가국민의건강및환경상의위해방지요건을만족하여야함을원전의건설허가, 운영허가및정기검사합격의조건으로규정하고있으며, 배출제한값과관련계측설비의

45 설치등최소한의요건을명시하고있다. 이러한법적인요건을이행하기위 한세부적인방안은호기별운영기술지침서및최종안전성분석보고서등의 인허가약정을통하여성문화되어적용되고있다. 표 2-2 에방사성물질배출 관리관련법및규칙을정리하여놓았다. 원자력안전법 원자력안전법시행령 원자력안전법시행규칙 20) 원안위 고시 21) [ 표 2-2 방사성물질배출관리관련법및규칙 ] 종류내용 제 11 조 ( 건설허가기준 ) 제 21 조 ( 운영허가기준 ) 제 35 조 ( 정기검사 ) 제 174 조 ( 환경상의위해방지 ) 제 2 조 ( 정의 ) 제 10 조 ( 처리및배출 ) 제 20 조 ( 계측및제어장치 ) 제 32 조 ( 방사성폐기물의 처리및저장시설 ) 제 38 조 ( 경보장치등 ) 제 66 조 ( 방사성폐기물 관리계획 ) 제 6 조 ( 배출관리기준 ) 제 16 조 ( 환경상의위해방지 ) 3. 발전용원자로및관계시설의건설로인하여발생되는방사성물질로부터국민의건강및환경상의위해를방지하기위하여대통령으로정하는기준에적합할것 3. 발전용원자로및관계시설의운영으로인하여발생되는방사성물질로부터국민의건강및환경상의위해를방지하기위하여대통령으로정하는기준에적합할것 1. 법 21조제1호부터제3호까지의규정에따른기술기준에맞게운영되고있을것 1. 시설에서배출되는액체및기체상태의방사성물질의농도가위원회가정하는기준에맞을것 2. 그밖에방사선위해방지를위하여위원회가정하는기준에맞을것 3. 배수설비라함은액체상태의방사성물질이아그에의하여오염된액체를정화하거나배출하는설비로서농축기 분리기 이온교환장치등의배출액처리장치또는저장탱크 희석탱크 여과탱크등배출액정화탱크의배수관 배수구등을말한다. 3. 핵연료물질등을처리및배출함에있어기체상의방사성폐기물은 핵연료물질등을처리및배출함에있어액체상의방사성폐기물은... 1계측장치설치 7. 배기통의출구또는이에근접하는곳에서의배기중방사성물질의농도 8. 배수구또는이에근접하는곳에서의배기중방사성물질의농도기체및액체방사능폐기물처리시설은다음각목의기준에적합할것. 라. 원자로시설에서발생되는액체또는기체방사성폐기물은배기구또는배기구외의곳에서방사성폐기물이배출되지않도록할것. 1 원자로시설에는... 운전에현저한지장을미칠우려가발생한때... 방사선량률이현저하게상승할때이들을검출하여자동적으로경보하는장치를설치하여야한다. 1 방사성폐기물관리계획을수립하여방사성폐기물및유출물의발생을최소화, 환경에미치는영향을가능한낮게유지 4 방사성폐기물의배출에관한요건을방사선안전규칙제10 조에위임 1... 원자력안전위원회가정하는제한값이란다음과같다. 2 배출관리기준을적용함에있어배기중또는배수중방사성핵종의허용농도는 1주간의평균치로한다. 다만, 부득이한경우에는 3개월간의평균치로갈음할수있다. 1 영제 174 조제 1 호로서원자력안전위원회가정하는기준이란기체및액체상태의방사성물질의제한구역경계에서의농도로서별표 3 의제 1 란의방사성핵종에대한제 5 란및 8 란에서정하는농도를말한다. 2 영제 174 조제 2 호에서그밖의방사선위해방지를위하여원자력안전위원회가정하는기준이란다음각호와같다. 1. 해당시설의설계에적용할기준 2. 동일부지내에다수의원자력관계시설을운영하는경우

46 원자력안전위원회고시제 호 22) 제6조 ( 배출관리기준 ) 및제16조 ( 환경상의위해방지 ) 에서규정한액체및기체유출물에대한배출관리기준은원자력안전법시행령에명시된일반인연간선량한도 23) 를근거로 IAEA BSS No.115 [2.9] 의선량계수등국제기준을반영하여유도한것이다. 제16 조제2항에규정한호기당선량목표치와동일부지내에다수의원자력시설을운영하는경우에대한운영목표치는환경상위해방지를위해 ALARA 방호원칙에입각하여더엄격하게방사선관리를하도록원자력사업자에게부과한운영목표치이다 ( 표2-14 참조 ). 3. 국내원전의방사성물질배출현황한국수력원자력의자료 [2.10] 에따르면최근 10년 (2004년 2013년) 동안국내원자력발전소에서약 5,946 TBq 24) 의방사능 ( 액체방사능 2,431 TBq, 기체방사능 3,515 TBq) 이방출된것으로알려졌고, 이러한내용이언론을통해보도 25) 됨으로써논란이된적이있다. 외형적으로매우큰수치의방출량이나이는현재국제적으로통용되는방사능단위인 Bq의사용으로인한착시현상이며방사선위해도측면에서보면실제로는매우작은수치이다. 연간배출량은 4개원전전체에서연간배출되는총량은약 600 TBq 정도이며, 이양의약 2배정도인 1,000 TBq가모두 2013년도한해에고리원전부지에서삼중수소형태로공기중으로방출되었다고가정하더라도고리부지인근주민의방사선량 ( 유효선량 ) 은최대연령군인유아를기준으로약 0.03 msv/yr이다. 이는일반인의연간선량한도 (1 msv) 의 3% 정도에지나지않는다. 실제로 2008년도유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR) [2.11] 에서발표한세계주요원전보유국의연간호기당액체방사성물질방출량을비교하면 ( 표2-3 참조 ) 우리나라는일본과비슷하며, 미국의약절반수준, 그리고다른나라에비하면매우낮은수준이다. 액체뿐만아니라원전에서배출된기체방사성물질의양도상대적으로적은국가군에속한다. 20) 방사선안전관리등의기술기준에관한규칙 21) 원자력안전위원회고시제 호 : 방사선방호등에관한기준 22) 원자력안전위원회고시제 호 : 방사선방호등에관한기준 23) 선량한도 : 외부에피폭하는방사선량과내부에피폭하는방사선량을합한피폭방사선량의상한값으로원자력안전법시행령제 2 조제 4 호에규정된값으로일반인의경우유효선량한도는연간 1 밀리시버트 (msv) 임. 24) TBq: Tera Becquerel, Bq 25) 부산일보 2014 년 11 월 25 일자, 총량기준없는원전폐기물규제 - 농도만맞추면무한배출

47 [ 표 2-3 주요국가별원전액체방사성물질배출량비교 ] 구분연간배출방사능 (TBq) 운영호기호기당배출방사능 (TBq) 한국 영국 2, 캐나다 아르헨티나 프랑스 일본 스페인 독일 미국 1, 자료출처 : 유엔방사선영향과학위원회 (UNSCEAR) 보고서 [2.10, 2.11] 2.2 절원자력발전소주변방사선 / 능환경감시 1. 개요 원전운영에따른주민및환경의방사선영향을감시하기위해국내 각원자력발전소에서는원자력안전위원회고시제 호 26) 에따라수립되 어원자력안전위원회로부터승인받은 원자력발전소주변환경방사선조사계 획 에따라환경방사선 / 능을주기적으로조사하여, 그결과를인터넷홈페이 지게시등을통해대외에공개하고있다. 상기의조사계획서에는원자력발전소운영이환경에미치는방사선영 향을평가하기위한조사항목, 조사지점, 조사주기, 조사방법등이제시되어 있다. 조사계획에따라수행되는조사결과의투명성및신뢰성확보를위해 환경감시는한수원과대학기관이각각독립적으로수행하고있다. 원자력발 전소부지외부조사지점에대한시료채취및분석은한국수력원자력이대 학에위탁하여수행하고있으며, 부지내부의조사지점에대한분석은한수 원의각원자력발전소가자체적으로수행하고있다. 이와병행하여환경방사 능분석품질검증을위해, 일부지점에대해서는대학과원자력발전소가중 복하여시료를채취하여분석하고있다. 원전사업자이외에도한국원자력안전기술원, 지자체조례에의해구성 된민간환경감시기구도원전주변방사선환경감시를독자적으로수행하여 결과를일반에게공개하고있어원전주변의환경감시결과에대한투명성 및신뢰성은충분히확보되어있다고볼수있다. 26) 원자력안전위원회고시제 호 : 원자력이용시설주변의방사선환경조사및방사선환경영향평가에관한규정

48 2. 환경감시조사계획 가. 조사목적 원자력발전소주변의환경방사선조사목적은발전소운영으로인해 주민들이받게되는방사선량이연간선량한도이내로충분히낮게유지되 는지확인하고, 또한예기치않은사건으로인해원전으로부터방사선 / 능이 주변환경으로방출되는방사선사고를조기에감지함으로써주민의건강과 안전을확보하고환경의방사능오염을최소화하는데있다. 표 2-4 에환경방 사선 / 능감시목적별조사항목을요약하여놓았다. 감시목적 환경방사선의단기적변동파악외부피폭선량평가 내부피폭선량평가 방사능준위파악 방사능축적경향파악 [ 표 2-4 환경방사선 / 능감시목적별조사항목 ] 공간감마선량률 공간감마선량률, 공간집적선량 환경매체 공기시료 ( 공기중미립자, 방사성옥소, 삼중수소및방사성탄소 ) 물시료 ( 식수, 지하수 ), 섭취시료 ( 곡류, 채소, 과일, 우유, 육류, 어류, 패류및해조류 ) 공기시료 ( 공기중미립자, 방사성옥소, 삼중수소및방사성탄소 ), 물시료 ( 지표수, 빗물및해수 ) 지표생물 ( 솔잎, 쑥 ), 토양시료 ( 표층토양, 하천토양및해저퇴적물 ), 저서생물 ( 불가사리 ) 조사항목은방사선과방사능분야로대별된다. 방사선은공간감마선량을 감시하며지상공간중의감마방사선의단기적변동상태를파악하기위해실 시간으로감마선량률을측정함과동시에, 사람의신체외부로부터의방사선에 의한피폭선량을추정하기위해일정기간누적된집적선량을측정한다. 방사능은주민의내부방사선량평가와환경방사능의농도수준을확인 하기위하여측정한다. 호흡에의한영향평가를위해공기중의방사능을, 섭취에의한영향평가를위해식수, 지하수, 농축산물, 어 패류및해조류 중의방사능을분석한다. 또한방사능준위파악을위해공기, 지표수및해 수의방사능을측정하고, 환경중방사성물질의축적경향을파악하기위해 지표생물과표층토양, 해저퇴적물및저서생물시료의방사능을분석한다. 나. 조사대상및방법 조사대상은고리, 한빛, 월성및한울원자력발전소부지주변의육상및 해양의방사선량과각종시료의방사능농도이며, 육상은발전소로부터 5 km 이내를집중조사하며해양은발전소배수구주변을집중조사하고있다. 또한, 원전의영향이없을것으로예상되는지역을비교지점 ( 원전으로부터일정거리

49 이상떨어진 1곳이상 ) 을선정하여자연방사선 / 능준위와비교하고있다. 원자력발전소별시료종류, 조사빈도, 지점수, 측정방법등은표2-5와같다. 각원전별조사지점은원자력안전위원회고시에따라원전으로부터의거리, 방위, 인구밀도, 토지및해양이용현황등을고려하여선정하고있다. 각원전별부지외부의조사지점및조사항목은그림2-1과같다. [ 표2-5 한수원의환경방사선 / 능조사항목별조사빈도, 조사지점및측정항목 ] 조사대상 빈도시료채취지점수 ( 회 / 년 ) 고리한빛월성한울계 측정수단, 측정항목 27) 집적선량 열형광선량계 감마선량률 연속 환경방사선감시기 미립자 ( 공기 ) 전베타, 감마 옥소 ( 공기 ) 수분 ( 공기 ) 이산화탄소 ( 공기 ) I 3 H 14 C 식 수 감마, 3 H 지하수 감마, 3 H 지표수 감마, 3 H 빗 물 감마, 3 H, 전베타 표층토양 감마, 90 Sr 하천토양 감마 곡 류 감마, 90 Sr, ( 14 C, 3 H) 채소 과일 감마, 90 Sr, ( 14 C, 3 H) 우 유 감마, 90 Sr, ( 14 C, 3 H) 육 류 감마, (14C, 3 H) 솔 잎 감마, 90 Sr 쑥 감마 해 수 감마, 3 H, 전베타, 90 Sr 해저퇴적물 감마, 90 Sr 어 류 감마, 90 Sr 패 류 감마, 90 Sr 해조류 감마, 90 Sr 저서생물 감마 27) 감마는고순도게르마늄검출기를이용하여정량분석하며, 14 C, 3 H 는월성원자력발전소만일부시료에대해분석

50 < 고리 > < 한빛 > < 월성 > < 한울 > [ 그림 2-1 국내원전소외환경방사선 / 능조사지점 ]

51 원자력안전위원회에서는엄격한환경감시를위해일정수준이하의환 경매질방사능농도를측정할수있도록검출하한치 28) 를규정해두고있다 ( 표 2-6 참조 ). 검출하한치는방사선의인체위해도를기준으로설정된값이 아니고검출기성능에대한최소한의요건을정한것이기때문에검출하한 치이상의방사능이측정되었다고하여위험한수준의방사능에오염되었다 는것을의미하는것은아니다. 따라서환경매질에서의방사능검출여부자체 를주민건강에위해가된다는뜻으로받아들이면안된다. 식품의약품안전처에 서는인체위해도를고려하여식품중에허용되는방사성물질의농도를규 정하고있다 ( 표 2-7 참조 ). 예를들어방사성세슘의경우허용기준이모든식 품에서 100 Bq/kg( 또는 Bq/L) 인데비해원안위에서정한검출하한치는우유 0.2 Bq/L, 농축산물 0.1 Bq/kg 으로식품중방사능허용농도의 0.2% 및 0.1% 에 불과하다. 구분 공기 (Bq/ m3 ) [ 표 2-6 환경방사능분석을위한검출하한치 ] 물 (Bq/L) 토양 (Bq/kg-dry) 우유 (Bq/L) 농축산물 (Bq/kg-fresh) 해수 (Bq/L) 수산생물해저퇴적물 (Bq/kg-fresh) (Bq/kg-dry) 전 β H ) C 30) Cr Mn Co Co Fe Zn Sr Zr-Nb Tc Ru I I Cs Cs Ba-La U Pu ) 검출하한치 : 환경조사방법으로측정가능한최소한의방사능농도 29) 식품중 3 H 단위 : Bq/L( 조직자유수중 3 H 농도기준 ) 30) 14 C 의단위 : Bq/g-C

52 [ 표 2-7 식품의약품안전처에서정한식품중방사능허용기준 ] 핵종요오드 ( 131 I) 세슘 ( 134 Cs+ 137 Cs) 대상식품 영아용조제식, 성장기용조제식, 영 유아용곡류 100 조제식, 기타영 유아식, 영 유아용특수조제식품 우유및유가공품 100 기타식품 300 기준 (Bq/kg 또는 Bq/L) 모든식품 370->10031) 3. 환경감시결과원자력발전사업자는매년 2회씩반기별로조사결과보고서를관련기관에배포하고있으며, 연간조사보고서는원자력사업자인터넷홈페이지를통해공개하고있다. 고리, 한빛, 월성및한울원자력발전소가동이후각발전소부지주변의육상및해양시료에서의환경방사선 / 능은매년거의일정한수준을유지하고있는것으로알려져있다. 원전사업자인한수원은원자력안전법에따라호기별로매 10년주기로주기적안전성평가를통해환경감시결과를종합적으로분석하여, 환경감시계획에반영하고있다. 주기적안전성평가시에는장기간에걸친방사선 / 능추세분석을통해방사능축적경향여부를평가하고있다. 주기적안전성평가결과현재까지각원전부지별로환경방사선 / 능에대한축적경향은일어나지않았다 [2.12]. 가. 환경방사선 (1) 공간감마선량률공간감마선량률은환경방사선의단기적인변동상황을파악하기위해 4 개원전주변에부지별로 10 16개총 55개소의환경방사선감시기에서측정되며, 시간당감마선량률로나타낸다. 공간감마선량률은원자력시설로부터의인공방사선뿐만아니라우주선, 지각방사선, 비파괴검사에사용되는방사선등다양한요인에따라변동될수있다. 특히강우현상이있을경우에공기중방사성물질의침적에따라일시적으로방사선량이증가하기도한다. 2013년고리, 한빛, 월성및한울 4개원전부지내부및외부에서측정된공간감마선량률의평균치는부지내부 µr/h, 부지외부 ) 후쿠시마사고이후기준치를 370 Bq/kg( 또는 Bq/L) 에서 100 Bq/kg( 또는 Bq/L) 으로임시로기준을강화함

53 13.8 µr/h로서 [2.10], 같은해한국원자력안전기술원이전국 122개모니터링포스트에서측정한지점별연평균공간감마선량률범위인 µr/h 이내에있다 [2.13]. 표2-8과그림2-2에제시된원전부지최근 10년간측정된결과도부지내부와외부그리고비교지점에서측정한값이원전으로부터의거리에따라일정한상관관계를나타내고있지않는다는것을보여주고있다. 상기와같이국내원전주변의공간감마선량률변동폭이우리나라전국공간감마선량률의변동범위내에있는것으로보아원전으로인한영향이거의없다는것을알수있다. [ 표 2-8 최근 10 년간 ( 년 ) 공간감마선량률 (µr/h)] 구분 원전 고리한빛월성한울 부지내부 9.5~ ~ ~ ~13.3 부지외부 ( 비교지역포함 ) 8.7~ ~ ~ ~13.9 [ 그림 2-2 연도별고리원전주변공간감마선량률변화 ] (2) 공간집적선량공간집적선량은외부피폭을파악하기위해부지내 / 외부에인구출입도가큰장소를중심으로 4개원전주변에서부지별로 26 41개, 총 139개소에

54 서측정하고있다. 공간집적선량은일정기간 ( 일반적으로분기 ) 동안누적된값으로나타낸다. 4개원전부지별로최근 10년간측정한분기별공간집적선량은표2-9에나타낸것과같이부지내부집적선량은 µgy/ 분기로부지외부집적선량 µgy/ 분기와거의유사하다 [2.10]. 즉원전으로부터의거리에따라방사선준위가증가하거나감소하는상관관계가나타나지않는다는것을알수있다. 또한원전주변에서측정되는공간집적선량은 2013년한국원자력안전기술원이전국 52개지역에서측정한분기별집적선량범위인 µgy/ 분기보다전체적으로낮은수준이다 [2.13]. [ 표2-9 최근 10년간 ( 년) 공간집적선량 (µgy/ 분기 )] 원전구분 고리 한빛 월성 한울 부지내부 99~ ~ ~ ~254 부지외부 ( 비교지역포함 ) 97~ ~ ~ ~270 나. 환경방사능환경방사능에의한호흡및섭취에의한내부피폭, 방사능준위및축적경향등을파악하기위해, 공기, 물, 토양, 음식물, 지표생물등의환경시료에포함한방사능을감시하고있다. 일부환경시료에서과거핵실험및체르노빌, 후쿠시마원전사고등으로환경에유입된인공방사능중반감기가긴일부핵종이검출되고있다. 또한원전이기원으로추정되는핵종이일부간헐적으로검출되기도한다. (1) 공기공기시료에서는공기미립자의시료를채취하여미립자의전베타및인공감마동위원소의농도를분석하고있다. 이중미립자의전베타는주로자연방사능의하나인라돈계열의방사성붕괴에의한기여도가상대적으로크다. 따라서원전에서는라돈계열의영향을최소화하고자시료채취후 72시간경과후에방사능을측정하고있다. 최근 10년간각원전별공기미립자전베타방사능농도변동범위를표2-10에제시하였다 [2.10]. 원전주변공기중전베타방사능농도는부지외부와차이가없음을알수있다. 기타공기중인공감마동위원소는모든원전에서검출되지않고있다

55 [ 표 2-10 최근 10 년간 ( 년 ) 공기미립자전베타방사능농도 (m Bq / m3 )] 구분 원전 고리한빛월성한울 부지내부 0.76~ ~ ~ ~1.17 부지외부 ( 비교지역포함 ) 0.65~ ~ ~ ~1.12 중수로인월성원자력발전소는특성상삼중수소 ( 3 H) 와방사성탄소 ( 14 C) 발생이경수로보다많아공기중 3 H와 14 C 을추가적으로분석하고있다. 공기중삼중수소농도측정지점은월성원자력발전소부지내부 6개소, 부지외부의발전소인근지역 2개소와비교지점 2개소등총 10개소이다. 공기중삼중수소는부지내부에서최근 10년 ( 년) 간연평균 Bq / m3이며, 부지외부에서는 Bq / m3수준이었다 [2.10]. 삼중수소방사능농도가최대치 (15.2 Bq / m3 ) 로나타난부지내부폐기물저장고지점에서호흡에의한연간최대피폭선량은 msv으로일반인연간선량한도의 0.2% 수준이다. 공기중 14 C는월성원자력발전소부지주변에서최근 10년 ( 년 ) 간연평균 Bq /g-c이며, 최대치를나타낸상봉지점 (0.34 Bq /g-c) 에서의공기호흡에의한연간최대피폭선량은 3.41x10-6 msv으로일반인연간선량한도의 % 수준이다. 이상과같이월성원전이중수로특성상공기시료에서삼중수소및 14 C 의농도가일반환경에비해상대적으로높게나타나지만, 이로인해주민이받을수있는방사선량은무시할수준이다. (2) 육상물 ( 빗물, 지표수, 식수, 지하수 ) 육상물시료는주민이섭취할수있는음용수에대한방사능오염을감시하기위한것으로빗물, 지표수, 식수및지하수속의전베타방사능, 삼중수소및감마동위원소방사능을측정하고있다. 4개원전부지주변에서측정된빗물중전베타방사능은부지내부와외부의차이가나타나지않고있으며최근 10년 ( 년) 간연평균값이울산에서최대 Bq /L 수준이었다 [2.10]. 이는한국원자력안전기술원에서 2013년도전국 14개감시소에서측정한 Bq /L 수준에비해상대적으로낮은값을보이고있다 [2.13]

