광자와 전자 방사선에 대한 수정체 감시 실용량의 적합성 평가

Abstract

국문 요지

광자와 전자 방사선에 대한 수정체 감시 실용량의 적합성 평가

김 태 우

지도교수: 이 재 기 국제방사선방호위원회(ICRP)는 간행물 118에서 수정체에 대한 연간 등가선량 한도를 기존 150mSv에서 20mSv수준으로 크게 낮추어 권고하였다. 이렇게 수정체의 연간 등가선량한도가 크게 낮춰짐에 따라 기존에 이뤄지던 수정체 등가선량 평가가 적절한지를 확인하고, 보다 정확한 수정체 등가선량 평가를 해야 할 필요성이 대두되고 있다. 측정 불가능한 수정체 등가선량을 대체하기 위한 감시 실용량으로 3mm 깊이에서의 선량당량인 Hp(3)이 권고되었으나 일반적으로 사용되는 개인선량계가 심부선량 관리를 위한 10mm 깊이 개인선량당량, Hp(10)과 표층선량 관리를 위한 0.07mm 깊이 개인선량당량, Hp(0.07)만 측정하도록 설계되어 있기 때문에 ICRP에서는 Hp(0.07)을 수정체 등가선량으로 간주해도 무방하다는 입장을 권고했다. 그러나 선량한도가 크게 낮아짐에 따라 보다 정확한 수정체 등가선량 평가가 필요하게 되었으며 Hp(0.07)의 사용으로 인한 오차의 영향이 과거보다 훨씬 클 것이 분명히 예상된다. 따라서 본 연구에서는 우선Hp(0.07)이 수정체 등가선량을 적절히 대체할 수 있는지 검토하여 그 적합성을 평가하고자 한다. 이와 더불어 수정체 등가선량 계산을 위한 모의 피폭체가 ICRP 간행물 116에서 새로 권고되었고 과거 선량당량 계산 시 전자와 광자를 동시에 수송하지 않았던 문제점을 보완한 재계산을 수행할 시 여전히 Hp(3)이 수정체 선량을 적절히 대체할 수 있는지에 대한 확인이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Hp(0.07)과 더불어 Hp(3)에 대한 적합성 평가를 함께 수행하였다. 실용량의 적합성 평가를 위해 MCNPX 코드를 이용하여 수정체를 포함한 머리 모의 피폭체와 선량당량 계산을 위한 원통형 모의 피폭체를 모델링하였다. 모델링한 모의 피폭체에 전자와 광자를 수송하여 에너지 별 수정체 등가선량과 선량당량 H(0.07) 및 H(3)를 계산하였다. 이 후 수정체 등가선량과 각각의 선량당량의 비를 계산하여 실용량의 적합성을 평가하였다. 평가 결과 기존에 사용해온 0.07mm 깊이의 선량당량인 H(0.07)은 전자와 광자에 대해 모두 수정체 선량을 에너지에 따라 과소 및 과대 평가함을 확인하였다. 따라서 H(0.07)은 수정체 선량평가에 부적절한 실용량으로 판단되었다. 이와 달리 H(3)는 새로 변경된 수정체 등가선량 및 선량당량 계산 개념에서도 수정체 등가선량을 전반적으로 잘 대체하는 것을 확인하였다. 이에 따라 수정체 선량평가를 위한 감시 실용량으로 H(3)가 여전히 적절한 것으로 판단되었다. 수정체 선량평가를 위한 감시 실용량의 적합성 평가와 더불어 수정체 방호의 주요 도구인 납 안경의 광자에 대한 선량저감 효과를 평가하였다. 평가 결과 저에너지에서는 매우 좋은 효과를 보이나 에너지가 높아질수록 효과가 감소하며 심지어 2MeV 이상에서는 선량이 오히려 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 고에너지 광자를 피폭하는 경우는 납 안경 착용이 일반적으로 권고되지 않으므로 납 안경은 수정체 방호에 매우 효과적인 것으로 확인되었다.