Earticle

북한 우라늄 농축 시설은 국내외적으로 심각한 위협중 하나이다. 특히 우리나라 입장에서는 국가 안보에 관련된 사안이므로 항상 주시하고 대비를 하여야 한다. 북한 미신고 우라늄 농축시설 탐지 가능성을 평가하기 위해 시설로 부터 장․단거리에 따른 공기중 우라늄 농도를 예측하였다. 북한 농축시설에 대해 국제 사회에 알려진 정보와 다른 국가의 농축 시설 운영 데이터를 근거로 북한 시설로부터 공기중으로 누출되는 UF6 선원항(source terms)을 계산하였다. 계산된 선원항과 영변 주변 기상 자료를 바탕으로 장․단거리 대기 확산 모델 - Gaussian Plume and HYSPLIT Models -을 이용하여 북한 농축시설 주변과 멀리 떨어진 남한 지역에서의 공기중 우라늄 농도를 결정하였다. 최대 공기중 우라늄 농도와 위치는 기상 조건과 방출 높이에 따라 시설 바로 근처와 0.4 km 이내 이고, 농도 약 1.0 × 10-7 g․m-3로나타났다. 본 논문의 가정을 적용하였을 때, 수 십 μg 정도의 우라늄 샘플을 채취할 수 있을 것으로 나타났다. 이수십 μg 우라늄 양은 현대 측정 장비로 어려움 없이 측정 가능한 양이다. 반면에 영변 농축시설에부터 수 백 km이상 떨어진 남한 지역의 농도는 1.0 × 10-13 ∼ 1.0 × 10-15 g․m-3이하로 자연 방사성 우라늄 농도보다 낮은 값이다. 따라서 본 논문에 의하면 북한 영변 농축시설 주변에서 공기포집에 의한 신고 및 미신고 핵활동 탐지는 가능하지만 장거리에서는 불가능할 것으로 예측된다.

North Korea's uranium enrichment facility is a matter of international concern. It is of particular alarming to SouthKorea with regard to the security and safety of the country. This situation requires continuous monitoring of the DPRK andemergency preparedness on the part of the ROK. To assess the detectability of an undeclared uranium enrichment plant inNorth Korea, uranium concentrations in the air at both a short and a long distance from the enrichment facility wereestimated. UF6 source terms were determined by using existing information on North Korean facility and data from theoperation experience of enrichment plants from other countries. Using the calculated source terms, two atmospheric dispersionmodels (Gaussian Plume Model and HYSPLIT models) and meteorological data were used to estimate the uranium particleconcentrations from the Yongbyon enrichment facility. A maximum uranium concentration and its location are dependentupon the meteorological conditions and the height of the UF6 release point. This study showed that the maximum uraniumconcentration around the enrichment facility was about 1.0 x 10-7g․m-3. The location of the maximum concentration was withinabout 0.4 km of the facility. It has been assumed that the uranium sample of about a few micrograms (μg) could be obtained;and that few micrograms of uranium can be easily measured with current measurement instruments. On the contrary, auranium concentration at a distance of more than 100 kilometers from the enrichment facility was estimated to be about 1.0x 10-13∼ 1.0 x 10-15 g․m-3, which is less than back- ground level. Therefore, based on the results of our paper, an air sampletaken within the vicinity of the Yongbyon enrichment facility could be used to determine as to whether or not North Koreais carrying out an undeclared nuclear program. However, the air samples taken at a longer distance of a few hundredkilometers would prove difficult in detecting a clandestine nuclear activities.