56 최근 10년 ( 년) 간 4개원전부지주변에서측정된육상물시료중연평균삼중수소농도의분포는표2-11과같다 [2.10]. 빗물중삼중수소는부지내부에서 4개원전모두일반환경보다높은수준으로검출되고있다. 그러나지표수, 식수, 지하수에서의삼중수소는월성원전을제외하고는낮은준위이거나검출되지않고있다. 반면에중수로원전이가동되고있는월성원전주변에서는삼중수소가상대적으로높게관찰되고있다. 식수로사용가능성이있는지표수, 식수, 지하수에서검출된삼중수소농도는최대 17.0 Bq/L( 월성, 지하수 ) 인데, 이를식수로사용하였을경우연간 msv 정도의방사선량에피폭되며, 이는일반인연간선량한도의 % 수준이다. [ 표 2-11 최근 10 년간 ( 년 ) 육상물시료중삼중수소방사능농도 ( Bq /L)] 빗물지표수식수지하수 원전구분 고리 한빛 월성 한울 부지내부 부지외부 < ( 비교지역포함 ) < < 부지외부 < ( 비교지역포함 ) < < <1.19 부지외부 <1.84 ( 비교지역포함 ) <2.48 < <1.86 부지외부 <1.79 ( 비교지역포함 ) <2.49 < <1.89 지표수에서방사성요오드 ( 131 I) 가간헐적으로검출된것을제외하고다른육상물시료에서감마동위원소는거의검출되지않고있다. 지표수중의방사성요오드 ( 131 I) 는 2011년고리원전주변효암천부근에서최대 6.04 Bq /L 이검출되었다 [2.10]. 그러나방사성요오드는반감기가 7일로짧고, 각원전의배기구필터에서거의대부분여과되어환경으로배출되지않기때문에환경에서검출되는방사성요오드는원전이외의요인으로추정할수있다. 2014년국회정책토론회에서발표한자료 [2.14] 에의하면전국의하천수에서 131 I이광범위하게검출되었으며 (2006년기준 ), 그원인의하나로치료용방사성요오드 ( 131 I) 를복용한환자의배설물이하수구를통해일반환경으로배출된것으로추정하고있다. (3) 표층토양및하천토양표층토양및하천토양에대한환경감시는주로방사능축적경향을파악하기위해수행된다. 표층토양에대한시료는방사능이많이침적될것으로예상

57 되는풍하지역과농산물생산이이루어지는경작지를대상으로채취한다. 표층토양에대한분석결과인공방사성핵종인 137 Cs 및 90 Sr이원자력발전소부지주변과비교지점에서검출되었으나, 지역적농도차이가없고 134 Cs가검출되지않는것으로보아이는과거대기권핵실험등에의해지구전역으로퍼진인공방사능의잔유물로보여진다. 표층토양에대한최근 5년간의 137 Cs 및 90 Sr 분석결과를표2-12 및표2-13에정리하였다 [2.10]. 137 Cs은한울원전주변에서최대 14.7 Bq /kg-dry이었고, 2013년한국원자력안전기술원이전국 14개모니터링포스트주변의표층토양에대해측정한 137 Cs의농도 < Bq /kg-dry 범위이내였다 [2.13]. 표층토양에대한 90 Sr 분석결과최대 90 Sr은월성원전주변에서최대 2.37 Bq /kg-dry 이었다. 하천토양에대한감마동위원소분석결과고리주변해수에서낮은농도수준의 131 I이검출되었으며, 기원은치료용 131 I 동위원소가환자로부터배설된후지표수로유입, 하천토양에침적되어검출된것으로추정된다. 하천토양중 137 Cs은평상변동범위수준이었으며, 최대치는한빛원전의비교지점인광주지역에서 2.11 Bq /kg-dry를나타냈다. [ 표2-12 표층토양중 137 Cs 농도 (Bq/kg-dry)] 시기지역 09년 10년 11년 12년 13년 고리주변 < 한빛주변 월성주변 < 한울주변 < [ 표2-13 표층토양중 90 Sr 농도 ( Bq /kg-dry)] 시기지역 09년 10년 11년 12년 13년 고리주변 한빛주변 < < 월성주변 < 한울주변 (4) 육상식품류 ( 곡류, 채소류, 과일류, 육류, 우유 ) 방사능에오염된농축산물섭취에의한주민피폭선량을파악하기위

58 해육상식품류에서수확기에시료를채취하여방사능을분석한다. 최근 10년 ( 년) 간곡류 ( 쌀, 보리 ), 채소류 ( 배추, 열무, 무 ), 과일류 ( 배, 포도, 감 ), 우유등의식품에서감마동위원소는거의검출되지않았으며, 일부시료에서인공방사성핵종인 90 Sr이 2.44 Bq/kg-fresh 이하로검출되었는데 [2.10] 이는과거대기권핵실험으로인해지구전역에퍼진방사성핵종잔유물이다. 월성원자력발전소주변에서는중수를냉각재로쓰는중수로원전특성으로삼중수소와 14 C이검출되고있다 [2.10]. 채소류 ( 배추 ) 의조직자유수중삼중수소 (TFWT) 최대치를나타낸읍천지점의방사능농도 198 Bq /kg-fresh 를기준으로피폭선량을평가한결과, msv/year로일반인에대한연간선량한도의 % 수준이다. 곡류 ( 보리 ) 의조직결합수중삼중수소 (OBT) 및 14 C 최대농도값 ( 각각 42.4 Bq /kg-fresh 및 0.27 Bq /g-c) 을보인읍천지역주민의삼중수소및방사성탄소에의한피폭선량은각각 2.85x10-4 msv, 1.01x10-2 msv로일반인연간선량한도의 %, 1.01% 수준인것으로평가되었다. (5) 해양 ( 해수, 해저퇴적물, 어 패류, 해조류, 저서생물 ) 해양에서의방사능감시는해양매질은대기와달리환경매질에서의이동이상대적으로느리고확산범위도작기때문에주로액체폐기물이환경으로배출되는배수구주변에서집중적으로이루어지고있다. 해수에서전베타방사능이지속적으로검출되고있으나이는국내해수에서전국적으로검출되는수준이며, 부지내부의취 / 배수구에서의농도와원전의영향이거의없는비교지점의농도가 10 Bq/L 수준에서유사하게나타나고있다. 최근 10년 ( 년) 간해수중삼중수소연평균농도는고리 < Bq /L, 한빛 Bq /L, 월성 Bq /L, 한울 < Bq /L로서각부지의비교지점값인송정 <2.11 Bq /L, 함평 < Bq /L, 구룡포 < Bq /L, 광진 <1.17 Bq /L 보다높게나타났다 [2.10]. 월성원자력발전소연평균최대치인 90.0 Bq /L는원자력안전위원회고시제 호 ( 방사선방호등에관한기준 ) 에서규정된삼중수소배출관리기준 40,000 Bq /L의 0.23% 에해당되는낮은수준이다. 137 Cs 및 90 Sr은과거핵실험등에의해지구전역에서검출되고있는핵종으로최근 10년 ( 년) 간대부분의해수시료에서최대 3.35 mbq /L 이하의농도로검출되었으며, 부지내부와외부의측정값이거의유사하였

59 다 [2.10]. 137 Cs 최대값은한빛원전취수구에서 2004년도에측정된 3.35 mbq /L이며[2.10], 이는 2013년한국원자력안전기술원이우리나라주변해역 22개지점표층해수에대해측정한결과인 < mbq / kg과비슷한수준이다 [2.10]. 90 Sr 최대치는 2013년도한빛원전주변함평 ( 비교지점 ) 의 2.03 mbq /L이며, 이는같은해한국원자력안전기술원이우리나라주변해역 16개지점의표층해수에대해측정한결과인 mbq / kg와비슷한수준이다 [2.13]. 137 Cs 및 90 Sr은다른해양시료 ( 해저퇴적물, 어 패류, 해조류등 ) 에서도원자력발전소부지주변과비교지점에서검출되었으나그농도값은매년일상적으로검출되는평상변동범위를벗어나지않고있다 [2.10]. 137 Cs 및 90 Sr 이외해양시료에서검출된인공방사능은해조류에서의 131 I과저서생물에서의 110m Ag이다. 해조류의경우 131 I이고리원전내부에서최대 2.06 Bq / kg-fresh 이하로검출되었으며, 비교지점인고리원전으로부터남쪽으로 16 km 정도떨어진송정에서도최대 8.97 Bq / kg-fresh 이하로검출되었다 [2.10]. 이는해조류에서검출된 131 I의기원이원전이아니라다른요인일가능성을확인시켜주는것이다. 2008년도에한수원이수행한부지주변추가조사 ( 08년도 6월 12월 ) 결과에서도송정보다원전으로부터더원거리에있는수영만해역의감태에서 131 I의농도가최대 43.9 Bq / kg-fresh) 정도로높게검출되었다 [2.10]. 유사한조사결과가최근개최된국회정책토론회의에서도발표되었으며 [2.14], 갑상선암치료에활용되는의료용 131 I의사용이주된원인중의하나로고려되고있다. 비록원전으로부터배출된것은아니지만수영만해역의감태에서검출된최대 43.9 Bq / kg-fresh의방사성요오드를함유하고있는해조류를일년동안지속적으로성인이섭취했다고가정해도연간 3.63x10-3 msv정도피폭되는데, 이는일반인연간선량한도의 0.363% 수준이다. 저서생물의경우 110m Ag이한울원전배수구지점에서 2005년도에연평균최대 Bq / kg-fresh로검출되었다. 이농도로인한연간피폭선량은최대 2.32x10-6 msv 로일반인연간선량한도의 2.32x10-4 % 수준이다. 다. 환경감시및방사선량결과요약공간감마선량률과공간집적선량등국내원자력발전소주변의환경방사선량은일반지역과비교하여유의할만한차이가발견되지않았고자연방사선수준으로유지되고있다. 환경시료를채취하여방사능을분석한결과, 과거대기핵실험에의해

60 지구전역으로확산된방사성핵종잔류물중반감기가긴 137 Cs, 90 Sr이환경에서지속적으로검출되고있으며, 원자력발전소운영에기인하는핵종인 3 H, 14 C, 110m Ag 등도미량이나마검출되었다. 그러나환경시료에서검출된 3 H와 14 C 등인공방사능핵종에의해주변주민이받는방사선량을모두합쳐도일반인에대한선량한도의 1% 내외로매우낮은값을보여주고있다. 원자력발전사업자, 규제기관, 민감감시기구등이발표한최근까지의환경감시결과에따르면국내원전은원자력안전법과규정에따라방사성물질배출물관리를철저하게하고있는것으로나타났다. 전술한바와같이환경시료에미량존재하는인공방사성핵종에따른주민선량을평가한결과로보면, 원전운영으로인한시설주변주민에대한추가적인선량의기여는없거나무시할만한수준이다. 2.3 절원자력발전소주변주민방사선영향 1. 개요앞절에서기술한 원전주변방사선환경감시 로부터측정된환경매질의방사능농도를이용하여인근주민의방사선량을추정하는방법은계측된환경방사능에는원전에서배출된인공방사능뿐아니라자연적으로존재하는자연방사능도포함되어있어순수한원전의영향만을평가하기에는어려움이있다. 따라서원전으로부터의환경으로배출되는방사능양을토대로방사선량을계산하여주민의안전을확인하는방법이원전운영에활용되고있다. 원전으로부터배출된방사성물질은육상또는해양생태계에서확산, 희석, 이동, 축적등의과정을거쳐인체에도달되는데원전사업자인한국수력원자력은이러한일련의과정을해석하는지침을관련기술기준 [ ] 에따라수립하여평가에활용하고있다. 2. 주민방사선량평가방법가. 인체방사선피폭경로원전주변주민선량평가에적용되는기체및액체방사성물질의인체피폭경로를그림2-3 및그림2-4에각각나타내었다. 기체상으로배출된방사성물질은일차적으로대기중에서확산및희석이된다. 일반적으로원전으로부터멀어질수록대기중방사성물질의농도는확산에의해감소하게된다. 대기중에서희석된방사성물질일부는지표면과식물체 ( 농작물, 목초 )

61 의표면에침적된다. 지표면에침적된방사능은다시식물체의뿌리를통해식물체내부로전이된다. 식물체로이동한방사성물질은다시식물체를섭취하는동물체 ( 축산물 ) 로이동하는과정을거친다. 주변주민은야외활동및농축산물섭취등과같은다양한경로를통해방사선피폭을받게되며주요피폭경로는다음과같다. 기체배출물에의한피폭경로 외부피폭 1 대기-인체 2 대기-지표면침적-인체 내부피폭 1 대기-호흡-인체 2 대기-농작물표면침적-농작물섭취-인체 3 대기-지표면침적-농작물뿌리흡수-농작물섭취-인체 4 대기-사료표면침적-축산물사료섭취-축산물섭취-인체 5 대기-지표면침적-사료뿌리흡수-축산물사료섭취-축산물섭취-인체 [ 그림 2-3 기체상유출물의인체피폭경로 ] 액체상으로배출된방사성물질은일차적으로해수중에서확산및희석이된다. 대기와마찬가지로확산효과에의해원전으로부터멀어질수록해수중방사성물질농도는감소하게된다. 해수중에서희석된방사성물질일부는해변토양에침적되거나해수로부터수산물로전이 농축되는과정을거친다. 주변주민은해변활동및수산물섭취등과같은다양한경로를통해방사선피폭을받게되며주요피폭경로는다음과같다

62 액체배출물에의한피폭경로 외부피폭 1 해수-수영 / 어업활동-인체 2 해수-해변침적-해변활동 인체 내부피폭 1 해수-수산물 ( 어류, 연체 / 갑각류, 해조류 )-섭취-인체 [ 그림 2-4 액체상유출물의인체피폭경로 ] 액체상폐기물에의한피폭경로중음용수섭취에의한경로를제외한이유는, 국내원전이모두해안가에위치하고있어액체배출물이모두해양으로배출되기때문이며, 대기로배출된방사성물질또한지표수로이동하는비율은매우낮기때문이다. 음용수섭취에의한내부피폭선량은음용수로이용가능한물시료에서방사능이계측될경우환경감시결과를이용하여별도로평가한다. 나. 방사선량평가기준치전리방사선으로부터인간을방호하기위해국제원자력기구 (IAEA) 에서는국제방사선방호위원회 (ICRP) 의권고 [2.17] 를바탕으로유효선량이연간 1mSv를넘지않도록기준치를정하고있으며, 우리나라원자력안전법에서도이값을일반인에대한선량한도로정하고있다. 일반인의선량한도와는별개로원자력안전위원회고시제 호의제 16조 ( 환경상의위해방지 ) 에는운영기준치를일반인의연간선량한도 1/4 수준인 0.25 msv으로엄격하게규정하고있다 ( 표2-14 참조 ). 이는일반인의연간선량한도보다엄격한기준치를발전소운영에적용함으로서원전운영에따른주변주민에대한방사선위해방지를보다강화하기위함이다

63 [ 표 2-14 국내원전의주민선량기준치, 원전적용피폭경로및핵종 ] 항목소항목기준치원전적용피폭경로및핵종 감마선에의한공기의흡수선량 0.1 mgy/yr 방사능운 ( 불활성기체 ) 호기별설계목표치 기체배출물 액체배출물 부지당운영기준치 베타선에의한공기의흡수선량 0.2 mgy/yr 외부피폭에의한유효선량 0.05 msv/yr 방사능운 ( 불활성기체 ) 지표면침적 ( 입자성 ) 외부피폭에의한피부등가선량 0.15 msv/yr 입자성방사성물질, 3 H, 14 C 및방사성 옥소에의한인체장기등가선량 0.15 msv/yr 지표면침적 ( 입자성 ) 호흡, 섭취 : 불활성기체를제외한전핵종 유효선량 0.03 msv/yr 전체경로및전체핵종 인체장기등가선량 0.1 msv/yr 유효선량 0.25 msv/yr 갑상선등가선량 0.75 msv/yr 다. 방사선량평가대상및평가지점방사성물질은복잡한이동경로를거쳐인체에도달되기때문에원전으로부터배출된방사능양이같더라도개인별생활습관, 행동양식등많은요소에따라선량은다르게나타난다. 모든특성을고려하여개인별선량을평가하는것은불가능하므로주변주민을대표하는가상적개인을설정하여선량을평가하는것이일반적인접근법이다. 일반적으로생활특성, 원전입지환경특성등을고려하여가상적개인을설정하는데국가별로가상적개인의개념은조금씩상이하며대표개인, 결정집단, 최대개인, 평균개인등으로표현된다. 주요국가에서적용중인가상적개인의개념을표2-15에정리하였다. 우리나라에서는상대적으로보수적인개념인미국원자력규제위원회 (NRC : Nuclear Regulatory Commission) 규제지침 [2.15] 을준용하여다음과같이정의하여적용하고있다

64 [ 표 2-15 주요국가별선량평가대상개인설정현황 ] 유럽 국가 국내 미국 캐나다 영국 프랑스 독일 일본 IAEA 규제지침및원전적용현황 최대개인 : 미국의개념준용 - 부지제한구역경계 (EAB) 에거주하면서그지역에서생산된음식물을섭취하는최대개인 최대개인 : 음식물섭취량등이평균적인사람과합리적인편차를가지는개인 - 외부피폭, 호흡 : 부지경계또는최인근거주최대개인 - 섭취 : 최인근거주지또는최인근생산지에서생산된식품을섭취하는최대개인 결정집단 : 지역, 습관, 식단등때문에피폭인구의다른집단이받는평균선량보다많은선량을받는동종의인구집단 - 각피폭경로별로최대의피폭이예상되는지점을선정하여그지점의구성원 - OPG 에서는 5 개내 외의발전소주변의집단취락지및주요음식물생산지 결정집단 : 원자력시설운영으로인해최대로피폭될수있는대중구성원 - 주된피폭경로나습성측면에서결정집단을정의 ( 아래예시참조 ) 부지주변의야외에서작업하는농부 지역에서생산되는육상식품을섭취하는사람 해변에서개를산책시키는사람등발전소별로부지특성에따라다양하게결정 별도의법적요건없으며유럽연합의결정집단개념준용 - CEA : 기체, 액체등각유형별로최대피폭을받는집단취락지를결정집단으로선정 - EDF : 대기확산인자가최대인경작지와거주지주민 ICRP 의결정집단준용하여, 가장많은피폭이이루어지는지점의주민구성원으로적용 - 적용가능한현실적인습관에바탕을두고, 개별주민들의극단적인방법들과소비습성은무시 표준개인 - 외부및호흡선량 : 최대피폭을받는지점에거주하는개인 - 섭취 : 현실에존재하는피폭경로대해집단취락지에서생활 / 식습관이표준적인 ( 평균적인 ) 사람 대표개인 : 결정집단의평균적인구성원과동등한개념 - 결정집단 : 가장많은피폭을받는인구집단 - 음식물섭취량등습관자료는인구집단의한개인의극단적특성치가아닌소수의개인들을대표하는소규모인구집단에대한평균적인특성자료적용

65 국내에서주민선량평가를위해적용하고있는최대개인의개념 음식물섭취량, 활동시간등이일반인구집단의평균적인값에비해합리적편차를가지는최대개인 실제거주여부와상관없이부지제한구역경계에서 365일거주한다고가정 경로별로최대오염이발생할가능성이있는지점에서생산된음식물을섭취한다고가정 선량평가지점을거주성과관계없이부지제한구역으로정한것은일반인이자유롭게접근가능한원전으로부터의최단거리를고려하기위해서이며, 이는상상할수있는최대피폭지점에서선량이기준치를만족하면원거리에있는모든다른지점에서도저절로기준치를만족하게된다는방사선방호원칙에입각한것이다. 상기의개념에따라선정된평가지점의한예시로고리원전주변주민선량평가지점을그림2-5에제시하였다. 아래에도시된각평가지점에서거주또는음식물을생산하여섭취하는가상적인개인을대상으로선량을평가한후, 최대인값을그부지의최대개인선량으로결정하여기준치와비교한다. 즉, 부지주변의주민중최대피폭을받을것으로추정되는개인의피폭선량이기준치이내이면이보다원거리에실제거주하는주민들모두가안전하다는것을의미한다. [ 그림 2-5 피폭경로별고리원전부지주변주민방사선량평가지점 32) ]

