방사능 피폭

방사선은 공간을 흐르는 에너지이며, 불안정한 원자핵이 안정된 상태로 변하는 방사성 붕괴 과정에서 방출된다. 피폭은 이러한 방사선 에너지가 생체 세포의 DNA, 소기관, 효소 등에 전달되어 물리적·화학적 변화를 일으키는 과정을 의미한다. 방사선은 세포의 설계도인 DNA를 파괴하거나 변형시키며, 이로 인해 세포가 정상적으로 재생되지 못하거나 사멸하게 된다.

피폭은 발생 원인과 경로에 따라 다음과 같이 분류된다.

발생 원인에 따른 분류

• 자연 피폭: 대지(우라늄, 토륨, 라돈), 우주 방사선, 음식물 섭취를 통한 체내 방사성 핵종(칼륨-40, 탄소-14 등) 등 자연계에 존재하는 방사선에 의한 노출이다.
• 인공 피폭: 의료용 X선 및 CT 촬영, 원자력 발전소 운영, 핵실험이나 원자력 사고 등에 의한 노출이다.

경로에 따른 분류

• 외부 피폭: 신체 외부의 방사선원으로부터 방출된 방사선이 피부를 뚫고 내부 조직에 도달하는 경우이다.
• 내부 피폭: 방사성 물질을 호흡하거나 음식물로 섭취하여 체내로 유입된 후, 몸 안에서 지속적으로 방사선을 내뿜어 조직에 영향을 주는 경우이다. 특정 핵종은 특정 장기에 침착되는 특성이 있다.

방사선은 종류에 따라 물질을 뚫고 지나가는 투과력이 다르며, 이는 차폐 방법과 피폭 양상에 영향을 미친다.

• 알파선($\alpha$): 투과력이 매우 약하여 종이 한 장으로도 차단되나, 내부 피폭 시 세포 파괴력이 강하다.
• 베타선($\beta$): 알루미늄판 등 얇은 금속으로 차단이 가능하다.
• 감마선($\gamma$) 및 X선: 투과력이 매우 강하여 두꺼운 납판이나 콘크리트 벽이 필요하다.
• 중성자선: 투과력이 매우 강하며 물이나 파라핀 등 수소가 많이 포함된 물질로 차단한다.

방사선이 인체에 미치는 영향은 크게 결정적 영향과 확률적 영향으로 나뉜다.

결정적 영향

일정량 이상의 방사선에 노출되었을 때 반드시 나타나는 증상이다. 영향을 미치는 최소한의 양인 '문턱값'이 존재하며, 피폭량이 많아질수록 증상의 정도가 심해진다. 백내장, 불임, 피부 화상 등이 이에 해당한다.

확률적 영향

피폭량에 비례하여 발생 확률이 증가하는 영향이다. 문턱값이 명확하지 않으며, 아주 적은 양의 피폭으로도 발생할 가능성이 있다고 간주한다. 암 발생과 유전적 결함이 대표적이다.

단기간에 대량의 방사선에 노출되었을 때 발생하는 심각한 상태를 급성방사선증후군(ARS) 또는 방사능병이라고 한다. 세포 분열이 활발한 조직일수록 방사선에 민감하게 반응한다.

• 조혈계: 혈액을 만드는 골수 세포가 파괴되어 백혈구와 혈소판 수가 급감하며, 면역력 저하와 출혈을 유발한다.
• 소화기계: 위장관 점막 세포가 손상되어 메스꺼움, 구토, 설사, 탈수 증상이 나타난다.
• 중추신경계: 극심한 고선량 피폭 시 혼란, 경련, 의식 상실 등이 발생한다.
• 기타: 피부 화상, 탈모, 전신 피로감 등이 동반될 수 있다.