66 [ 그림 2-5( 계속 ) 피폭경로별고리원전부지주변주민방사선량평가지점 33) ] 라. 방사선량평가방법 (1) 선량평가기본식원전주변주민의방사선안전성을확인하기위해, 앞에서설명한최대개인을대상으로선량을평가하여피폭경로별기준치와비교한다. 각피폭경로별로선량을평가하는기본식은아래와같다. - : 최대개인에대한선량 - : 환경매질의사용인자 ( 음식물섭취량, 호흡량등 ) - : 사용인자의지역생산분율 - : 환경매질의방사성핵종농도 - : 선량계수 ( 단위방사능농도에대한선량환산값 ) - : 연령군 / 핵종 / 인체장기 / 경로를나타내는첨자 방사선량은인체전체에대한유효선량과각장기별등가선량으로구 분하여평가한다. 동일한방사성물질농도라하더라도유효선량과장기등가 선량은피폭경로, 핵종, 연령군에따라다르게계산된다. 32) 외부피폭및호흡에의한내부피폭 33) 농 축산물섭취에의한내부피폭

67 특히연령이어릴수록방사능에대한민감도가크고, 신진대사가성인에비해빠르기때문에폐나위로유입된방사성물질이인체에빠르게흡수되므로높은선량을받게된다. 따라서신진대사의정도에따라연령군을일정한범주로나누어선량을평가하게된다. 연령군은국제방사선방호위원회 (ICRP) 에서는 6개연령군, 미국 NRC에서는 4개연령군을적용할것을권고하고있는데, 우리나라에서는 ICRP 60 권고 [2.18, 2.20] 에따라다음과같이 6개연령군으로구분하여평가하고있다. 피폭연령군 [ 괄호안은 NRC 권고연령군 ] 3개월 : 신생아 ~ 1세미만 [ 유아 ] 1 세 : 1세 ~ 2세미만 5 세 : 2세 ~ 7세미만 [ 소아 ] 10 세 : 7세 ~ 12세미만 15 세 : 12세 ~ 17세미만 [ 십대 ] 성인 : 17세이상 [ 성인 ] 등가선량은장기별로계산되는데국내원자력안전위원회고시에서는최소 12개주요장기를포함하도록요구하고있는데, 국내원전에서는고시에서요구하는장기보다더세분화하여 26개장기에대한등가선량을평가하고있다. (2) 주요입력변수가 ) 환경매질의사용인자식 2.3.1의환경매질의사용인자는오염된환경매질에피폭자가노출되거나흡입 / 섭취하는양을의미한다. 피폭경로별로다음과같은보수적인인자가사용된다. 피폭경로별사용인자 기체상배출물 - 외부피폭 : 노출시간 (1년 365일오염된환경매질에노출된다고가정 ) - 호흡에의한내부피폭 : 연령군별호흡량 - 섭취에의한내부피폭 : 연령군별농 축산물최대섭취량 액체상배출물 - 외부피폭 : 노출시간 ( 연령군별해변활동, 수영, 어업활동시간 ) - 섭취에의한내부피폭 : 연령군별수산물섭취량

68 상기의사용인자중기체상배출물의외부피폭에대한사용인자는 365 일노출된다고가정하기때문에별도의인자가적용되지는않는다. 호흡량은연령군별로연간평균호흡량을적용한다. 농 축 수산물섭취량은연령군별로연간최대섭취량을적용하는데, 최대섭취량은보건복지부에서수행한 2007년도국민영양조사결과 [2.12] 를바탕으로 ICRP에서권고 [2.19] 하는 95백분위음식물섭취량을최대섭취량으로정하였다. 최대섭취량은평균섭취량에비해약 2배정도큰값이다. 해양활동은원전주변주민총 800명을대상으로설문조사를수행하여응답자의 95백분위값을개인별최대활동시간으로정하였다 [2.21]. 최대해양활동시간은설문응답자의평균값에비해성인기준으로약 6배에해당되는매우보수적인값을적용하였다. 나 ) 사용인자의지역생산분율지역생산분율은주민이섭취하는음식물중지역생산비율을의미하며지역생산농수산물은보수적으로모두오염되었다고가정한다. 주민이직접재배하지않더라도거주주변지역에서생산된것을소비하는경우는모두오염된음식물소비로가정한다. 농산물은과일을제외하고모두지역생산물을소비한다고가정한다. 과일은수입되는것 ( 열대과일등 ) 이약 30% 정도소비되는비율을고려하여 70% 가지역에서생산된다고가정한다. 축산물은대부분의육류와우유가유통식품을섭취하기때문에지역에서생산된음식물을소비할가능성은크지않다. 그러나보수적인선량평가를위해지역생산분율을 50% 로적용하고있다. 수산물은원전이해안지역에위치하고있는것을감안하여모두지역생산물로가정한다 [2.21]. (3) 선량계수선량계수는단위방사성물질의흡입, 섭취또는노출에의하여각연령군을대표하는가상개인이받는유효및장기등가선량을적절한단위로정량화한것이다. 공기, 지표면, 해변, 해수등으로부터의외부피폭선량계수는연령군에따른피폭량의크기가차이가크지않기때문에모든연령군에동일하게적용한다. 그러나호흡및섭취에의한내부피폭선량계수는인체신진대사의차이를반영하기위해 6개의피폭연령군별로세분하여적용하는데, 피폭자가 70세가될때까지의방사선영향을누적하여선량을평가한다. 예를들면성인의경우는 20세를기준으로피폭이후 50년간누적되는선량, 5세연령군의경우는 65년간의누적선량을계산하게된다 [2.20]

69 3. 주민방사선량평가결과원전사업자인한수원은법적요구에따라호기당설계목표치및부지당운영기준치만족여부를매년정기적으로평가하여환경방사선조사보고서를원자력안전위원회에제출하고, 규제기관인한국원자력안전기술원의전문적인검토를거쳐검증받는다. 검증과정을거친보고서는한수원인터넷홈페이지를통해일반에게공개되고있다. 원전주변주민이받는방사선량은발전소부지전체에서배출된모든방사성물질에의한주민방사선량이다. 원전사업자인한국수력원자력 ( 주 ) 의 2013년환경방사선조사보고서에수록된자료를정리하여최근 10년 (2004~ 2013년 ) 간부지제한구역경계에서주민이받는유효선량을표2-16에제시하였다 [2.10] 34). 원전부지별, 연도별주민방사선량분포는부지제한구역경계에서유효선량기준으로연간 ~ msv 범위로원자력안전법에서규정한일반인연간유효선량한도의 0.02 % 2.9 % 정도에해당하는미미한수준이었다. 보다엄격한운영기준치인연간유효선량 0.25 msv에비해서도최대 11.4 % 에불과하다. 최근 10년간갑상선등가선량의최대값은월성원전부지에서연간 msv로부지당운영기준치인연간 0.75 msv 에비해 3.6 % 에불과하다 [2.10]. 본절의배출량을근거로모델에의해평가한방사선량이앞의 2.2절원전부지주변의방사선환경감시 부분에서언급한환경방사능측정값을이용하여평가한선량에비해유사하거나다소높게평가되는경향이있는데, 이는배출량에근거하여선량을평가할때부지선량이가장높게평가되는부지제한구역경계에거주하는가상적인개인을대상으로보수적인가정을도입하여평가한것이기때문이다. 따라서거주지에서의주민이받는실제피폭선량은본평가결과에비해더작을것이다. 결론적으로우리나라원전부지주변주민이받은최근 10년간의연간최대유효선량인 msv는자연방사선에의하여개인이 1년동안받게되는유효선량 3.08 msv의 0.93 % 수준이며, 개인 1인의연간의료피폭유효선량 1.4 msv의 2 % 수준이므로 [2.22], 원전운영으로인한주민에대한방사선영향은실제적으로없다. 34) 표 2-16 에기술된고리원전주변주민피폭선량이부산지방법위동부지원사건번호 2012 가합 손해배상 ( 기 ) 의판결문에인용된수치와소수점 5 번째자리에서일부차이가있는데, 이는자료인용과정에서발생한오기로추정됨

70 [ 표2-16 부지별, 연도별주민방사선량 (msv/yr) 35) ] 부지년도 고리 월성 한빛 한울 ) 2009 년까지는성인기준, 2010 년이후는최대피폭연령군 (1 세 ) 기준

71 2.4 절참고문헌 [2.1] NUREG-0133, Preparation of Radiological Effluent Technical Specifications for Nuclear Power Plants, [2.2] NUREG-1301, Offsite Dose Calculation Manual Guidance: Standard Radiological Effluent Controls for Pressurized Water Reactors, [2.3] Reg.Guide 1.21, Measuring and Reporting Radioactivity in Solid Wastes and Releases of Radioactive Materials in Liquid and Gaseous Effluents from Light-Water-Cooled Nuclear Power Plants. [2.4] Reg.Guide 1.97, Instrumentation for Light-Water-Cooled Nuclear Power Plants to Assess Plant Conditions During and Following an Accident. [2.5] Reg.Guide 4.15, Quality Assurance for Radiological Monitoring Programs(Normal Operation)-Effluent Streams and the Environemnt. [2.6] ANSI N13.1, Guide to Sampling Airborne Radioactive Materials in Nuclear Facilities, American National Standards Institute [2.7] NUREG-0017, Calculation of Releases of Radioactive Materials in Gaseous and Liquid Effluents From Pressurized Water Reactors [2.8] Reg.Guide 1.143, Design Guidance for Radioactive Waste Manageemnt Systems, Structures, and Components Installed in Light-Water-Cooled Nuclear Power Plants. [2.9] IAEA Safety Series No. 115, International Basic Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources, 1996 Reg.Guide 1.143, Design Guidance for Radioactive Waste Manageemnt Systems, Structures, and Components Installed in Light-Water-Cooled [2.10] 한국수력원자력 ( 주 ), 원자력발전소주변환경방사능조사및평가보고서, 2004~2013년도연보 [2.11] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), Sources and Effects of Ionizing Radiation, UNSCEAR 2008 Report Vol. 1, Annex A, Workbooks Table A1 ~ A14, 2008 [2.12] 이갑복등, 월성원자력발전소주변환경방사선 / 능장기경향평가, 2012한국방사성폐기물학회추계학술대회논문요약집, pp , 2012 [2.13] 한국원자력안전기술원, 2013년전국환경방사능조사,

72 [2.14] 김용재, 국회의원정호준 시민방사능감시센터주관원전주변방사능오염저감및안전을위한정책토론회 -원전주변수산물및통양의방사능오염조사결과발표, 주제발표 2, 원전주변환경방사능조사현황, pp30-42, 2014 [2.15] Reg.Guide 1.109, Calculation of Annual Doses to Man from Routine Releases of Reactor Effluents for the Purpose of Evaluating Compliance with 10CFR Part 50 Appendix I, Rev. 1, 1977 [2.16] IAEA Technical Report Series No. 472, Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments, 2010 [2.17] ICRP Publication No. 60, 1990 Recommendation of the International Commission on Radiological Protection, 1990 [2.18] 한국원자력안전기술원, 방사능방재환경규제기술개발최종보고서. 별책부록 : 주민피폭선량평가지침및 INDAC 사용자지침서, KINS/GR-199 별책 1, 2000 [2.19] ICRP Publication No. 101, Assessing Dose of the Representative Person for the Purpose of Radiation Protection of the Public, 2006 [2.20] ICRP Publication No. 72, Age-dependent doses to members of the public from intake of radionuclides. Part 5. Compilation of ingestion and inhalation dose coefficients, 1996 [2.21] 한국수력원자력 ( 주 ), 원자력발전소주변방사선환경감시및영향평가체계개선 - Part B : 주민방사선량평가분야 ( 최종보고서 ), 2009 [2.22] 한국원자력안전기술원, 우리나라의방사선환경, KINS/GR-356,

73 3 장. 갑상선암발생에관한의학적분석 3.1절갑상선암의일반적인특징 1. 갑상선암의발생부위가. 갑상선의위치및구조갑상선은목의앞부분에있으며, 목앞쪽중앙의튀어나온부분 ( 갑상선연골 ) 을기준으로 2~3cm 아래에위치하고길이는 4~5cm, 넓이는 1~2cm, 두께는 2~3cm, 무게는 15~20g이다. 갑상선의모양은나비모양인데 2개의엽 ( 좌엽, 우엽 ) 과엽을연결하는협부로구성되어있다. 나. 갑상선의기능갑상선은내분비기관중하나로갑상선호르몬을생산, 저장해두었다가필요할때마다혈액으로내보내는일을한다. 갑상선호르몬은사람에게없어서는안되는물질로, 인체의대사과정을촉진하여모든기관의기능을적절히유지시키는역할을하는데, 예를들어열을발생시켜체온을일정하게유지시키거나태아와신생아의뇌와뼈의성장발달에도움을주는역할등을한다. 2. 갑상선암의정의및종류가. 갑상선암의정의갑상선에혹이생긴것을갑상선결절이라고하며, 갑상선결절은크게양성결절과악성결절 ( 암 ) 로나뉜다. 여기서갑상선에생긴악성결절을총칭하여갑상선암이라고한다. 악성결절을치료하지않고방치할경우다른곳으로암세포가퍼져서생명을잃을우려가있으며전체결절의 5% 내외를차지한다. 나. 갑상선암의종류갑상선암은기원하는세포의종류나세포의성숙정도에따라분류한다. 갑상선암을기원하는세포유형에따라분류하면, 여포세포에서기원하는유두암, 여포암, 역형성암등과비여포세포에서기원하는수질암, 림프종등으로나눌수있다. 한편암세포의성숙정도를암세포의분화도라고한다. 현미경으로암세포를관찰하면성숙이비교적잘된분화암은정상세포를많이닮아있고, 미분화암은정상세포와거의닮지않고미성숙한형태를보인다. 이둘의중간단계인암도있을수있다. 분화암과미분화암을구분하는이유는미분화암과분화암의성질이달라분화도에따라치료방법이달라지기때문이며, 또한미분화암이분화암에비해분열속도나퍼져나가는속도가더빠르기때문이다. 결과적으로미분화암이분화암에비해치료성적이좋지않다

74 [ 그림 3-1 갑상선암의종류 ] (1) 여포세포기원의암 ( 가 ) 분화갑상선암 유두암전체갑상선암중가장흔히발견되는암으로, 일반적으로매우천천히자라며예후도갑상선암중가장좋다. 종종주변조직을침범하며, 석회화도드물지않게발견된다. 조직학적특성에따라여러가지아형으로구분되기도한다. 유두암은한쪽엽에만있을수도있지만전체의 20~45% 의경우에서양쪽엽을다침범한형태로나타나고, 갑상선주변림프절을침범한경우도많게는약 70% 에서관찰되는데, 이러한경우에도적절한초기치료를받는다면잘치유되는경우가대부분이다. 드물지만폐나뼈등다른부위로원격전이하는예가있으므로초기치료가중요하다. 여포암여포암은최근유두암에비해상대적으로빈도가많이줄어들고있다. 여포암은갑상선의혈관들을침범하는경향이있으므로주변림프절로전이되는경우는흔치않지만, 대신에암세포가혈액을타고폐, 뼈, 뇌등의부위로퍼져나가는원격전이를갑상선유두암에비해흔히볼수있으며, 유두암보다예후가약간좋지않은것으로알려져있다. 허들세포암 (Hurthle cell carcinoma) 이라는흔치않은종류도있다. 갑상

75 선세포중허들세포 (oncocyte) 에서기원하는암으로여포암과비슷한행태를보인다. 하지만여포암과다르게허들세포암은혈액을타고전이할뿐아니라주변림프절전이도흔하게일으킨다. 이러한분화암은정상갑상선세포의성질을대부분유지하고있어치료에반응이좋기때문에생존율이높다. [ 그림 3-2 분화암과미분화암 ] (2) 저분화갑상선암 (poorly differentiated carcinoma) 드물게발견되지만분화갑상선암에비해암의분화상태가나쁘며예후역시분화암에비해좋지않다. 분화암이세월이지나면서역분화되면서발생하는것으로생각되며저분화암과분화암이같이발견되는경우도있다. 섬모양 (insular type), 원주세포형 (columnar cell type), 키큰세포변이 (tall cell type), (trabecular type), 미분화 (poorly differentiated) 등으로구분된다. (3) 역형성암 (undifferentiated or anaplastic carcinoma) 전체갑상선암의약 2~5% 를차지하는데한국인에게서는더낮은빈도를보인다. 이암은갑상선분화암 ( 유두암, 여포암 ) 이오랜시간이지나면서분화의방향이역전되어생기는것으로, 발병시기도분화암보다약 20년늦어

76 60대에가장발생빈도가높다. 역성형암은성장속도가빠르고처음진단시수술이불가능한경우도많으며, 방사성요오드치료가듣지않는다. 현재까지는특별히알려진효과적인치료방법이없어예후가매우나쁘고진단받은후 1년이내에사망하게되는경우가많다. ( 나 ) 비여포세포기원의암 유두암전체갑상선암의 5-10% 를차지하며서양에비해동양, 특히한국인에서는드물게나타나다. 몸속의칼슘량을조절하는칼시토닌이라는호르몬을분비하는 C-세포에발생하며대부분의수질암이칼시토닌을분비하기때문에혈액내칼시토닌측정은수질암을진단하고치료후재발을발견하는데매우중요하게이용이된다. 수질암의또다른특징중하나는일부환자에서는수질암이부모로부터물려받은돌연변이된 RET 원종양유전자 에의해발병한다는것이다. 또한이러한경우다른내분비기관의이상 ( 부갑상선, 뇌하수체, 부신등 ) 이같이발생하는경우도있다. 따라서갑상선수질암환자에게가족력이있는것으로의심되면 RET 원종양유전자의돌연변이유무를검사하고, 환자가가족성수질암으로판명되면환자의가족들을대상으로모두유전자검사를시행하여조기발견및예방적수술등의적절한처치를해야한다. 기타드물긴하지만갑상선에도림프종이발생하기도한다. 주로 B세포기원의악성림프종이생기며, 만성림프구성갑상선염 ( 하시모토갑상선염chronic lymphocytic thyroiditis, Hashimoto s thyroiditis) 을오랫동안갖고있던환자의갑상선의크기가갑작스럽게커졌을경우는의심해봐야한다. 림프종은일반적인악성림프종에준해진단하고치료한다. 림프종의기본치료법은항암화학요법이지만, 갑상선에생기는림프종의경우미세침흡인세포검사나조직검사로도진단에어려움을겪는경우가많기때문에수술후조직병리검사결과를보고진단하는경우도적지않다. 임상적인상황을포함한고려가중요하다. 이외에드물게다른암종이갑상선으로전이되는경우가있다. 갑상선에서발견되는암의소수에서전이암이나타난다. 유방암의전이가가장흔하고이외에폐암, 신장암에서의갑상선전이가흔한것으로보고된다. 다. 갑상선암관련통계 2011년에발표된중앙암등록본부자료에의하면 2009년에우리나라에서는연 192,561건의암이발생했는데, 그중갑상선암은남녀를합쳐서연평균

77 31,977 건발생하여전체암발생비율의 16.6% 로 1 위를차지하였다. 인구 10 만 명당조발생률은 64.4 건이다. 남녀의성비는 0.19:1 로여자에게서더많이발생하였다. 발생건수로보 면남자의경우연 5,162 건발생하여남성의암중에서 6 위를차지하였고, 여 자의경우는연 26,815 건으로여성의암중에서 1 위를차지하였다. 남녀를합 쳐서연령대별로살펴보면 40 대가 31.3% 로가장많고, 50 대가 25.7%, 30 대가 20.1% 의순이다. 조직학적으로는 2009 년의갑상선암전체발생건수 31,977 건 가운데암종 (carcinoma) 이 99.4% 를차지하였다. 암종중에서는유두상암이 95.1% 로가장많고, 그다음으로기타명시된암이 1.9% 를차지하였다. [ 표 3-1 갑상선암의조직학적형태에따른발생빈도, 2009 년갑상선암발생건수 ] 조직학적형태 (Histological group) 발생건수 (cases) 발생확률 (%) 1. 암종 (Carcinoma) 31, 여포성암 (Follicular carcinoma) 유두상암 (Papillary carcinoma) 30, 수질성암 (Medullary carcinoma) 역형성형암 (Anaplastic carcinoma) 기타명시된암 (Other specified carcinoma) 상세불명암 (Unspecified carcinoma) 육종 (Sarcoma) 기타명시된악성신생물 (Other specified malignant neoplasm) 상세불명의악성신생물 (specified malignant neoplasm) 36) 총계 31, 갑상선암의위험요인가. 갑상선암의발생기전갑상선암뿐아니라모든암의발생기전은유사하다. 정상적인세포는성장, 분화, 사멸이적절하게조절되어그양이나크기가일정하게유지된다. 이러한과정중에서하나에서라도이상이발생하게되면암이발생할수있다. 유전자돌연변이등으로인해비정상세포 ( 암세포 ) 의생성및사멸과정이조절되지않으며비정상세포의성장이증가한다. 발암유전자 (oncogene), 종양억제유전자 (tumor suppression gene), DNA수선유전자 (DNA repair gene) 등여러유전자의변이에의해세포의성장이억제되지않고사멸이억제되어암세포는비정상적으로자라게된다. 36) 14 건의 DCO 포함 (Death Certificate Only : 전체암등록환자중사망진단서에만암으로확인된분율 ) ( 보건복지부중앙암등록본부 2011 년 12 월 29 일발표자료 )

78 이외에세포의성장에는주변혈관으로부터산소및영양분공급이중요하고이과정에관여하는섬유아세포성장인자 (FGF, fibroblast growth factor), 인슐린양성장인자 (IGF-1, insulin like growth factor-1), 변형성장인자 (TGF-α, transforming growth factor-α) 등여러성장인자들과혈관생성에관여하는혈관세포성장인자 (VEGF, vascular endothelial growth factor) 도종양의성장에매우중요하다. 갑상선암에있어서도위의여러인자가복합적으로암발생및진행에관여하는것으로생각되며, 특히갑상선암에서현재까지알려진중요한인자는갑상선자극호르몬 (TSH) 으로, TSH는갑상선세포및분화갑상선암세포의성장을자극하는것으로잘알려져있다. 또한최근갑상선유두암의경우에 BRAF 유전자의돌연변이가중요한역할을하는것으로알려지고있다. (1) 갑상선유두암한개의유전자돌연변이로암이발생한다고보지않으며여러과정의연속적인이상이갑상선암발병에관여한다고추론되고있다. 세포의대표적인신호전달경로중하나인타이로신키나이제경로 (tyrosine kinase pathway) 의활성화가초기단계의갑상선암생성에관여하는것으로알려져있으나다음단계 ( 세포의성장, 암의진행 ) 에관여하는요인및기전에대해서는아직충분히알려져있지않다. 이러한신호전달경로를활성화시키는유전자로는 RET/PTC, RAS, BRAF 등이알려져있다. 이들유전자의변이는서로배타적으로나타난다. 즉, RAS 변이가있는경우 RET/PTC와 BRAF 돌연변이는나타나지않는등돌연변이가동시에나타나는경우는없다고알려져있다. (2) 여포암여포암은유두암과달리요오드결핍지역에서많이발생하며 RAS 유전자의변이가발견된다. 이외에 PAX8-PPARγ1 유전자재배열도흔히나타난다. 나. 갑상선암의원인 (1) 방사선고선량의방사선노출은갑상선암의위험인자로알려져있다. 방사선으로인해발생한갑상선암의 95% 이상은갑상선유두암형태이다. 고선량의방사선은치료적방사선노출과원자력발전사고와같은환경재해로인한방사선노출이다. 노출된고선량방사선의용량에비례하여갑상선암의발병위험도가증가한다. 방사선이 0.1 Gy를넘는경우암발생이증가했으며, 그이하에서의영향은과학적으로증명되지않았다. 그리고어릴적머리나목부위에

79 여러이유로방사선치료를받은경우갑상선암위험이증가한다는보고도있다. 또한 1986년우크라이나체르노빌이라는도시에서발생한원자력발전소사고의예를보면이지역의어린이에게서는다른지역에비해 5-8배많은갑상선암이발생하였으며어린나이에방사선에노출될수록갑상선암의발생위험이증가하였다. 암은방사선노출후빠르게는 4~5년후부터발생하지만, 노출후 5년이후부터 30년까지도암발생의위험도는높고, 30년이지난후에도위험도가감소하긴하지만암발생의위험이정상인보다높았다. 방사선은 DNA 구조를파괴시켜 RET/PTC라는유전자의이상을유도하여갑상선암발생률을높인다. 과거에는편도선염, 흉선비대, 천식, 여드름등양성질환치료에방사선을사용하여갑상선암의위험이높았으나최근에는두경부의악성종양 ( 악성림프종, 후두암등 ) 에방사선치료를하는경우가대부분이다. 이경우에도역시갑상선기능저하증뿐아니라갑상선결절및암발생의위험도가증가한다. 반면, 유방암의방사선치료시에는치료하는방사선량이꽤많음에도불구하고갑상선암의위험도는증가하지않는것으로알려져있다. (2) 유전적요인여러가족성증후군이있는경우갑상선암의발생이증가한다. 흔하게알려져있는것은가족성갑상선암이다. 가족성수질암증후군이라하여 RET라는유전자에돌연변이가발생하면갑상선수질암이발생할수있다. 이는전체수질암의 20% 를차지한다. 부모가갑상선유두암이나여포암을진단받은경우자녀에게서갑상선암이발생할위험도는아들의경우 7.8배, 딸의경우 2.8배증가한다. 일반적으로유두암은약 4% 에서가족력을가지는것으로보고되고있다. 가족성대장용종증 (FAP, familial adenomatous polyposis) 은상염색체우성유전질환으로이환자들에서갑상선암이많이발생한다. 하지만발생률및사망률은매우낮으므로선별검사를권고하지는않는다. 드문상염색체우성유전질환인 Cowden병 (Cowden's disease) 에서도갑상선암을포함한갑상선의이상이많이발생하는것으로알려져있다. (3) 이전의기저갑상선질환 ( 갑상선종, 양성갑상선결절 ) 갑상선종, 갑상선결절, 만성림프구성갑상선염이나그레이브스병등기존에갑상선질환을가지고있던사람들에게서갑상선암이더많이생기는가에대해서는논란이많다. 하지만현재까지축적된여러연구들을종합해보면, 갑상선종의병력, 양성갑상선결절은강한갑상선암의위험요인인것으로생각된다. 여성에게서는각각 6, 30의상대위험도를보였다. 그러나이전의갑상선

80 기능저하나갑상선기능항진은암의위험도와는관련이없는걸로알려져있다. (4) 기타원인위의몇가지요인이알려진갑상선암의위험요인이라할수있겠으나, 대부분의갑상선암환자의경우는원인이명확하지않다. 즉, 여러가지요인들이원인으로거론되고있으나아직까지명확하게밝혀진것은없는상태이며, 아래에서간단히살펴보고자한다. ( 가 ) 호르몬요인갑상선암은남성보다여성에게서많이발생하기때문에갑상선암과여성호르몬, 생식요인 (productive factors) 과의상관관계에대한많은관심이있었다. 다만, 에스트로겐제제투여 ( 경구피임약, 수유억제제, 폐경기여성의호르몬치료 ) 등이갑상선암의발생위험을증가시키는가에대해서는증거가일반적으로미약하며, 연구들의결과가일치하지않는다. 최근에이전자료들을모아서분석한결과에의하면, 인공중절및첫출산당시의나이는미약하지만유의하게갑상선암의위험도를증가시키는것으로보고되었으며, 경구피임약역시위험도를약간증가시켰다. 경구피임제중단시위험도는점차감소한다. 하지만폐경후의여성호르몬제보충요법은갑상선암의위험을증가시키지않았다. ( 나 ) 식이요인 요오드 : 요오드결핍에의한장기간의갑상선자극호르몬 (TSH) 자극은여포암의발생과연관이있는것으로보인다. 하지만요오드결핍지역이아닌지역에서는연관성을찾을수없었다. 또한과다한요오드의섭취는여포암보다유두암과연관성이많은것으로알려져있다. 우리나라는요오드가풍부한지역이다. 이러한지리적인특성이여포암에비해월등히높은유두암발생에일부기여했을거라추정한다. 십자화과채소류 : 양배추, 브로콜리같은십자화과의채소류는갑상선종을유발할수있는물질을함유하고있는것으로알려져있으나, 이들채소에같이함유된항산화제들이암예방효과를가지는것으로알려져있어이러한채소류의다량섭취시갑상선암의발생이감소했다는보고가있다. 커피 : 우리나라와가장가까운일본의연구에서는커피섭취가갑상선암발생을감소시킬수있다고보고하였으나, 여러연구들의결과를종합하면갑상선암과커피섭취는관련이없어보인다

81 담배 : 이전에는관련이없다는보고가많았으나최근의연구들중에는담배가갑상선암의발생위험을낮춘다는보고들이있다. 이유는확실치않지만흡연에갑상선자극호르몬농도를낮추는효과가있는것이이와관련있을것으로생각된다. 기타 : 그외에도파스타, 빵, 감자, 버터, 치즈등의음식및고칼로리식이는비만과함께갑상선암의위험을높인다는보고들이있다. ( 다 ) 유방질환유방암이나양성유방질환들과의관련성에대해서는많은논란이있어왔으나증명되지는않았으며, 최근의일부연구에갑상선암의위험도가증가했다는보고가있어앞으로연관성을확인할연구가더필요하다. 3.2 절갑상선암발생과검진과의관련성 1. 갑상선암의특성갑상선암은내분비계에발생하는악성종양중가장흔하다. 주로유두암및여포암이대부분을차지하며여성에서남성에비해 2~3배 ( 우리나라의경우약 5배 ) 정도많이발생하고, 다른악성종양에비해젊은나이에발병하고있다. 최근전세계적으로갑상선암의발생률이급증하고있음이보고되고있는데그에대한해석은논란이있다. 일부에서는새로운암발생의증가는진단기술이발달했기때문이라주장하고, 또일부에서는생활방식과환경의변화를배제할수없다는주장이있다 [3.1]. [ 그림 3-3 새로운기술의출현과갑상선암의발생률과사망률 ( 미국, ) 37) [3.5]] 37) 낮은위험도를가진암환자가과잉치료가되고있다는가장확실한증거는지난 30 년동안갑상선유두암의발생률이 3 배로증가했음에도사망률은안정적이라는것이다

82 진단의증가를뒷받침하는사실중하나는갑상선초음파검사기술의발달과초음파유도하세침흡입세포검사를통한미세갑상선암의진단유병률증가가있다. 임상적인의미가불분명한잠재성갑상선암의발견과이에따른불필요한치료에대한논란이야기되고있다. 특히우리나라의경우갑상선우연종의발견과갑상선암발생의증가율이매우높으며, 현재여성암중발생률 1위를보이고있어중요한사회경제적이슈로대두되고있다. 따라서우리나라의갑상선암발생증가를규명함에있어서갑상선암과검진과의관련성을규명하는것이매우중요하다 [3.2]. 2. 갑상선결절과갑상선암연령이증가함에따라갑상선결절의빈도가증가하며결절의크기가커짐에따라암의빈도도증가한다고알려져있다. 갑상선결절이있는환자는대개갑상선초음파검사를시행하고, 경우에따라초음파유도하의미세침흡인세포검사를시행하기도한다. 미세침흡인세포검사는갑상선결절에서양성과악성종양을구별하는일차적인검사법으로서암발견의민감도는약 85%, 특이도는약 90~95% 로알려져있다. 초음파유도하의미세침흡인세포검사는초음파를이용하지않고시행하는미세침흡인세포검사보다더정확하며, 갑상선결절의약 3~10% 에서미세침흡인세포검사나병리조직소견으로갑상선암을진단할수있다고한다 [3.3]. 촉진으로시행한미세침흡인세포검사보다는초음파유도하의미세침흡인세포검사가갑상선암을더잘발견해내는것으로알려져있다. 촉진으로미세침흡인세포검사의경우갑상선결절의 1~10% 정도갑상선암을진단해내고, 초음파유도하에미세침흡인세포검사를하는경우는갑상선결절의 7~22% 정도갑상선암이진단되었다. 인구의약 50% 내외가갑상선결절을가지고있고, 이중 5~10% 정도 가실제갑상선암이다

83 [ 표3-2 갑상선암발생률의증가가진단의증가에기인한다는근거 [3.1]] 1. 초음파나미세침흡인과같은의료기술의발달과보급 2. 주로미세암발생률이증가함 3. 아래의경우로미세암발견이늘어남 Ÿ 양성병변의전갑상선절제술증가 Ÿ 더세밀해진병리학검사 Ÿ 다른질병을위한진단검사로부터우연한발견이흔함 4. 부검을통해무증상의갑상선암이높은빈도로발견됨 5. 암등록의정확도증가 3. 갑상선암의증가와검진과의관련성 가. 갑상선암의조직학적특성 (1) 크기갑상선암의발생이증가한나라를살펴보면크기가작은종양의진단증가로인해전체갑상선암발생이증가한경우가대부분이다. 그림3-4에서보듯이 0~1.0cm 크기의유두암이가장크게증가한것을알수있다 [3.4]. 20년전까지가장많은갑상선암은목에압박증상을일으키는결절, 눈에보이는목의덩어리, 또는갑상선불편감이없는일반환자의신체검진을통해발견된것이다. 1980년대에들어와서초음파검사가도입되고, 1990년대후반초음파유도생검법의사용으로인해 2mm이하의작은결절에대한검사와생검이가능하게되었다. 초음파검사보험급여정책과함께이동식초음파기계의보급으로인해내분비관련검사의시행이 80% 가량증가되었다. 갑상선암으로진단된경우의 25% 가 1cm 미만이었고, 초음파를이용한 세포검사는크기가작은결절에서암을더많이발견하게하고있다. 일부연구보고는 1 cm 미만의갑상선결절의 4.2% 에서갑상선암이발견되는반면 1cm 이상의결절중 7.4% 에서암이발견되었다고한다. 실제로미국의경우그림2에서보듯이 1998년부터 2002년까지 0~1.0cm 크기의갑상선유두암의발생률이가장뚜렷하게증가한것을알수있다

84 최근에는불필요한치료를예방하기위해 1.0cm 이하의결절은위험요 인으로보지말것, 혹은미세암에대해치료없이기다리며관찰하기등의 권고안들이나오고있다 [3.5]. (2) 조직작은갑상선유두암의증가는전체갑상선암진단유병률증가분의 90% 이상을차지한다. 이사실은그림2에서확인할수있다. 여포암, 수질암, 악성암의경우 1973년부터 2002년사이에발생률이크게증가하지않았으나갑상선유두암의발생률이크게증가하였고, 갑상선유두암발생률의증가곡선과거의같은형태로전체갑상선암의발생률이증가하였다. 작은유두암이발견된환자들의사망률은증가하지않아과진단의문제가제기되고있다. 유두암에대한과진단은환자의건강이나생존에크게영향을미치지않는질병을발견하고, 이렇게발견된질병은환자에게도움이되기보다는정신적스트레스나불필요한치료등으로오히려해가되고경제적비용이증가하게된다. 갑상선암은느리게진행하고, 진행된때에만증상을나타낼뿐만아니라사망률이낮기때문에미세유두암의과진단은일반적으로득보다실이많다 [3.4]. (a) (b) [ 그림 3-4 미국의갑상선암 ( ) 과갑상선유두암 ( ) 크기별발생률경향 38) [3.4]] 나. 초음파진단법 새로운영상기술의도입으로질병에대한진단의증가가입증되고있다. 38) 갑상선암의발생은 1973 년 10 만명당 3.6 건에서 2002 년 10 만명당 8.7 건으로 2.4 배증가하였다. 10 만명당 5.1 건의증가는거의갑상선유두암이증가한것이다. 갑상선유두암은 10 만명당 2.7 건에서 7.7 건으로 2.9 배증가하였다. 여포암, 수질암, 악성암의발생률은거의변화가없었다

85 갑상선암으로진단받은환자들중상당수가초음파검사를하는과정에서 갑상선결절을부수적으로발견한다. CT 와 MRI 검사에서약 16% 정도갑상선결절이발견되는데이중 3/4 은결절의크기가 15mm 미만이었다. 대부분은폐쇄성폐색전증등의검사를 위해흉부 CT 를시행하는경우에발견되었다. 경추신경근병증검사를위해두경부 MRI 를시행하다갑상선생검을한 경우가 1995 년과 2005 년사이에 3 배가증가하였고, 이는갑상선결절진단을 약 2.4 배증가시켰다. 미국의경우 1995 년과 2005 년사이에컴퓨터단층촬영 (CT) 사용은 3 배 가늘었고인구 1,000 명당 173 명이수검하였다. 자기공명영상 (MRI) 의경우 2 배이상이증가해인구 1,000 명당 547 명이수검하였다. 또한, 내분비전문의수가많은지역과초음파기기수가많은지역일수록 갑상선암발생률이높았다 [3.6]. [ 그림 3-5 미국갑상선암의역학 ( ): 내분비전문의와초음파의역할 39) [3.6]] 39) 미국의모든주에걸쳐갑상선암발생은증가하였다. 특히북동부에위치한코네티컷과메사추세츠주에서높게측정되었는데, 주목할만한점은이두주 (state) 는내분비전문의의밀도가높고목초음파기기수가많은지역이었다는사실이다

86 다. 의료서비스접근성의향상영상검사로인해진단유병률이증가한사실은의료서비스의접근성이향상된것과관련이있다. 미국의 18개지역을분석해보니의료서비스의접근도가향상된것과갑상선유두암발생은유의한관련성이있었다. 갑상선암발생은사회경제적수준이높을수록더높았다. 미국위스콘신의경우건강보험적용률이 5% 상승하였고, 갑상선암의발생빈도가증가하여평균 1 만명당 1.4건으로증가하였다. 1980년부터 2004년까지의조사에서평균적으로갑상선암의발생률은인구집단에서도시의평균소득이각 10,000달러로증가하면, 갑상선암발생률은평균 10,000명당 0.5건이증가했다. 대학을졸업한주민의높은비율을가진위스콘신지역에서갑상선암의발생률이높아지는경향이있었다 [3.6]. 라. 부검연구일련의부검연구로무증상갑상선유두암의존재가확인되고있다. 부검결과를보면생전에임상적으로문제가없었던사람의 49~57% 에서갑상선결절이발견된다. 일부연구에서는약 36% 의높은갑상선암진단유병률을보고하였는데, 대부분이크기가 2~3 mm 이하인잠재암이었다. 과거경부에방사선조사를받은과거력이있는경우에서갑상선암발생의위험도가높고, 단일결절과다발성결절의암발생위험도는차이가없다고하였다. 또다른연구에서는갑상선암이아닌다른원인에의한사망자의 1/3에서무증상의갑상선암이발견되었다고보고하였다. 이때발견된종양은대부분 1mm이하였으며매 2~3mm 간격으로절단하였을때, 절단면사이에있는부분은놓치기가좀더쉽다. 부검으로발견한암의대부분은무증상갑상선유두암이차지하고있다. 마. 갑상선암의명칭명칭을바꾸면환자진료에서지나친치료를피할수있고즉각적인치료보다는지속적인감시를가능하게한다. 명칭이바뀐예로는, 차별화된지방육종에서비정형적지방성종양으로, 1급이행성방광암에서악성가능성이낮은유두상방광신생물로, 자궁경부암에서자궁경부상피내신생물질등이

87 있다. 4. 우리나라의문제 가. 우리나라갑상선암의검진과진단유병률 1999년정부는국가암검진사업과기타건강검진을국가사업으로시행하였으며, 이사업을통해유방암, 대장암, 위암, 간암에대한검진비용을할인해주거나무료로제공하고있다. 갑상선암의경우는국가암검진사업에포함되지않으나일반검진에 30,000-50,000원의낮은비용을추가하면초음파로서검사를수행할수있다. 많은의료기관에서건강검진프로그램을운영하고있으며여기에갑상선에대한초음파검사가포함되어있고, 자기공명검사또는양전자방사단층촬영등의고비용의강도높은검사가추가되기도한다. 뿐만아니라많은의원급의료기관에서도초음파를보유하고있으며일반적으로갑상선암검진을제공하고있다. [ 그림 3-6 우리나라의갑상선암, 갑상선유두암의발생률과갑상선암사망률추이 ( ) [3.2]] 갑상선암의발생은 1990년대동안경미한증가가있었으나이후급속도의증가가있었으며 2011년갑상선암의진단은 1993년대비 15배증가되었다. 특히유두암의발견이가장중요한증가분이며, 갑상선암발생이기하급수적으로증가한데반해갑상선암으로인한사망은동일한수준을유지하고있다. 갑상선암의발생은 16 개시도에따라차이가있었는데이는갑상선암

88 의지역별검진율로설명되어진다. 2010년지역사회건강조사에서는 ( 전국 20 여만명조사 ) 19세이상의성인을대상으로지난 2년동안갑상선암검진을수행한경험이있었는지여부를질문하였다. 국가암등록자료에서 2008년, 2009년지역별갑상선암의발생율과지역사회건강조사의갑상선암검진시행율과의관련성을지역에따라분석하였으며, 연령과성별로층화하여분석한결과보다강력한연관성이제시되었다. [ 그림 3-7 우리나라성인갑상선암검진율과지역별갑상선암발생률 [3.2]] 갑상선암은현재우리나라국민에게일반적으로발생하는암으로 2011 년 40,000 명이상의환자가갑상선암으로진단되었다. 갑상선암으로진단된모든사람들은치료되어지고 2/3는전갑상선절제술, 1/3은부분갑상선절제술을시행한다. 한개의료기관에서의자료에의하면 1cm보다작은종양의수술율이 1995 년 14% 에서 10년이후 56% 로증가된연구결과가보고되었다. 이는진료지침에서 0.5cm 보다작은종양에대한검사와수술을하지않도록권고하는내용과반하는결과이다. 갑상선암으로인한갑상선절제술은환자의여생동안갑상선호르몬치료 를받아야하고, 일부환자에서는부작용을가져오는등의부정적인결과를 야기한다 [3.2][3.7]. 5. 결론 크기가작고진행이느린갑상선암의발생률은여러나라에서증가하고있다. 이러한현상의원인으로실제갑상선암발생의증가보다는발견의증가일가능성이대두되고있다. 갑상선암의지속적인증가에도불구하고갑상선암의사망률은 10만명당 0.5케이스로안정된그래프를보인다는점은

89 발견의증가를뒷받침하는근거이기도하다 [3.4]. 초음파미세침흡인과같은의료기술이널리보급되었다는점, 주로미세암의발생률이증가했다는점, 다른질병을위한검진에서우연히발견된미세암이증가했다는점, 부검을통해서확인된무증상의갑상선암이증가했다는점을미루어볼때갑상선암의증가는진단유병률의증가로인한것으로생각된다. 특히우리나라에서갑상선암의급격한증가는초음파검사의보급등검진의증가경향과일치한다. 따라서갑상선암증가양상과그원인을분석함에있어검진의증가가어떤영향을미쳤는지를파악하는것이가장중요한요소라고할수있다

90 3.3 절참고문헌 [3.1] Pellegriti G, Frasca F, Regalbuto C, Squatrito S, Vigneri R. Worldwide increasing incidence of thyroid cancer: update on epidemiology and risk factors. Journal of cancer epidemiology. 2013;2013: [3.2] Ahn HS, Kim HJ, Welch HG. Korea's thyroid-cancer "epidemic" screening and overdiagnosis. The New England journal of medicine. 2014;371(19): [3.3] 정재훈. 건강검진수진성인에게서초음파로발견된갑상선결절유병률과미세침흡인세포검사결과. 대한내분비학회지. 2008;23(6): [3.4] Davies L, Welch H. Increasing incidence of thyroid cancer in the united states, JAMA. 2006;295(18): [3.5] Brito JP, Morris JC, Montori VM. Thyroid cancer: zealous imaging has increased detection and treatment of low risk tumours. BMJ (Clinical research ed). 2013;347:f4706. [3.6] Udelsman R, Zhang Y. The epidemic of thyroid cancer in the United States: the role of endocrinologists and ultrasounds. Thyroid : official journal of the American Thyroid Association. 2014;24(3): [3.7] Lee J-H, Shin SW. Overdiagnosis and screening for thyroid cancer in Korea. The Lancet. 2014;384(9957):

91 4장. 원전주변역학연구사례 4.1절국내원전주변주민역학조사배경및결과 40) 1. 원전역학조사배경 1989년영광원전 ( 현재한빛원전 ) 주변주민의무뇌아유산언론보도를계기로원전방사선에대한사회적문제가제기되었다. 영광원전경비원의부인이두번무뇌아를사산또는유산하였는데이것이남편의원전근무경력과유관한것인지에대한의문을제기하는기사가게재되었다. 영광원전주변주민의방사선피해여부가사회적인문제로대두됨에따라정부주무부처인과학기술처는대국민발표와국정감사시답변을통해원전가동이그주변주민에게미치는건강상의영향을과학적으로평가하고인과관계를규명하는역학조사연구를실시하여그결과를국민에게알리기로약속하였다. 1990년영광원전주변주민에대한예비조사를시작으로 1991년 12월부터고리, 월성, 영광, 울진 4개원전주변주민과종사자에대해본격적인역학조사가착수되었다. 1991년부터 2000년 9월까지는한국전력의연구비지원으로연구가진행되었으며 2000년 10월부터 2011년 2월연구종료까지는과학기술부의연구비지원을받았다. 총연구기간은 16년 7개월이었다. 연구주관기관은서울대학교의학연구원원자력영향 역학연구소였으며총 9개기관이연구에참여하였다. 연구의목적은원전의가동으로인한원전주변주민과원전종사자의암발병위험도를평가함을목적으로하였다 2. 원전역학조사연구방법원전역학조사는전향적코호트연구로수행되었다. 전향적코호트연구의연구대상자 ( 이하 코호트 라함 ) 자격조건의첫번째는과거로부터연구관찰개시시점까지결과변수사건발생 ( 예 : 암발생 ) 이없었으며, 이후연구관찰기간동안에암발생이일어날수있는잠재성이있어야하는것이다. 예를들어암기왕경력자또는유병자는코호트로입적될수없으며, 위절제수술을받아위암발생가능성이없는경우도대상자가될수없다. 또한원인변수와결과변수간의관련성을교란할수있는제3의공변수에관한자료도수집되어야한다. 따라서코호트연구대상자를선정하기위해서잠재적대상자에대해자격여부를확인하는기준상황조사 ( 이하 기반조사 라함 ) 를시행하였으며, 과거 40) 교육과학기술부원자력연구개발사업의일환으로서울대학교의학연구원에서 2011 년제출한 원전종사자및주변지역주민역학조사연구 최종보고서의내용을발췌 요약하였음

92 암발생 / 유병여부및암발생잠재성, 그리고제3의공변수자료를조사하는기반조사를시행하여코호트를구축하였다. 연구대상지역은원전반경 5 km 이내를원전주변지역으로정의하였으며, 원전반경 5~30 km 이내를근거리대조지역, 30 km 밖의함안, 양평, 충주를원거리대조지역으로선정하였다. 주변지역, 근거리대조지역및원거리대조지역등모든조사연구대상지역에서동일한방식과내용으로기반조사를시행하였다. 자발적으로기반조사에응하여방문한주민을대상으로임상신체검사및역학설문조사를시행하였다. 연구대상코호트는주변지역, 근거리대조지역, 그리고원거리대조지역주민코호트로구성되며기반조사에서아래의조건을충족한경우에연구대상코호트로입적하였다. 신체검사및역학조사등의기반조사를받은자 - 2회이상중복피검자는첫번째조사결과만을반영함 만 20세이상인자 암질환유병 / 기왕력없는자 역학설문면접조사에서충실한응답을한자 연구대상코호트로입적된이후최소 1년추구관찰이시행된자 기반조사는 1992년부터 2005년까지수행되었으며총 61,651건 명의기반조사자중에서상기의입적기준을충족하여연구대상으로입적된주민코호트는총 36,176명이었다. 연구대상코호트의암발생률산출을위해필요한암발병확인추구관찰조사는다음과같은시행원칙을따랐다. 연구대상코호트로입적된이후 1년후부터시행 년 1회이상암발병여부를추구조사 암발병여부는의무기록내용에근거함을원칙으로하며, 암등록자료및통계청사망원인자료를근거할수도있음 추구관찰조사가종결되는경우 - 암발병이확인된경우 - 사망한경우 - 해외이주등국내에거주하지않는경우 - 기타국내생존여부가확인되지않는경우

93 - 연구가종료된경우 ( ) 매년차년도추구관찰조사대상을확정한다. 이전년도까지추구관 찰조사가종결된코호트를대상에서제외하고, 나머지코호트에대 하여는국내거주, 생존을확인하며, 이전년도에신규로입적된코 호트를추가한다. 암발병 / 진단여부확인을위해수진의료기관의의무기록조사, 국립암 센터의중앙암등록본부또는각지역암등록본부의암등록자료조회, 통계청의 사망원인통계자료조회등의자료원을이용하였고이들자료원중하나에서 라도암이확인되는경우를 암발생 으로하였다. 추구관찰조사는 2010 년말까지수행하였는데, 이는 2008 년까지발생 / 진 단되는암을확인하는조사였다. 대상자개개인별로암발병확인관찰이이루 어진 관찰기간 (period at risk) 은입적부터중도추구관찰종료또는 2008 년 12 월 31 일까지이었다. 지역별누적관찰규모를보면주변지역이 101,183 인 년, 근거리대조지역 이 88,707 인 년, 원거리대조지역이 113,652 인 년이었다. 3. 지역주민암발생양상분석결과 코호트개개인에대하여입적이후부터 2008 년 12 월 31 일까지의암발병 을확인하는추구관찰조사를수행하여주변지역코호트에서 705 명 ( 남 : 393 명, 여 : 312 명 ), 대조지역코호트에서 1,593 명 ( 남 : 941 명, 여 : 652 명 ) 의암발생자를 확인하였다. 근거리대조지역발생자는 721 명 ( 남 : 421 명, 여 : 300 명 ), 원거리대 조지역은 872 명 ( 남 : 520 명, 여 : 352 명 ) 이었다. 발생부위 합계 ( 남 / 여 ) 표 암발생주요부위별분포 주변지역 ( 남 / 여 ) 대조지역 ( 남 / 여 ) 계 근거리 원거리 위암 (C16) 481(292/189) 162(101/61) 319(191/128) 142(78/64) 177(113/64) 폐암 (C33-34) 382(292/90) 87(67/20) 295(225/70) 137(103/34) 158(122/36) 간암 (C22) 262(198/64) 80(67/13) 183(132/51) 69(53/16) 114(79/35) 대장암 (C18-21) 261(126/135) 73(35/38) 187(91/96) 73(33/40) 114(58/56) 갑상선암 (C73) 125(24/101) 54(10/44) 71(14/57) 41(11/30) 30(3/27) 담낭및기타담도암 (C23-24) 85(48/37) 16(8/8) 69(40/29) 34(20/14) 35(20/15) 유방암 (C50) 80(2/78) 33(0/33) 47(2/45) 21(1/20) 26(1/25) 췌장암 (C25) 67(37/30) 20(9/11) 47(28/19) 25(18/7) 22(10/12) 전립선암 (C61) 65(65/0) 19(19/0) 46(46/0) 21(21/0) 25(25/0) 방사선관련암 41) 1,377(832/545) 429(250/179) 943(578/365) 420(248/172) 523(330/193) 41) 방사선관련암 : 방사선피폭과인과관계가인정되는위암, 간암, 폐암, 골암, 유방암, 갑상선암, 골수및백혈병등

94 암발생부위별분포를살펴보면, 위암이전체의 20.8%( 남 : 21.8%, 여 : 19.5%) 를차지하여가장많이발생하였으며, 2위는남자의경우폐암 (21.8%), 여자의경우대장암 (14.0%) 이었으며, 3위는남자의경우간암 (14.8%), 여자의경우갑상선암 (10.4%), 4위는남자의경우대장암 (9.4%), 여자의경우폐암 (9.3%), 5위는남자의경우전립선암 (4.8%), 여자의경우유방암 (8.1%) 이었다. 암발생에영향을미치는연령변수의영향을통제하기위하여세계표준인구구조를적용하여 모든암 의연령표준화암발생률 (Age Standardized Rate, ASR) 을산출한결과, 남자에서는원거리지역이, 여자에서는주변지역이다른지역에비해다소높은양상을보이고있으나통계적인유의성은없었다 (p>0.05). 표 지역별 모든암 연령표준화발생률 남자 구분 주변지역 대조지역계근거리원거리 코호트수 ( 명 ) 4,491 10,503 4,443 6,060 관찰규모 ( 인 년 ) 43,485 86,122 40,186 45,936 암발생자수 ( 명 ) 연령표준화발생률 42) 표 지역별 모든암 연령표준화발생률 여자 구분 주변지역 대조지역계근거리원거리 코호트수 ( 명 ) 6,876 14,306 5,880 8,426 관찰규모 ( 인 년 ) 57, ,237 48,521 67,716 암발생자수 ( 명 ) 연령표준화발생률 45) 원전주변지역주민의암발병위험도 ( 발생률 ) 가대조지역주민에비하여통계적으로유의한차이가있는지를분석하기위하여남녀를구분하여각기따로관련성분석을하였으며연령변수를보정하기위해 Time-updated model 을이용하는다변량분석을하였다. 관련성지표로서대조지역주민의 Hazard rate( 암발생률 ) 를기준으로한주변지역주민집단의암발병상대위험도인 Hazard Ratio를산출하였고통계적유의성을분석하였다. Hazard ratio의 95% 신뢰구간 (Confidence Interval, CI) 이 1.0을포함하고있는경우는암발병상대위험도가 5% 유의수준에서차이가없음을나타낸다. 42) 발생률은 100,000 인 년당, 연령표준화는세계표준인구적용함

95 표 지역별주민코호트암발생률및암발병상대위험도 남자 암부위 지표 주변지역 대조지역계근거리원거리 발생률 43) ( ) 모든암상대위험도 (95%CI) 1.2( ) ( ) 발생률 46) ( ) 방사선관련암상대위험도 (95%CI) 1.3( ) ( ) 암부위지표주변지역 모든암 방사선관련암 표 지역별주민코호트암발생률및암발병상대위험도 여자 대조지역 계 근거리 원거리 발생률 46) 상대위험도 (95%CI) 1.2( ) ( ) ( ) 발생률 46) 상대위험도 (95%CI) 1.1( ) ( ) ( ) 주변지역주민의 모든암 발병상대위험도는대조지역주민의그것에비해남자 1.1배, 여자 1.2배였으며 95% 신뢰구간 (CI) 은각각 0.91~1.36 및 으로통계적인유의성이없었다. 다시말하여남녀모두에서 모든암 발병위험도는주변지역과대조지역간에차이가없었다. 방사선관련암 으로국한하여분석한결과에서도주변지역주민의상대위험도는남자 1.2배 (95% CI: ), 여자 1.1배 ( ) 이었으며, 모든암 과마찬가지로남녀모두에서통계적으로유의한차이가보이지않았다. 대조지역을근거리및원거리로구분하여각각주변지역과의비교분석에서도통계적으로유의한차이는나타나지않았다. 4. 주변주민암발생위험도와원전방사선과의인과관계분석결과주변지역주민의암발생수준이대조지역과차이가없다는연구결과가원전방사선의영향이없었다는주장으로연결되지는않는다. 왜냐하면 차이가 43) 세계인구연령표준화발생률임

96 없다 는연구결과는단지두지역의암발생수준이같다는것을의미할뿐, 암발생에관여하는원인인자들의점유율분포가두지역에서같다는것을뜻하지는않기때문이다. 다시말하여 원전방사선 원인인자가대조지역에는없었음으로주변지역에서도영향을미치지않았다는추론의논거가되지못한다. 주변지역주민의암발병위험도에원전방사선이원인인자로작용했을것인가에대한분석, 추론이필요하다. 원전방사선이주변지역주민의암발병에관여했다고가정하였을때예측되는상황이있다. 예를들어주변지역의환경방사선선량또는주민피폭선량이대조지역보다높았다는측정결과가예측되고, 또한원전방사선에의노출기회가많아짐에따라방사선관련암의발생양상이일정한경향을보일것으로예측된다. 예를들어, 원거리대조지역 근거리대조지역 주변지역으로이동됨에따라, 또는원전가동후의거주기간에따라서방사선관련부위암들의발생양상이남녀모두에서일정한경향, 즉거주기간이길수록발생률이증가하는양상을남녀모두에서보일것으로예측된다. 조사결과, 원전주변지역의환경및주민방사선선량은국내다른지역또는일반인의선량과차이가없었다. 지역에따른방사선관련부위암들의발병위험도경향분석결과, 남자의경우주요방사선관련부위암 ( 위암, 간암, 폐암 ) 의발병상대위험도는원거리대조지역 근거리대조지역 주변지역으로이동하면서일정한공통된경향이나통계적으로유의한경향등을보이지않았다. 특히폐암의지역에따른발병상대위험도는위암, 간암, 그리고전체방사선관련암의경향과달랐으며, 원전주변지역에서가장낮았다. 여자의경우통계적으로유의한경향을보인것은갑상선암이었고다른부위암은유의한경향을보이지않았다. 그러나갑상선암의발병위험도경향은위암및폐암의그것과달랐으며, 남자에서의경향과도달랐다. 주변지역에서원전방사선이암발병위험인자로영향을미쳤다면, 남녀모든부위에서공통되는일관된경향이관찰되어야할것이다. 예를들어방사선관련암의모든부위별발병위험도가남녀모두주변지역에서높은일관된경향을보이는것이다

97 표 지역별방사선관련암발생률및상대위험도 남자 암부위 지표 주변지역 대조지역근거리원거리 방사선관련 발생률 44) 암 ( 전체 ) 상대위험도 1.2( ) 0.9( ) 1.0 위암 발생률 47) 상대위험도 1.3( ) 0.9( ) 1.0 간암 발생률 47) 상대위험도 1.4( ) 0.9( ) 1.0 폐암 발생률 47) 상대위험도 0.9( ) 1.1( ) 1.0 표 지역별방사선관련암발생률및상대위험도 여자 대조지역 암부위 지표 주변지역 근거리 원거리 방사선관련 발생률 47) 암 ( 전체 ) 상대위험도 1.2( ) 1.1( ) 1.0 위암폐암유방암갑상선암 발생률 47) 상대위험도 1.2( ) 1.3( ) 1.0 발생률 47) 상대위험도 0.8( ) 1.4( ) 1.0 발생률 47) 상대위험도 1.5( ) 1.1( ) 1.0 발생률 47) 상대위험도 2.5( ) 1.8( ) 1.0 원전주변지역거주기간에따른암발병위험도분석결과는다음과같다. 고리지역원전의최초상업운전일은 1978년 4월 29일이었고, 월성원전은 1983년 4월 40일, 영광원전은 1986년 8월 25일, 그리고울진원전은 1988년 9 월 10일이었다. 원전가동일부터코호트입적일까지의거주기간에따른방사선관련암의발생양상을분석하였는데, 거주기간이길수록방사선관련암발생상대위험도가증가하는경향은남녀모두에서나타나지않았다. 이상의분석결과로부터주변지역주민의암발병위험도에원전방사선이원인인자로작용했을가능성, 즉인과적관련성을시사하는증거는찾을수없다고추론하였다. 44) 발생률은 100,000 인 년당, 연령표준화는세계표준인구적용함

98 표 주민코호트입적일까지거주기간별 모든암 발생률및암발병상대위험도 남자 입적일까지거주기간 ( 년 ) 45) 암발생자 ( 명 ) 연령표준화발생률 (10 만인 년당 ) 46) 암발병상대위험도 47) RR 95%CI P-value < 표 주민코호트입적일까지거주기간별 모든암 발생률및암발병상대위험도 여자 입적일까지거주기간 ( 년 ) 48) 암발생자 ( 명 ) 연령표준화발생률 (10 만인 년당 ) 49) 암발병상대위험도 50) RR 95%CI P-value < 표 주민코호트입적일까지거주기간별 방사선관련암 발생률및암발병상대위험도 남자 입적일까지 거주기간 ( 년 ) 48) 암발생자 ( 명 ) 연령표준화발생률 (10 만인 년당 ) 49) 암발병상대위험도 50) RR 95%CI P-value < 표 주민코호트입적일까지거주기간별 방사선관련암 발생률및암발병상대위험도 여자 입적일까지 거주기간 ( 년 ) 48) 암발생자 ( 명 ) 연령표준화발생률 (10 만인 년당 ) 49) 암발병상대위험도 50) RR 95%CI P-value < ) 원자로상업운전일 ( 고리 : , 월성 : , 영광 : , 울진 : ) 부터입적일까지거주기간 46) 세계인구구조연령표준화 47) 연령, 직업, TEE, BMI, 흡연, 음주, 방사선검사 / 치료여부, 암가족력등보정

99 5. 원전역학조사지역주민연구의최종결론원전가동으로인한원전주변지역주민의암발병위험도를역학적으로평가할목적으로 1991년 12월부터 2011년 2월까지전향적코호트연구를수행하였다. 원전주변지역주민의 모든부위암 과 방사선관련암 발병위험도를대조지역주민의그것과비교, 평가한상대위험도를추정하여지역변수와암발병위험도와의관련성을분석하였고, 또한원전방사선이주변지역의암발병위험도에인과적으로관련이있는지를추론하였다. 원전주변의환경방사선선량과주민피폭선량을 년동안은직접측정, 평가하였으며그이후의선량에대하여는관련기관의정례적측정및평가자료를이용하였는데, 주변지역의환경방사선선량과주변지역주민의피폭선량은다른지역과비슷한수준으로차이가없었다. 전향적코호트연구의연구대상자를구축하기위해 코호트 자격여부를확인하는기반조사를 년및 년동안연차적으로시행하였다. 최종적으로구축된연구코호트는주변지역 11,367명 ( 남 :4,491명, 여 : 6,876 명 ) 과대조지역 24,809명 ( 남 : 10,503명, 여 : 14,306명 ), 총계 36,176명 ( 남 :14,994 명, 여 : 21,182명 ) 이었다. 연구코호트에대하여는입적된후부터암발병여부를확인하는추구관찰조사가년 1회이상 2010년 12월까지시행되었다. 입적부터 2008년까지발생한암을확인하는추구관찰조사를통하여주변지역코호트에서 705명 ( 남 : 393명, 여 : 312명 ) 과대조지역코호트에서 1,593명 ( 남 : 941 명, 여 : 652명 ), 총계 2,298명의암발생을확인하였다. 암발병을확인하기위해추구관찰한총기간은 303,542인 년 ( 주변지역코호트 101,183인 년, 대조지역코호트 202,359인 년 ) 이었다. 표 지역주민코호트연구실적총괄 지역주변지역대조지역 ( 계 ) 근거리대조원거리대조총계 기준 반경 5Km 이내 5Km 이외 5-30Km 양평, 함안, 충주 코호트수총관찰기간암발생자확인수 ( 남 / 여 ) ( 인 년, 남 / 여 ) 모든부위 방사선관련 11, , (4,491/6,876) (43,485/57,698) (393/312) (251/179) 24, ,359 1, (10,503/14,306) (86,122/116,237) (941/652) (581/366) 10,323 88, (4,443/5,880) (40,186/48,521) (421/300) (250/172) 14, , (6,060/8,426) (45,936/67,716) (520/352) (331/194) 36, ,542 2,298 1,377 (14,994/21,182) (129,607/173,935) (1,334/964) (832/545)

100 주변지역코호트의암발병상대위험도 (Hazard Ratio) 는 Time-updated Cox's model을이용하여추정, 분석하였다. 연령및다른공변수들의영향을통제한주변지역및대조지역의암발생률로부터주변지역암발병상대위험도를추정하고통계적유의성을분석하였다. 주변지역의암발병상대위험도는남녀모두에서대조지역과통계적으로유의한차이가없었다. [ 표 4-13 주변지역의암발병상대위험도 48) ] 암부위 모든부위 방사선관련 성별 ( 암발생률 /100,000) 49) 주변지역의암발병주변지역대조지역상대위험도 (95% CI) 남자 ( ) 여자 ( ) 남자 ( ) 여자 ( ) 원전방사선이주변지역의암발병위험도에인과적으로관련이있는지를추론함에있어, 첫째이론적관점에서주변지역의환경방사선선량또는주민피폭선량평가결과를검토하였고, 둘째원거리대조지역 근거리대조지역 주변지역으로이동됨에따라원전방사선에의노출기회도많아질것으로가정하여방사선관련암의발생양상이주변지역으로갈수록증가하는일관된경향을나타내는지를분석하였으며, 셋째로는주변지역연구대상코호트의방사선관련부위암들의발생양상이원전가동후의거주기간에따라일정한경향, 즉거주기간이길수록모든부위암에서남녀모두발생률이증가하는양상인지를분석, 검토하였다. 이상의연구수행실적과분석결과를근거로다음과같은최종결론을얻었다. 원전주변지역의 모든부위암 발병위험도는대조지역에비하여남, 여모두에서통계적으로유의한차이는없었다. 원전주변지역의 방사선관련암 발병위험도도대조지역에비하여남, 여모두에서통계적으로유의한차이가없었다. 원전방사선과주변지역주민의암발병위험도간에인과적인관련이있음을시사하는증거는찾을수없었다. 48) 연령및기타공변수영향을통제한 adjusted hazard ratio 49) 세계인구연령표준화율

101 4.2 절원전주변주민갑상선암국외연구사례 1. 사고로인한방사선노출과갑상선암관련성연구가. 체르노빌 1986년 4월발생한체르노빌원전사고이후지역주민에대한건강영향조사는지속적으로수행되고있다. 현재까지알려진가장명백한건강영향은소아의갑상선암발생이다. 사고당시소개된주민 116,131명의평균갑상선흡수선량은 7세이하는 1.82 Gy, 성인은 0.29 Gy로추정된다 [4.1]. 인근지역 ( 벨라루스, 우크라이나, 프리피야트 ) 주민의갑상선흡수선량추정치는 7세이하는 0.97~3.1 Gy, 성인은 0.07~0.68 Gy이다 [4.1]. 갑상선흡수선량의주된노출경로로요오드-131에오염된우유섭취가알려져있다. 체르노빌사고영향을조사하는연구마다일관되게피폭선량과소아의갑상선암발생관련성을보고하고있다. 벨라루스와우크라이나지역의피폭당시 18세이하소아를대상으로한연구에서 1990~2001년의관찰기간동안갑상선암의초과상대위험도 (ERR/Gy) 는 8~19로통계적으로유의하게높게추정되었다 [4.2, 4.3]. 1991~2005년동안벨라루스지역의피폭당시 18세이하소아약 6,848명에서갑상선암이발생했으며, 특히 0~5세에피폭이 10~14세피폭보다약 5배정도갑상선암발생률이높은것으로보고된다 [4.4]. 반면피폭당시성인의경우피폭과갑상선암과의관련성은발견되지않았다 [4.5]. [ 그림 4-1 벨라루스지역의소아갑상선암발생 ( 출처 : UNSCEAR 2008)]

102 나. 후쿠시마 2011년 3월발생한후쿠시마원전사고이후일본정부는후쿠시마주민의건강관리를위해 Fukushima Health Management Survey를실시하고있다. 사고직후반경 20 km 이내주민의 1년간갑상선흡수선량은성인 7.2~34 mgy, 소아 12~58 mgy, 1세유아는 15~82 mgy로추정된다 [4.6]. 이는체르노빌사고피폭의약 3.3% 에해당하는수준으로피폭에의한건강영향은미미할것으로예상된다. 사고당시 18세이하주민 367,707명을대상으로갑상선초음파검사를실시중이며, 예비조사로 296,026명에대한갑상선초음파검사가 2014년에완료되었다. 예비조사에서는갑상선결절또는낭종의크기에따라 A(A1/A2), B, C 로분류하였다. 검사결과갑상선암확진이필요한 B그룹은 2,236명, C그룹은 1명이관찰되었으며, 이는전체검사대상자의 1% 와 0% 에해당한다. 동일한방법으로후쿠시마와떨어진 3지역 ( 나가사키, 야마나시, 아오모리 ) 의초음파검사결과 B그룹과 C그룹에속하는대상자는각각 1% 와 0% 로후쿠시마검사결과와차이를보이지않았다 [4.7]. 하지만방사선피폭영향의잠재기간을고려해서계속적인추적조사가필요하다. [ 표4-14 갑상선초음파검사시진단기준 50) ] Judgement Interpretation Follow-up A Within normal limits A1 No noudle or cyst Next primary examination B C A2 Noudle 5 mm and/or cyst 20 mm Noudle 5.1 mm and or cyst 20.1 mm Other findings that warrant immediate follow-up Next primary examination Confirmatory examination Urgent confirmatory examination 50) 출처 : Fukushima Medical University's Office of International Cooperation

103 [ 그림 4-2 후쿠시마와원거리대조지역의갑상선초음파결과 ] 다. 스리마일섬 (TMI) 1979년 3월에발생한미국펜실베니아주헤리스버그시인근의스리마일섬원자력발전소의노심용융사고로미국상업원자력산업역사상가장심각한사고이다. 국제원자력사건등급 (INES) 체계에의한분류등급5에해당되며 [4.8], TMI 사고후팬실베니아주보건당국은사고지역 5마일 51) 이내주민 32,135명의건강상태추적을위한 registry 구축하였다. 이는 5마일이내전체주민의 93% 가넘는수이다 [4.9]. 사고후 10일동안 TMI 주변 5마일이내주민들의감마선피폭선량최소 ~ 최대범위는 0.09~0.25 msv로추정되며, 평균유효선량추정치는 msv 이다 [4.9]. 최대피폭선량 0.25 msv는저선량이라고정의하는 100 msv 보다 400배낮은수준이다. 현재까지의역학연구로는 100 msv 이하구간에서의방사선영향은과학적으로증명되지않았다. TMI 사고로부터방출되는방사성물질대부분은대기중으로분산되었으며, 사고후 48시간동안의바람방향은주로북동쪽이다 [4.10]. 사고이후인근지역주민들의건강영향조사를위한대규모추적연구가몇차례진행되었다. 대표적인연구로사고이후구축된 TMI 주변 5마일이내 32,135명의주민에대한암사망추적연구와가장최근에보고된 TMI 주변지 1 mile 은 Km 로 5 mile 은약 8 Km 에해당한다

104 역의갑상선암발생에대한단면조사연구 (cross-sectional) 이다. 암사망추적연구에서사고이후약 20년의추적기간 (1979~1998) 동안 9명의갑상선암발생사례가관찰되었고, 이중에갑상선암으로인한사망은 1명으로방사선노출과갑상선암과의관련성은밝혀지지않았다 [4.9]. TMI 인접 3개지역 (Dauphin, York, and Lancaster) 과주변 7개지역 (Perry, Adams, Cumberland, Lebanon, Schuykill, Berks, Chester) 주민을대상으로한 1990~2009년까지의갑상선암발생에대한단면조사에서는 TMI 사고지역인 Dauphin에서의평균갑상선암발생은전체펜실베니아주갑상선암발생을근거로한예상치보다약 9.3% 낮게관찰되었다 [4.11]. 반면남쪽에위치한몇몇지역들 (Adams, York, Lancaster, and Chester) 에서는약 16-23% 높게관찰되었다 [4.11]. 이러한연구결과는노출당시바람의방향이나노출수준과상충하는결과이며, 흡연이나음주등의생활습관인자를연구에고려하지않음으로정확한결과해석에제한이있다 [4.11]. 따라서 TMI 사고로인한인근주민의방사선노출과갑상선암의관련성에관한역학적인근거는사고이후 30년이지난지금도여전히불확실하다. 2. 원전시설주변지역의저선량방사선노출과건강영향가. 원전시설방사선노출과건강영향에대한연구특성원전주변지역의저선량방사선이암발생에미치는영향에관해일정수의역학적연구가수행되어왔다. 일반적으로이연구들은관찰연구이기때문에인과관계에대한논란의여지가있다. 즉방사선노출량에대한위험도추정치 (estimation of radiation risk) 를제시하지못하며질적인수준에편차가있다. 따라서원전주변의방사선노출에대한위험의인과관계는신중하게판단되어야하고향후엄격한방법론으로설계된연구가필요하다. 환경적방사선노출과인체의영향에대한연구는생태학적연구, 환자 대조군연구, 코호트연구등으로구분할수있다. 생태학적연구는집단단위의발생률과사망률, 진단유병률을구하고방사선노출도집단단위의노출자료로서분석이이루어진다. 생태학적연구가많은사례와대규모인구집단을대상으로이루어진다면결과의정확성이높아진다. 또한원전시설로부터의거리나지리학적경계는방사선노출정도를파악하는데있어중요한요소이다. 하지만생태학적연구는몇가지한계점이있는데우선개인단위의특성을반영하지못한다는점을들수있다. 즉,

105 개인의방사선노출정도를알수있는정보를포함하고있지못한경우가 대부분으로방사선노출정보는거리나지리적위치와같이집단적지표를 통하여추산된수치만을나타낼뿐이다. 또다른한계점은원전시설로부터근접거리에오랜기간거주한사람들은먼지역의사람들보다더많은방사선에노출되었을것이라고가정하거나해당지역에살고있는사람들은비슷한방사선양에노출될것이라고가정한다는것이다. 그러므로해당연구들의결론은바이어스의소지가있고연구결과에서과대혹은과소추산을야기한다. 질병의발생률을개인의수준에서제시하지못한다는점도약점이다. 인구집단단위의사망률과암발생률자료만을제시하기에해당자료의정확성에따라연구의신뢰도에의문이제기될수있다. 또, 대상인구집단의이사와이주등의변동을반영하지못하는데이는방사선노출량에따른위험도를잘못추정할소지가있다. 이처럼생태학적연구는자료의정확성이떨어져방사선노출과암발생률에대한잘못된결론이도출될수있다. 분석적역학연구방법으로는환자대조군연구, 코호트연구가있다. 이들연구는개인의방사선피폭량을제시하므로생태학적연구의한계점을보완할수있다. 하지만환자대조군연구는환자군을선택시에선택바이어스가존재할수있다는점, 대조군에속한집단이개인의방사선노출에대한회상바이어스가있을수있다는약점을지닌다. 코호트연구에서는발생률이낮은질병은인과관계를파악하기어려우며추적중대상자탈락이라는변수가존재하며방사선노출에따른질병의상태를명확히정의내리기어렵다. 분석적역학연구의약점은저선량방사선에대한노출량과질병위험의관련성이약한경우에더욱크게드러난다. 방사선노출에대한연구의대부분은생태학적연구로서방사선노출에대한위험을분석하는데한계가있다. 이연구들은새로운가설이나후속연구의방향을제안할수있으나방사선노출량에따른신체적영향을파악하는데한계가있다

106 향후후속연구들은분석자료의정확성을지녀야하고방사선노출에따른위험도를객관적인수치로나타내야한다. 또한충분히긴기간동안의추적연구가필요하고바이어스가없이진행되어야한다. 현재출판되어있는문헌은이러한약점을극복하지못한것이대부분이다. 나. 원전주변지역의갑상선암발생에관한개별연구 (1) 미국핸퍼드지역핵시설과갑상선질환발생에관한연구미국핸퍼드지역핵시설로부터방출된 131-요오드에노출된아동이성인이되었을때갑상선질환이증가하는지를밝히기위한후향적코호트연구가수행되었다. 1944년부터 1957년까지의노출에대해 1992년 12월부터 1997년 9월까지건강검진이실시되었다. 5199명의대상자중 3440명의방사선노출량과갑상선검진 ( 건강검진, 갑상선초음파, 결절발견시미세침흡인생검포함 ) 자료를통해분석이시행되었다. 분석결과핸퍼드지역의방사선량과갑상선질환 ( 갑상선암, 갑상선결절, 자가면역성갑성선염, 갑상선기능저하증 ) 사이의관련성의증거는없었다 [4.12]. [ 그림 4-3 미국핸퍼드원전주변지역의방사선량과성별에따른갑상선암누적발생률 [4.12]]

107 [ 표 4-15 미국핸퍼드원전주변지역의방사선량 ( 용량반응 ) 과갑상선암누적발생률 52) [4.12]] (2) 벨기에의핵시설주변거주민의갑상선암에관한연구벨기에의원자력발전소인근주민들에서갑상선암발생률이증가하는가에대한생태학적조사연구에서는핵시설을중심으로반경 20km에이르는지역을근접지역으로정의하고, 반경거리에따라측정한자료를표준화발생률과포아송회귀모델을이용해분석하였다. 분석결과벨기에의원전주변의경우거리에따른갑상선암발생률의증가는관찰되지않았다. 원전외핵시설주변에서일부관찰된갑상선암의증가는핵시설로인한것인지아니면지역의특수성으로인한것인지는입증되지않았다 [4.13]. (3) 이탈리아보르고지역원전주변거주민의암발생과사망에관한연구 1960년대초반부터 1980년대후반까지가동되었던중앙이탈리아보르고지역에위치한원자력발전소의잠재적인건강상의영향에관한연구로, 원자력발전소인근주민에서암발생률과사망률증가여부를평가하였다 년부터 2002 년까지원자력발전소로부터 7km 이내에거주하는주민 에대한코호트연구로성별, 연령을보정한표준화발생률과표준화사망 률을구하였다. 연령과사회경제적상태를보정한비교위험도는발전소로부 터거리에따라 3 개의그룹 (0-2km, 2-4km, 4-7km) 으로나누었고, 포아송 회귀모형을사용해계산하였다. 39,775 명의코호트에서 32% 의주민들이원 자력발전소로부터 0-4km 거리에거주하였다. 지역인구집단과비교했을때 이코호트내에서사망률의차이는없었고, 원자력발전소로부터의거리를 기준으로분석을시행하였을때, 방사선노출과관련없는질병으로사망한 남성의수가통계적으로유의하게증가하였다. 원자력발전소주변에거주 52) 대상자중관외지역 249 명과원전주변지역 3191 명, 총 3440 명을대상으로한후향적코호트연구결과원전주변지역의방사선량과갑상선암누적발생률증가사이에유의한관련성은없었다 (P-value=0.25)

108 하는여성에서는사망률증가가관찰되지않았다. 거리에따라갑상선암을 비롯한암발생은남성과여성모두에서통계적으로유의하게관찰되지않 았다. 결과적으로원자력발전소주변에서거주하는것은방사선노출로인한 사망률과관련성이없었다. 그러나원자력발전소주변에거주하는주민에 대한지속적인역학적감시는필요하다고고려된다 [4.14]. 다. 결론 저선량방사선이개인의건강에어떤영향을미치는지에관한기존연구가있다. 원전시설근처에거주하는인구집단에대한생태학적연구는개인에게노출되는방사선의양을적절히추산하지못하고있다. 생태학적연구도원전시설에서대기로방출되는방사선의양과개인의질병발생에대한연관성을밝혀내지못하였다. 또한태아와유아의선천성질병에대한환자대조군연구에서도해당질병들이방사선노출과연관성이있다는근거를제시하지못하였다. 일부코호트연구가수행되어개인수준의방사선노출을조사해오고있지만방사선노출과질병발생에대한위험이증가하지는않았고, 객관적인수치도제시하지않았다. 자연유산, 선천적기형, 신생아사망률, 사산에대하여방사선노출의전후를비교한부분은신뢰할만한연구방법으로설계되지않았으며방사선노출과질병발생의상관관계에대한결론을내릴수있는근거가부족한것이현재의연구수준이다

109 4.3 절참고문헌 [4.1] Cardis E, Howe G, Ron E et al. Cancer consequences of the Chernobyl accident: 20 years on. J. Radiol. Prot. 2006; 26: [4.2] Likhtarov I, Kovgan L, Vavilov S et al. Post-Chornobyl Thyroid Cancers in Ukraine. Report 2: Risk Analysis. Radiat Res 2006; 166(2): [4.3] Jacob P, Bogdanova T, Buglova E et al. Thyroid Cancer Risk in Areas of Ukraine and Belarus Affected by the Chernobyl. Radiat Res 2006; 165(1):1-8. [4.4] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation(UNSCEAR 2008). Sources and effects of ionising radiation Vol I. New York, United Nations: UNSCEAR Publications; [4.5] Cardis E, Hatch M. The Chernobyl accident-an epidemiological perspective. Clin Oncol (R Coll Radiol) 2011; 23: [4.6] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation(UNSCEAR 2013). Sources, effects and risks of ionising radiation Vol I. New York, United Nations: UNSCEAR Publications; [4.7] Hayashida N, Imaizumi M, Shimura H et al. Thyroid Ultrasound Findings in Children from Three Japanese Prefectures: Aomori, Yamanashi and Nagasaki. PLoS ONE 2013; 8(12): e doi: /journal.pone [4.8] Abe K, Dos Santos R, Gauvain J, et al. INES The International Nuclear and Radiological Event Scale User 's Manual. Vienna, Austria: IAEA; [4.9] Talbott E, Youk A, Mc-Hugh-Pemu K et al. Long-term follow-up of the residents of the Three Mile Island accident area: Environ Health Perspect 2013; 111: [4.10] Woodard K. Assessment of off-site radiation doses from the Three Mile Island unit 2 accident. Report TDR-TMI-116. Pickard, Lowe, and Garrick, consultants. Middletown, PA: GPU Nuclear Corporation; [4.11] Levin R, Simone N, Slotkin J et al. Incidence of Thyroid Cancer Surrounding Three Mile Island Nuclear Facility: The 30-Year Follow-up. Laryngoscope 2013; 123: [4.12] Davis S, Kopecky KJ, Hamilton TE, Onstad L, Hanford Thyroid Disease Study Team a. THyroid neoplasia, autoimmune thyroiditis, and hypothyroidism in persons exposed to iodine 131 from the Hanford nuclear site. JAMA. 2004;292(21):

110 [4.13] Bollaerts K, Fierens S, Van Bladel L, Simons K, Sonck M, Poffijn A, et al. Thyroid cancer incidence in the vicinity of nuclear sites in Belgium, Thyroid : official journal of the American Thyroid Association. 2014;24(5): [4.14] Mataloni F, Ancona C, Badaloni C, Bucci S, Busco S, Cupellaro E, et al. [Cancer incidence and mortality in the cohort of residents close to the Italian nuclear power plants of Borgo Sabotino and Garigliano]. Epidemiologia e prevenzione. 2012;36(5):

111 5장. 원전주변갑상선암발생의인과관계 5.1절서론 전리방사선을포함한환경유해인자로인한건강피해에대하여피해자가손해배상을청구하였을경우에이에대한인과관계를입증하여야한다. 즉, 환경오염유발자의행위와건강피해의발생간에는인과관계가존재하지않으면안된다. 그러나환경오염의특수성으로인하여피해자가환경유해인자와건강피해발생사이의인과관계를입증하는것은쉬운일이아니다. 환경유해인자의노출과도달과정및건강피해발생등을명확하게입증하는것은곤란하다. 이에인과관계의입증정도를완화하여야한다는요청이있으며, 환경소송사건에서는인과관계의입증완화가점차확대되고있어서 [5.1] 이것이중요한쟁점이된다. 여기서논하는인과관계는법적인과관계를뜻하는것이지만이는자연과학적인과관계를전제로하는것으로써환경소송에서는보다더자연과학적인과관계가중시된다. 그래서이글에서는환경소송에서인과관계를판단하는이론을기초로하여전리방사선과갑상선암의인과관계에대하여살펴보고자하였다. 5.2 절상당인과관계 상당인과관계는환경유해인자와질병발생간의인과관계를입증하는부담을완화한것이다. 즉, 환경유해인자로인한건강피해소송에있어서인과관계의입증은자연과학적으로엄격한증명을요하지않고환경유해인자와건강피해사이의인과관계가개연성이있으면된다는것이다. 개연성은법관으로하여금인과관계에대한확신내지는이에가까운정도의심증을갖게하는것은아니고, 그보다낮은정도의심증전달로도상당인과관계가성립한다고할수있으므로원고의입증부담을낮춘것이다. 그러나개념이모호하고자의적인해석이가능하여극단적인조건만있어도개연성이있다고할수있는문제가있다. 원전주변지역주민에게발생한갑상선암이원전에서발생하는전리방사선의영향때문이라는주장은 전리방사선에의하여갑상선암이발생한다 는기존의경험적사실을근거로하고있다. 그러나이러한사실이원전주변주민에게갑상선암이발생한사건과원자력발전소의운영과곧바로인과관계가성립한다고할수는없다. 전리방사선에의하여갑상선암이발생한다 는사실은현재까지의경험적관찰결과들을체계화한결과일뿐이며, 개인에게갑상선암이발생한사건은그원인이매우복잡하고다양하기때문이

112 다. 따라서최소한다른원인에의하여갑상선암이발생하지않았다는사실과함께전리방사선에피폭되었다는사실이제시되어야한다. 이때전리방사선에피폭되었다는사실은기존의경험적사실로서제시된피폭에준하는것이어야한다. 왜냐하면 전리방사선에의하여갑상선암이발생한다 는사실은일정하게전리방사선에노출된사람들에게서발생한갑상선암이그렇지않은사람들에서보다증가하였다는경험적사실을근거로한것이기때문이다. 일각에서는이러한기본적인사실을무시하고전리방사선의발암성만을강조하여피폭여부만확인되면인과관계가성립한다고주장하고있으나이는과학적사실과경험적사실에의하면명백한오류이다. 개연성은바로경험적으로상당한관계가있어야한다는것이고, 이때경험법칙상상당한관계라고하는것은바로전리방사선과갑상선암의관계를규명한경험적관찰에서확인할수있는전리방사선의피폭수준에준하는피폭이있어야한다는것이다. 그럼에도불구하고개연성을개념적으로만해석하여단순한조건관계만으로도무한정확대하여적용하는사례들이있다. 따라서원전주변주민에게발생한갑상선암이원전으로부터발생한전리방사선에의한것이라는개연성이성립하려면최소한전리방사선피폭이상당하였다는것이확인될필요가있다. 주변지역에항시적으로전리방사선량을모니터링하고있어서주민의피폭량을확인할수있다. 그럼에도불구하고전리방사선의피폭정도나상황에대한사실의확인도없이원전주변에거주하였다는조건만으로개연성이있다고할수는없다. 원전주변주민이원거리주민에비하여갑상선암발생이증가하였다는사실만으로인과관계가성립한다고하는것은단순하고간접적인조건만으로인과관계를인정하는것인데, 이것은 상당한정도 나 개연성 으로인과관계를추정하는것에서는판단기준의객관성으로볼수없고사실을오히려소홀하게한결과라고할수있다. 원전과의거리라든가특정지역주민과의비교에서갑상선암의발생이증가하였다는것은모두간접사실이다. 이러한간접사실로부터주요사실을추인하려면간접사실과직접사실사이에고도의개연성이있어야한다. 환경유해인자와환경성질환의인과관계의입증을완화한개연성을무한으로확대하여극단적인조건관계만으로인과관계를인정하려는것은상당인과관계의규범과경험적사실을모두도외시하는것으로오히려신뢰를받을수없게한다

113 5.3 절역학적인과관계 환경소송은역학적인과관계가문제되는경우가많다. 우리나라의환경소송판례에서도상당부분역학적인과관계를인정하고있다. 이때역학연구결과를어떻게이해하고분석하여판정에적용할것인가즉, 역학적인과관계로부터법적인과관계를어떻게추론할것인가가문제이다. 역학에있어서어느유해인자와건강피해와의인과관계의존재는통상 1 특정유해인자가발병이전에작용하여야한다. 2 그유해인자가작용하는정도가현저할수록그질병의발생이증가한다. 즉유해인자의양과결과사이에양-반응관계가존재한다. 3 그유해인자가제거되거나적어지면질병의발생이감소한다. 역학적인과관계는인구집단을대상으로한통계로서, 그결과를직접개별사건에서인과관계를증명하는증거로쓸때에는일정한한계가있다. 이러한한계에도불구하고역학은법적인과관계를판정하는데도움을줄수있다. 증명부담을완화하지않고서역학연구결과를기초로인과관계를인정할수있으나이때에는관련성의정도가일정한수준을넘어야할것, 연구대상인유해인자노출과질병이원고의그것과동일내지유사할것등의조건을갖추어야한다. 5.4 절속성수준과사건수준의인과관계 인과관계에는두가지가있다. 하나는개별적 구체적사건에관한인과관계로지역주민에게암이현실적으로왜발생했는가를말하는것이며, 다른하나는일반적 추상적인원인-결과의법칙적인관계를말하는것으로특정발암인자에의해서특정암이발생한다는것이다. 이때에환경소송에서는특정발암인자가해당암발생의일반적 원칙적인관계를곧바로개별사례에적용하여특정암에걸린주민이해당발암인자에의한다는것이성립할수있는지, 아니면우연한조건에불과한것인지를판단해야한다. 이를이해하기위하여속성수준의인과관계와사건수준의인과관계를구분한다. 예를들어전리방사선이갑상선암의원인이라는인과관계는전리방사선이란속성과갑상선암이란속성간의관계를표현한다. 반면, 사건수준의인과관계는실제발생한구체적인사건들간의관계이다. 전리방사선과갑상선암사이의일반적인인과관계는인정하면서도개별적으로발생한사건으로서갑상선암이바로전리방사선때문에발생하였다는인과관계를곧바로인정하지못하는것은두사건이우연에의하여일어날수있다는것을부

114 인할수없기때문이다. 갑상선암에걸리는사건은전리방사선이외의다른원인에의해서도발병할수있으므로속성수준의인과관계를개별적인과관계에직접적용할수는없다. 그렇다고하더라도주민에게발생한암이어떤발암인자때문이라는점을인정하려면우선그유해인자가당해암을야기할수있다는일반적 원칙적인인과관계가증명되어야하고, 나아가주민이그발암인자에노출되어실제로그질병이발병하였다는개별적인과관계까지증명되어야한다. 이것은지나치게엄격한인과관계를요구하는것이된다. 따라서일반적인속성수준의인과관계를근거로특수한사건에서인과관계를설명할때에는인과성 53) 이아닌개연성 54) 을사용할필요가있다. 일반적으로알려진특정암과해당발암인자의관계를기초로해당발암인자가얼마의노출정도에서암을일으키는강도 ( 또는위험도 ) 를알수있다면, 주민에게발병한암에대하여해당발암인자의노출정도에따른위험도를이용할수있다. 따라서주민에게발생한개별적인사건으로써암발생에대한해당발암인자의기여정도를평가할수있어야한다. 이때평가된기여정도를개연성의표지로활용하는것이합리적이고객관적이다. 또는, 전리방사선이갑상선암을유발한다는것은전리방사선에노출되는경우를관찰한경험에의하여특정발암인자와해당암발병과의인과관계를알게된것이므로경험적관찰에서노출정도나상황이유사한경우에해당한다는추론과입증정도로인과관계를인정할수있다. 갑상선암을일으키는전리방사선의피폭상황에대한기존의연구들에서확인할수있으며, 원전주변지역에거주한주민의피폭상황을이와비교하여상당인과관계를판정할수있다. 5.5 절인과관계에서상당성의본질 갑상선암은일반적으로다수의원인또는조건이관련된다. 전리방사선이이와같은넓은의미의조건들중하나라는것을완전히부정할수있는경우는드물다. 인과관계를넓게파악하는경우에는전리방사선과갑상선암이조금이라도관련성이있으면인과관계를인정할수있을것이다. 그러나지극히단순한조건관계가있는경우까지인과관계를인정한다면사람에게발생하는다양한암들의원인들이전리방사선때문에발생하지않았다고할수없게된다. 따라서환경성질환을판정하는데에있어서중요한것은그한계와범위를어떻게정할것인지하는것이다. 이때에발생한암과환경성발암인자사이에상당한정도의관계가존재하여야한다. 최소한배경수준 일반적으로어떤사실과다른사실사이의원인과결과관계로사건에는반드시그것을발생시키는근거가있다는것 꼭단정할수는없으나대개그러리라고생각되는것, 어떤일이일어날수있는가능성

115 ( 일반환경에서의피폭수준 ) 정도의전리방사선에피폭된경우에는인과관계를인정하지않는다. 현재문제가되고있는갑상선암을진단받은원전주민들의전리방사선피폭수준은일반적인배경수준의전리방사선과크게다르지않다는것이사실이다. 일부에서는미지의피폭가능성을제기하고있으나이는어디까지나미지의것이지이를근거로인과관계가성립한다고할수는없다. 또한그와같이미지의불확실한것을근거로추론하여인과관계를인정한다면인간에게발생하는거의모든암들이전리방사선에의하여발생하였다는것을인정해야할것이다. 갑상선암의발생에대한전리방사선과그외의원인이동시에존재하고있어서어느정도이상기여할수있는전리방사선에피폭되었다는것이확인되어야한다. 이것이개별적인암발병사례에대한환경소송에서는인과관계의입증부담을줄이면서일반적인경험과지식에비추어그전리방사선에피폭되지않았다면갑상선암에걸리지않았을것이라고인정되거나전리방사선에피폭되었다면갑상선암이발생하였다는상당인과관계이다. 상당성은일반적인경험법칙상단순한조건이아닌상당한조건만이인과관계가있다고보는것이다. 이것은과학적메커니즘으로인과관계를엄격하게요구하는것이아니면서도전리방사선과갑상선암발병사이에단순한조건관계만으로는인과관계가충분하지않다는것이다. 따라서상당성은경험적인사실뿐만아니라규범적인측면도함께고려하고있다. 이러한규범은존중되어야한다. 따라서원전주변지역주민의갑상선암이원전에서발생한전리방사선에의하여발생하였다고하려면전리방사선에피폭되었다는것은물론피폭상황과정도가갑상선암을유발할정도이어야한다는것, 피폭으로부터시간경과가암의발병에이를정도의기간이걸려야한다는것등의요건은최소한충족할필요가있다. 이요건들이상당성에해당하는것이라고할수있다. 그러나원전으로부터가까운거리에거주하였다는것이나, 가까운지역주민들이일부비교한원거리지역주민에비하여갑상선암의발생이높다는사실을인정요건으로상당하다고할수는없는데, 이러한간접사실들은비교집단을달리하거나, 실제전리방사선의피폭수준을비교하면오히려반대의결과가나올수도있는일관성없는우연한것일뿐이기때문이다. 상당성은입증부담을경감시키는조치이며, 동시에조건관계만으로는보상의범위가너무넓어지기때문에이를규율하는규범이다. 즉, 상당성은결과귀속의규범적인한정요건이다. 암발병이전의모든조건에대하여인과관계를인정하는결과를통제하기위하여상당성판단은환경성발암인자

116 의노출에대한모든사정이아니라, 객관적으로암발병을증가시키는근거 가있는사정만을기초로해야한다. 객관적근거란해당암의발암요인으로알고있는것에노출되었으며노출정도가암발생을증가시킬만하고, 경과기간도암이발생하기에적절한경우이다. 이것은현재까지전리방사선과갑상선암에관한경험적관찰로확인할수있고비교할수있다. 예를들어석면이폐암을일으킨다는것은집단적관찰을통해서석면에노출되는위험군이일정정도이상의석면에노출되고일정기간이상기간이경과하였을때에폐암이증가한다는결과를기초로한것이지단순하게석면에노출된사실만을근거로한것이아니다. 따라서객관적근거는노출정도와경과기간을최소한으로충족하는것이상당성의판단기초가되어야한다. 5.6 절결론 과학은원인에의한결과 (effects of causes, EoC) 를관찰이나실험을통해서밝혀내는것에관심을두고있는반면에환경소송은결과에대한원인 (causes of effects, CoE) 을추론하는입장에서있다. 이러한문제는수세기동안해결하려는노력을하고있지만여전히모호한것이남아있다. 여기에대하여상당성은일반인의사회생활경험에비추어통상그행위로부터그결과가발생하는것을말하는것으로인과관계를규율하는규범이며, 메커니즘으로확인되는엄격한인과관계를요구하는것이아닌최소한의인정요건으로서암발생을증가시키는피폭정도의과학적사실을입증하면된다는정도로입증부담을완화시킨것이다. 전리방사선이갑상선암을일으킨다 는사실은전리방사선에피폭된집단을관찰한역학적연구결과로도출된것이다. 따라서갑상선암이전리방사선때문에발생하였다는것을인정하기위해서는최소한갑상선암을증가시킨정도의전리방사선에피폭되었다는것을확인하여야한다. 5.7 절참고문헌 [5.1] 조민석. 공해소송에있어서입증책임 - 입증경감을중심으로 -, ( 社 ) 韓國 土地法學會土地法學第 27-2 號 2011 年 12 月 30 日, pp

117 III. 결론 방사선은과거방사선생물학및방사선의인체영향에대해잘모르고있던시절에방사선을부주의하게다루어많은양에피폭되었거나, 질병의치료를위해불필요하게방사선을조사받았거나원자폭탄또는원자력발전소사고로인해방사선에피폭된사람에서발생된암의사례로부터암발생원인의하나로지목되어왔다. 그러나이러한역사적경험과 100년이상에걸친연구로부터방사선의물리적성질및생물학적영향에대한많은지식이축적되어인류는이제방사선을관리할수있게되었고방사선은각종질병의진단및치료, 문명의유지와발전에없어서는안될도구가되었다. 암은우리나라사람에서사망원인의 1위이며, 평균수명이늘어나고진단기술이발달할수록암환자수는더증가할전망이다. 암발생의원인은다양하다. 세계보건기구 (WHO) 산하국제암연구소에따르면암의주요원인으로흡연, 음식등생활습관과관련된요소가 60% 이상으로대부분을차지하며, 그밖의원인으로환경오염, 직업, 유전, 방사선등이각각 3-5% 정도차지하는것으로보고되고있다. 최근우리국민에서갑상선암의급격한증가로인해갑상선암은우리나라에서뿐만아니라세계적으로도많은관심의대상이되었다. 감상선암의원인으로는방사선, 유전자, 양성갑상선결절, 호르몬, 요오드등이거론되고있다. 그러나암의발생에는여러요인들이복합적으로작용할것이기때문에각개인에서암의원인을정확하게밝히는것은매우어려운일이다. 방사선은에너지의흐름으로정의할수있다. 방사선이란에너지가생명체를투과하면세포의중요구성성분들에직접작용하기도하고, 물과반응하여라디칼이만들어지고이라디칼이세포의중요성분과작용하여세포의구조적또는기능적손상을초래하기도한다. 다행스럽게세포는이를수선하거나제거할능력을가지고있다. 그러나손상이너무크거나면역기능의저하또는유전자의기능이상등어떠한이유로세포가이를수선또는제거할능력이떨어져있으면암이발생하거나유전적인이상이초래될수도있다. 방사선에의한암발생에서가장중요한요소는방사선의양이다. 그러나같은양의방사선이라도나이, 피폭된기간, 선량률, 방사선의종류, 조직의종류, 조직의양, 유전적요인, 생활습관, 화학물질등우리가모르는여

118 러요소들이암발생에작용할수있다. 따라서방사선에의한암발생을평가할때에는방사선뿐만아니라다른여러요인들도종합적으로고려해서판단해야한다. 실제소아암환자에서각종치료후 2차로발생된급성백혈병이방사선치료만받은경우에비해항암화학요법을받은경우에더증가했다는보고도있다. 이는방사선보다화학물질이더강력한암발생의원인이될수있음을시사하는것이다. 방사선에의한암발생은백혈병은 1년이상, 기타고형암은 10년이상이소요된다. 이기간동안방사선에의해손상된세포는수복되거나제거될수있고다른요인에의해암발생이더촉진될수있다. 현재로서방사선에의해발생된암을자연적으로발생된암과구분할수있는방법은없다. 유일한증거로제시할수있는것은방사선에피폭되었다는사실이다. 따라서방사선에의해발생된암인것을입증하기위해서는정확한피폭선량및선량률의근거가있어야하고, 방사선이외의다른원인에의한암발생의가능성을배제하기위해자연적인암발생률이같은집단과비교연구와충분한기간동안추적관찰이필요하다. 방사선에의한발암은다른어느발암요인보다도광범위하게잘연구되어왔으며, 그중가장신뢰할만한연구결과는 2차세계대전당시일본에서원자폭탄에피폭된사람들을대상으로한수명연구 (LSS) 이다. 이연구에서보면방사선과발암의관계가선량에따라비례하여증가하는것으로보이나 100 msv 이하에서는통계적인의미가관찰되지않고있다. 따라서 100 msv 이하의선량에서방사선과암발생의관계는아직과학적인근거가부족하다. 다만국제방사선방호위원회 (ICRP) 에서는 100 msv 미만의경우방사선방호목적의편의상 100 msv 이상에서얻어진모델을이용할수는있지만이를 100 msv 미만에서암발생자수를가상적으로산출하는데사용하는것은적절치않다고단서를달고있다. 본위원회에서는최근논란이되고있는원전주변주민의갑상선암이원전에의한것인지를과학적으로분석하여국민들에게보다정확한사실을알려막연한불안감을해소시키고향후발전방향을제시하고자하였다. 본위원회는원전주변의방사선량평가자료, 원전역학조사결과, 해외연구사례, 갑상선암의의학적특성등을분석하여다음의결론을얻었다. 1. 원전과갑상선암관련주장의근거가된 원전역학조사 ( 서울대학교의학연 구원 ) 에서도원전과주변지역주민의암발생률사이에는인과관계가없다고

119 결론을내리고있다. 거주지역이원전으로부터가까울수록유의한증가를보인여성갑상선암도 방사선이외의요인 으로추론했다. 추론의근거는, 만약원전의방사선영향이라면갑상선암이외의다른암 ( 유방암등 ) 도증가하여야하나그렇지않았고, 남 여모두에서갑상선암이증가하여야하나여성에서만높게나타났으며, 갑상선암발생률이원전주변거주기간과비례하지않았다는점등이다. 또한원전에서 0.5 km 이내종사자의상대위험도는 1.06으로오히려주민보다낮아거리에따른암발생은전체적으로일관성없는결과를보이고있다. 2. 원전주변방사선량은 0.01 msv 정도또는그이하로관리되고있다. 또한실시간전국환경방사선감시자료 ( 에의하면원전주변지역의방사선량률은원전이없는다른지역과차이가없다. 따라서원전주변지역에 20년이상장기간살았다고하더라도다른지역주민에비해더많은방사선에노출되었다고할수는없다. 3. 해외의정상운영되고있는원전시설주변주민에대한여러역학조사에서도갑상선암의증가가보고된바없다. 우리나라는미국과같은선진국보다먼저국제방사선방호위원회의가장엄격한기준 (ICRP-60) 을적용하고있다. 4. 일본원폭생존자연구와체르노빌원전주변주민연구에의하면 20세이상의성인에서방사선노출에의해갑상선암이증가한다는증거는없었다. 다만, 방사선피폭에의한갑상선암발생은방사성요오드에오염된채소, 우유등을섭취한소아에서집단적으로관찰되는양상을보였다. 5. 국가암등록통계에의하면 2012년기준우리나라여성의갑상선암발생률은인구 10만명당 120.4명으로세계최고수준이며갑상선암진단기술의발달과건강검진의보편화가증가의주된원인으로지목되고있다. 원전주변주민들은원전과지자체에서제공하는건강검진혜택으로타지역주민들에비해갑상선검진의기회가많았다. 그럼에도불구하고건강검진을받은기장군민의갑상선암진단유병률 (1.3%) 은갑상선초음파검사에의해발견된한국성인의갑상선암진단유병률 (2.5%) 보다높지않다. 위와같이정상적으로운영되고있는원전과주변주민의갑상선암발

120 생사이에는인과관계가있다고할수없다. 정부와관련기관및단체는방 사선에대한근거없는불신을해소시키기위해더많은노력을기울여야 할것이며, 정부는방사선영향에대한연구지원도늘려야할것이다

121 부록 방사성요오드의생리역동학 (Bio-kinetic) 모델 1 장. 서론 인체내방사능의측정이나해석, 그리고방사성물질의섭취량이나예탁유효선량을평가하기위해서는인체내방사성물질거동에관한지식이필수적으로요구된다. 생리역동학모델들은방사성물질의섭취후특정시점에서의인체또는장기내보유량을계산하고일일소변이나대변배설량중의방사능을계산하는데사용되며결국내부피폭에의한장기의등가선량이나예탁유효선량을계산하는데사용된다. 특정화학적형태를가지는방사성핵종이사람의폐 ( 肺, lung) 에서혈액으로흡수되는데이흡수속도에따라 Fast, Moderate, Slow의세가지흡수형태 (type) 로구분되고, 소화기로들어온방사성물질은소장에서혈액으로흡수가되는데섭취량에따른흡수분율을 f 1 값이라고한다. 작업장내방사성핵종의물리적, 화학적형태에관한정보를잘알고있을때에는적절한흡수형태와 f 1 값을선택하여계산하여야한다. 경우에따라서는, 입자크기분포나호흡기내에서의침착특성등과같은부가적인정보를결정하기위하여보다정확한평가를해볼필요가있다. 국제방사선방호위원회에서개발한호흡기모델은흡입된방사성핵종의고유입력변수를적용하기에쉽도록설계되었다. 하지만어떤특정물질의생체역학적거동이기존의모델과현저히다르다는것이확실하고, 그차이가클것으로예상될때에는실제데이터를반영하여모델입력변수를수정해야한다. 그림 [ 부록-1] 에는방사성물질의섭취, 인체내부에서의이동, 그리고배설경로가요약되어있다. 호흡기, 소화기, 피부와상처는인체내주요섭취경로가된다. 방사능중전부또는일부는혈액에흡수된다. 즉, 이동격실 (transfer compartment) 에도달한방사능은체액중의방사성물질 (systemic material) 이라고도한다. 방사능은다양하면서도복잡한이동을하게되는데이러한이동으로인체내에서의분포와경로그리고제거율이결정된다. 체액중방사능은삼중수소수 (tritiated water) 와같이전신에비교적균질하게분포할수도있으며요오드 ( 갑상선에침착 ), 알칼라인토류금속 (alkaline earth metals) ( 뼈에침착 ), 플루토늄 ( 뼈와간에침착 ) 과같이특정장기나조직에집중될수도있다

122 외부로제거 (Extrinsic removal) 흡입 (Inhalation) 호 (Exhalation) 경구섭취 (Ingestion) 피부 (Skin) 임파선 (Lymph nodes) 호흡기 (Respiratory Tract) 상처 (Wound) 직접흡수 (Direct absorption) 피하조직 (Subcutaneous tissue) 이동격실 (transfer compartment) 간 (Liver) 소화기 (Gastro- Intestinal tract) 피부 (Skin) 기타장기 (Other organs) 신장 (Kidney) 대변 (Feces) 방광 (Urinary bladder) 소변 (Urine) [ 그림 [ 부록 -1] 섭취경로, 이동과배설 ] 몸으로들어온방사성물질은주로소변과대변을통해제거된다. 혈장 (plasma) 과세포외부의체액으로부터생성된소변은방광을통해배설된다. 대변에의한배설은두개의격실로표현할수있다. 체액중방사능이소화기를거쳐대변으로배설되는경우와체액으로흡수되지않은물질이소화기를거쳐대변으로배설되는경우가있을수있다. 오염된피부로부터직접체액으로흡수되는것을고려할필요가있는방사성핵종도있다. 의복이피부오염의주원인이될수있으며, 특히젖은옷은피부에밀착되어피부를통한체액흡수를촉진시킬수있다. 방사성핵종이피부를통해체내로유입되는상황은일반적인모델로설명하기는어렵다. 즉, 여러가지요인들을고려해야만한다 : 화합물의화학적형태, 오염된부위의위치와표면, 그리고피부의생리적인상태등도고려해야한다. 대개의경우, 방사성물질은접촉된피부에서심각할정도로체액에흡수되지는않지만, 몇몇원소들은빠르게흡수된다 : 이중가장중요하게여겨지는핵종이삼중수소수 (HTO) 이다. 방사성요오드도피부를통해유입될수는있지만정도는그리심하지않다

123 2 장. 호흡기모델 ICRP 66 (ICRP, 1994a) 에기술되어있는모델에는호흡기가다섯개의 영역으로나누어져있다 ( 그림 [ 부록 -2]). 비강후단 Posterior nasal passage 비강전단 Anterior nasal passage ET 1 인두 Nasal part 코 Pharynx {oral part 입 외흉부 Extrathoracic 후두 Larynx 기관 Trachea 주기관지 Main bronchi ET 2 BB 흉부 Thoracic 기관지 Bronchi ( 폐내에서가늘게갈라진부분 ) 기관지 Bronchial 세기관지 Bronchioles bb AI 세기관지 Bronchiolar 종말세기관지 Terminal Bronchioles bb 폐포간질 Alveolar interstitial ) ( 갈라진틈 ) 호흡성세기관지 Respiratory bronchioles AI 폐포관 + 폐포 Alveolar duct + alveoli [ 그림 부록 호흡기 외흉부 (Extrathoracic) 의기도 (airway, ET) 는비강통로전단 (Anterior nasal passage) 인 ET 1 영역과, 비강후단 (Posterior nasal) 과인두 (Pharynx; nasal & oral part) 및후두 55) (Larynx) 로구성되는 ET 2 영역으로나눌수있다. 흉부영역은기관지 (Bronchial, BB: 기관 (Trachea) 과기관지 (Bronchi)), 세기관지 (Bronchiolar, bb) 그리고폐포간질 (Alveolar - interstitial, AI: 기체교환영역 ) 로구성된다. 임파선조직은외흉부와흉부기도 (LN ET 과 LN TH ) 에각각연결되어있다. 혀의기부에있는후두개에서기관까지사이를후두 ( 喉頭 ) 라하며, 성대와연골조직이있다

124 2-1절. 침착 (Deposition) 침착모델에서는실제로관심의대상이되는모든입자크기 (0.6 nm ~ 100 µm) 에대하여각각의영역에대해침착분율을평가하게된다. ET 영역에서측정된침착효율은입자크기와공기흐름에관한특징과관련이있는것으로밝혀졌다. 그리고다른조건 ( 예, 성별, 인종별 ) 에서의침착을예측하기위해서는해부학적인규모 ( 크기 ) 에따라입력변수를조정해주어야한다. 흉부기도의경우에는 BB, bb, 그리고 AI 영역에서의입자침착을계산하기위하여기체이동및입자침착에관한이론적인모델을사용하고폐의크기, 호흡률에의한영향등을정량화시켜야한다. 입자의침착을모델링하기위해서는호흡중의각영역들을일련의여과기 (Filter) 로가정한다. 각각에대한효율은공기역학 (Gravitational settling, Inertial impaction) 과열역학 (Diffusion) 과정을교대로고려하면서평가한다. 영역별침착분율은에어로졸 (Aerosol) 이 0.6 nm일때 1.0에서부터시작하여약 1 µm 정도일때는 2.5까지증가하게된다. 이값은입자지름의중간값으로부터도출되는기하학적인표준편차 (σ g ) 로계산된것이다. 침착매개변수는작업자의노동강도에대해 3가지준위로주어진다. 방사성핵종을흡입하는경우, 고려대상작업자는평상시밝은작업환경에서코로호흡하는성인작업자가된다. 직업상피폭의경우방사능중간값의공기역학적지름 (Activity Median Aerodynamic Diameter, AMAD) 으로주어지는기본값은 5 µm(icrp 68) 이며, ICRP 30에서권고하는 1 µm 보다작업장의공기입자에대해더높은대표성을가지고있다. [ 표 [ 부록 -1] 참고인 (Reference Worker) 이흡입한공기입자의호흡기내영역 별침착 ( 흡입된방사능의 %)] 영역 µ 의침착분율

125 2-2 절. 제거 ET1 환경 (Environment) 임파선 (Lymph nodes) ET1 을제외한호흡기 (Respiratory tract excluding ET1) 소화기 (GI tract) 체액 (Body fluids) 그림 부록 호흡기로부터의제거경로 방사능이호흡기로부터제거되는여러경로에대한모델이그림 [ 부록 -3] 에제시되어있다. ET 1 에침착된물질은코를푸는등외부적인방법으로제거된다. 다른영역에서의제거경로로는소화기및임파선으로의입자이동과호흡기로부터혈액으로의물질흡수가동시에일어난다. 입자이동과혈액으로의흡수는독립적인것으로간주한다. 입자의이동비율은모든물질이같다고가정한다. 그림 [ 부록-4] 의단일격실모델은모든물질의입자이동을잘기술하고있다. 비강전단 (Anterior nasa) 외흉부 (Extrathoracic) ET 1 1 환경 (Environment) 후두 (Naso-oropharynx /larynx) 기관지 (Bronchi) LN ET ET seq BB seq BB 2 ET 2 10 BB 소화기 (GI tract) 세기관지 (Bronchioles) LN TH bb seq bb 2 bb 폐포간질 (Alveolar interstitial) 흉부 (Thoracic) Al 3 Al 2 Al 1 [ 그림 [ 부록 -4] 호흡기의각영역으로부터시간에따른입자이동을나타내는격실모델 56) ] 56) 화살표에동반된비율의단위는 d -1 (ICRP, 1994a)

126 흡수 (Absorption) 는침착된물질의물리적, 화학적형태에따라달라진다. ET 1 을제외 ( 임파선을포함 ) 한모든영역에서흡수는같은비율로일어난다고가정한다. ET 1 에서는흡수가일어나지않는다. 흡수는두단계의과정을거친다 : 입자가해리하여혈액에흡수될수있는물질로바뀐다음용해성물질이혈액에흡수된다 ( 체액흡수는 Uptake라고한다 ). 시간에따른용해도를고려하기위하여침착된물질의용해분율이상대적으로빠른물질과느린물질로구분한다. 이러한것을모사하기위해 ICRP 66에서는그림 [ 부록-5] 에제시되어있는모델을사용하였다. 이모델에서호흡기내에침착된물질은 초기상태의입자 (Particles in initial state)" 라고표시된격실에할당된후일정한비율 s p 로용해된다. 물질은용해되면서다른용해도 s t 를가지는 변형된상태의입자 (Particles in transformed state)' 라고명명된격실로 (s pt 의비율로 ) 이동한다. s pt 에대한 s p 의비율은대략용해속도에비례한다. 변형된상태의입자 라는것은비교적용해도가높은입자이거나, 장기의표면층에만존재하는입자, 혹은어떤물질이긴과정에걸쳐흡수가일어날경우그잔류물질을일컫는다. [ 표 [ 부록-2] 흡수형태 (type) F, M, S 물질의기본적인흡수율 ] 형태 그림 [ 부록-5] 에제시되어있는모델은그림 [ 부록-4](ET 1 제외 ) 의입자이동에관한격실모델의각격실에적용할수있다. 즉, 초기상태입자 ' 의 13개격실에포함되어있는물질이일정한비율 s pt 로 ' 변형된상태의입자 ' 로이동한다고가정한다. 변형된상태의입자 형태에있는물질은입자이동에의해 초기상태의입자 형태에있는물질과같은비율로제거된다. 입자의고유흡수비율은각화합물들에대해신뢰할만한인체실험또는동물실험데이터가존재할경우호흡기모델에적용될수있다. 일반적으로모든화합물에대해, 흡수형태가 Fast(F), Moderate(M), Slow(S) 인지를고려하여결정하도록권고되었다. ICRP 30 체계에서의흡입 class D, W, Y가이에해당된다. 각각에대해권고된값들은표 [ 부록-2] 에주어진입력변수 s p, s pt, s t 의항으로설명할수있다. 결합된 (Bound)' 상태는기본적인입력변수가

127 적용되지않는다. 즉, 세가지형태모두에대하여 f b = 0 이적용된다. 이러한흡수율은영역내에침착된물질의양과대략적인반감기로표현 할수있으며아래와같이정리할수있다. 침착 (Deposition) 초기상태입자 (Particles in initial state) s pt 전이된입자 (Particles in Transformed state) s p s t 체액 (Body fluids) [ 그림 [ 부록 -5] 호흡기내에서의시간에따른용해도와혈액흡수를나타내기위한격실모델 (ICRP, 1994a)] 흡수형태 F: 10분의반감기로 100% 흡수된다. BB, bb, AI에침착된모든물질과 ET 2 내에침착된물질의 50% 는입자이동에의해소화기로빠르게흡수된다. 흡수형태 M: 10% 가 10분의반감기로흡수되고 90% 는 140일의반감기를가진다. BB와 bb에침착된물질의약 10% 정도와 ET 2 에침착된물질의 5% 는빨리흡수되며 ; AI 내에침착된약 70% 의물질이결국체액에도달하게된다. 흡수형태 S: 0.1% 정도가 10분의반감기로, 99.9% 가 7000일의반감기로흡수된다. ET로부터는흡수가거의없고, BB 또는 bb, 그리고 AI에존재하는물질의약 10% 만이체액에도달한다. 3가지모두의흡수형태에대해, ET 1 에침착된물질은외부적인요인에의하여모두제거된다고본다. 흡수되지않고남은물질의대부분은입자이동에의하여소화기로제거된다. 임파절로이동된작은양의물질은호흡기에서와같은비율로체액에흡수된다. ICRP 30에서제거등급 (Clearance Class) D, W, Y로주어졌던화합물들은흡수형태 F, M, 또는 S로다시할당되었다. 이것은 ICRP 68 (ICRP, 1994b) 에서이전에채택된방식을그대로유지한것이다

128 2-3절. 기체와증기입자형태로흡입된방사성핵종의경우, 호흡기내로의섭취와침착은입자크기분포에영향을받는것으로가정한다. 기체와증기는호흡기로섭취되는지역에서의방사성핵종고유의거동을가지므로입자와는상황이다르며화합물의화학적인성질에영향을받는다. 기체와증기의거동은 ICRP 30에서가정했던방식을적용하되 ICRP 66의식을사용하여나타낸다. 즉, 세가지 class의기체와증기에대해새로운모델을적용한다. Class SR-1(Soluble or reactive). 호흡기조직에보유된물질및흡입된방사능의 100% 는아니지만체액에흡수되는물질을고려한것 Class SR-2(Highly soluble or reactive). 흡입된방사능이완전하고신속하게체액으로흡수되는것을고려한것 Class SR-0(Insoluble and non-reactive). 기체구름내에서의잠김 (Submersion) 으로부터외부피폭을고려하고, 기체에의한호흡기의내부피폭을고려한것. 이보고서에서다루고있는방사성핵종중두가지핵종에대해서는입자뿐만아니라기체형태도고려하고있다. 삼중수소수증기형태의삼중수소를 Class SR-2로취급한다. 화학적인형태변화없이완전하고신속하게체액으로이동하는물질을 Type V로지정할수있다 (ICRP, 1995b). 흡입된삼중수소기체중작은분율 (0.01%) 만이체내로직접흡수되고나머지는삼중수소수로변환된다 (ICRP, 1994a). 증기형태의방사성요오드는 Class SR-1에해당되며 10% 가 ET 1 에, 40% 는 ET 2 에, 그리고 50% 가 BB 격실에침착된다고가정한다. 이후의거동은흡수형태 F에준하는것으로취급된다. 피부를통한흡수도고려할필요가있다 ; 삼중수소수증기의경우흡입에의한예탁유효선량에 50% 를추가하여피부를통해흡수되는것으로고려할수있다 (ICRP, 1979). 3 장. 소화기모델 방사성물질은경구섭취에의하여바로소화기관에도달할수도있고앞에서기술한대로입자이동에의하여호흡기로부터, 또는다른신체기관으로부터소화기로이동할수도있다. 이보고서에서는 ICRP 30 (ICRP, 1979a) 에기술되어있는소화기의격실모델을사용한다. 소화기관은네개의영역

129 경구섭취 (Ingestion) 위장 (Stomach - ST) l ST 소장 (Small Intestine - SI) l B 체액 (Body fluids) l SI 대장상부 (Upper large Intestine - ULI) l ULI 대장하부 (Lower large Intestine - ULI) l LLI 대변 (Faecal Excretion) [ 그림 [ 부록 -6] 소화기관에서의방사성핵종의이동특성을기술하기위해사용된수학적모델 (ICRP, 1979a)] 으로나뉜다 ( 그림 [ 부록-6]). 각영역은단일격실로구성되고한격실에서다음격실로이동하여 1차동특성에의해지배된다고가정한다. 격실사이의이동을표시하는비례상수, λ는표 [ 부록-3] 에주어져있다. 이모델에서소장 (SI-small intestine) 은소화기로부터체액으로의흡수가일어나는단하나의영역으로가정한다. 소장으로부터전신체액으로의이동을기술하는비례상수, λ B 는흡입에의해체액에도달하는분율이며 f 1 으로부터다음과같은식으로계산될수있다. 각원소의화합물들에대한 f 1 값은 ICRP의간행물부록에제시되어있다. λ λ [ 표 [ 부록 -3] 소화기관내에서의방사성핵종의이동특성을기술하는데사용된모델의주요입력변수 ] 소화기관영역 평균잔류시간 λ 위장 소장 대장상부 대장하부

130 4 장. 생리역동학모델 위장 (Stomach) 소장 (small Intestine) 경구섭취 (Ingestion) 주입 (Injection) 이동격실 (transfer compartment) 흉부외부영역 (Extra- Thoracic Region) 흡입 (Inhalation) 공기 (Air) 대장상부 (Upper Large Intestine) 격실 1 (Comp. 1) 격실 2 (Comp. 2) 격실 3 (Comp. 3) 방광 (Urinary Bladder) 흉부영역 (Thoracic Region) 흡입 (Inhalation) 대장하부 (Lower Large Intestine) 대변 (Feces) 소변 (Urine) 그림 부록 이보고서에서사용된수소 코발트 루테늄 세슘 캘리포늄에대한일반화된격실모델 수소, 코발트, 루테늄, 세슘그리고캘리포늄모델은 ICRP 30에제시되어있는모델들과유사한, 단순선형연쇄격실모델로표현할수있다. 이모델은일반생리학에근거하여두가지모델이개발되었다. 하나는스트론튬, 라듐, 우라늄이고다른하나는토륨, 넵투늄, 플루토늄, 아메리슘, 퀴륨모델이다. 철 (ICRP, 1995a), 요오드 (ICRP, 1989) 등특수한모델들도개발되었다. 특히, 갑상선에영향을주는방사성요오드핵종의인체내섭취경로, 그에따른인체내장기에서의이동, 그리고이와관련한생리역동학모델을격실모델형태로기술하고설명한다. 특히지금까지방사성요오드의인체내거동에는여러가지모델들이개발되었는데그중가장유력한 3가지모델을여기에소개한다

131 4-1 절. ICRP 모델 [ 그림 [ 부록 -8] 방사성요오드의생리역동학적 ICRP 모델 ] da dt da dt da dt da dt 1 = - l r + l21) ( A 2 = - r + l52 + l32) 1 ( l A + l A + l A 3 = - r + l43) ( l A + l A 4 = - r + l24 + l64) ( l A + l A [ 그림 [ 부록 -9] ICRP 모델로평가한섭취후시간에따른갑상선내 131 I 의잔류분율 ]

132 ICRP 모델은방사성요오드의이동을장기의해부학적형태입장에서개발한모델이다. 방사성요오드-131의인체내주요장기에서의시간에따른잔류율그림은다음과같다. 그림에서보듯이갑상선내최대잔류를보이는기간은섭취이후약 1일부터 3일사이가됨을알수있다. 4-2절. MIRD 모델 MIRD 모델은 ICRP와다르게해부학적기준에따른것이아니라방사성요오드의생리적변화에따른이동을중심으로격실모델을개발하였다. 즉, 각장기에분포하는방사성요오드의화학적, 생리적변화를중심으로하고이에대해각장기의해부학적형태에다시배분하는식의격실모델을개발한것이다. 이러한모델의장점은인체내장기사이에이동하면서변화하는방사성요오드의생리화학적형태를추적할수있어보다많은정보를제공하는것이가능하다. 하지만선량평가는결국장기의등가선량으로나타내어야하므로장기의해부학적형태에맞추어미분방정식을구성하여 ICRP 와같이장기별흡수선량을구할수있도록되어있다. [ 그림 [ 부록 -10] 방사성요오드의생리역동학적 MIRD-12 모델 ]

133 da dt da dt da dt da dt [ 표 [ 부록 -4] 인체내장기사이에이동하면서변화하는방사성요오드분율 ] Source Organ Compartment Red blood cells Salivary glands 0.05 Plasma Stomach 0.15 GI system 0.17 Extracellular, extravascular Thyroid 1.0 Liver = - r + l21 + l51) ( l A + l A + l A + l A 2 = - r + l12 + l32 + l42) ( l A + l A 3 = - r + l13) ( l A + l A = - r + l14 + l64) U t = U ( l A + l A U h = 0.063U + U U MIRD 모델에따른방사성요오드 I-131 의인체내장기의시간에따른 분포도는아래그림과같다. [ 그림 [ 부록 -11] MIRD-12 모델로평가한섭취후시간에따른갑상선내 131 I 의잔류분율 ]

134 4-3절. A nonlinear bio-kinetic model 한편갑상선치료에사용되는 I-131의 blocking 현상을설명할수있는모델이개발되었는데편의상고이즈미모델로부른다. 이모델은 MIRD 모델과유사한형태를보이지만암세포로대표되는항원과암세포치료를위해투여되는방사성요오드의표지화합물의단일클론항체, 간의역할과혈액내와세포간질에서의방사성요오드및화합물의거동을중심으로모델이개발되었다. 이모델의가장큰장점은 I-123으로표지된방사성요오드를사용하여환자별개인특성에따른안정요오드 ( 요오드화합물 ) 의갑상선 blocking 현상을설명할수있다는것이다. 즉, 항체반응에따른방사성요오드의화합물변화량과갑상선에서의포화정도에따른혈액내방사성요오드의분포를예측할수있도록해준다. [ 그림 [ 부록 -12] A nonlinear bio-kinetic model(koizumi et al. 1986) 57) ] I-123으로표지된단일클론항체의움직임에대한환자별개인특성을반영한모델이 B세포림프종의방사선치료에사용되었다. 항체 (Ab) 는혈관내에주사되며종양의항원 (Ag) 에작용한다. 항원항체합성물이혈관내로들어와요오드는요오드화물형태의요오드-항체로변환되고요오드화물은혈관내와간질공간에신속히균질하게분포한다. 갑상선이 블록 화되었다는것은항체를투여하기전에갑상선이요오드로포화되었다는것이다. 비선형성은항체처리기관인간의배위자-수용체균형화과정에서발생한다. da dt da dt 1 = - ) r + l21 + l61 + l91) A1 - l31(1 - FA3 ( l A + l A + l A 3 = - l ) r + l13 + l43) A3 + l31(1 - FA3 ( A ) Ab = antibody, Ag = antigen, Iv = intravascular, Is = interstitial, complex = Ab bound to Ag

135 환자별로 특성에 따른 가능한 수용체의 수(數)가 존재한다. F는 가능한 수용체의 몰수에 대해 투여된 항체의 몰수의 비율이다. [그림[부록-13] A nonlinear bio-kinetic model로 평가한 섭취후 시간에 따른 혈관내 I의 잔류분율]

136 5 장. 방사성요오드의특성 인체장기중갑상선에영향을미치는방사성핵종은방사성옥소혹은방사성요오드라고하며여러개의동위원소가존재한다. 이중선량계수가크면서동시에원전핵연료손상시환경으로의방출에따른피폭기여도가가장큰대표적인핵종인 I-131의붕괴도는다음과같다. [ 그림 [ 부록 -14] 방사성요오드 ( 131 I) 의붕괴도, LNE-LNHB/CEA Table de Radionucleides]

137 부록 - 참고문헌 [ 부록.1] ICRP. Individual Monitoring for Internal Exposure of Workers. International Commission on Radiological Protection; ICRP Publication 78; [ 부록.2] Berman. MIRD-12 Model; [ 부록.3] Koizmi et al. A nonlinear bio-kinetic model; [ 부록.4] ICRP. Radionuclide Transformations Energy and Intensity of Emissions. International Commission on Radiological Protection; ICRP Publication 38;

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