방사선요법은 항암 치료에서 널리 이용되는 요법으로, 항암치료에 저선량 방사선을 이용하는 것에 대한 관심이 증가되고 있고, 저선량 방사선의 다양한 생물학적 효과가 있음이 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 마우스 모델에서저선량 방사선이 면역반응에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 이를 감지할 수 있는지를 조사하였다. C57BL/6 마우스에137Cs 선원을 이용하여 연속 3일간 총 90 mGy의 저선량 방사선을 전신 조사한 후 마지막 방사선 조사 2, 14, 28일후에 마우스를 희생시켜 말초 혈액 세포수, 비장 세포수, 비장 내 면역세포의 비율과 활성화 정도를 분석하였다. 말초혈액 검사를 통해, 저선량 방사선 조사군에서 적혈구와 혈소판 수의 유의적 변화는 관찰할 수 없었으며, 백혈구 수는마지막 방사선 조사 후 2일째에 선량-의존적인 감소를 보였으나, 점차 회복되는 경향을 나타냈다. 비장세포 수도 2일째 감소를 보였지만 서서히 그 수가 증가됨을 확인하였다. 2일과 14일째에 비장세포의 Foxp3 mRNA가 감소된 반면,CD4 T 세포와 CD69 양성세포가 증가되었다. 마우스에서 분할 저선량 방사선을 전신조사한 결과, 방사선조사군에서특이적인 임상 증상이나 유의적인 체중감소를 보이지 않았다. 본 연구에서는 마우스를 대상으로 저선량을 분할 조사하였을 경우에도 면역학적 변화를 확인할 수 있으며 이를 통해 향후 저선량 방사선의 생물학적 효과를 뒷받침하는 자료로 활용할 수 있으리라 기대한다.

Along with the wide use of radiotherapy in cancer treatment, there is growing interest in beneficial effect of low-dose irradiation (LDI) in cancer therapy. Therefore, we investigate how LDI affects immune responses in mice model. Total body irradiation (TBI) on C57BL/6 mice was given at low-dose rate of 1 mGy․min-1 using 137Cs source at three times for consecutive three days. Hematological examination, total cell numbers of spleen, populations and characteristics of splenocytes were determined. Total numbers of RBC or platelet in irradiated mice showed no significant changes. WBC counts were decreased in a dose-dependent manner 2 days after TBI, however, these differences are gradually waned until 28 days. Dose-dependent decrease in the number of splenocytes of TBI mice at day 2 was also improved as time progressed. While the level of Foxp3 mRNA was decreased, the frequency of CD4+ T cells and CD69+ cells in spleen was increased at day 2 and 14. Fractionated low-dose TBI on mice exhibited normal body weight with no distinguishable behavior during whole experimental periods. These results suggest that some parameters of immune system could be altered and evaluated by fractionated low-dose TBI and be used to broaden boundary of low dose radiation research.

한국은 국가건강검진을 시행하여 국민건강증진에 크게 기여하고 있으며 그 수검률 또한 증가하고 있다. 본 연구는수검률 증가에 따른 방사선검사의 증가가 예상되어 그 이용 빈도(이용량)와 피폭선량을 파악하고자 한다. 본 연구는2011년 국민건강보험공단 건강검진 분석 자료에서 방사선검사를 분리하여 이용량을 파악하고, UNSCEAR 2008년 보고서의 수록되어 있는 검사별 선량을 적용하여 국가건강검진에서 방사선검사로 인한 피폭선량을 추정한다. 주요 분석결과 2011년 국가건강검진 수검자 1인당 평균 피폭선량은 0.57 mSv로 추정되었고, 최대 11.081 mSv, 최소 0.02 mSv로추정되었다. 방사선검사의 이용 빈도와 피폭선량은 각각 총 16,005,914건, 6,311.76 person-Sv로, 이중 이용량은 흉부X선검사가 1,070,569 (69.17%)건으로 가장 높았고, 피폭선량은 위장조영검사가 5,217.94 (82.67%) person-Sv로 가장높았다. 성ㆍ연령별 결과 39세 이하를 제외한 전 연령대에서 여성의 수검비율과 피폭선량이 높았고, 특히 50-54세 여성이 1,674,787 (10.5%)건, 701.59 (11.1%) person-Sv로 가장 높았다. 검사별 선량에서 위장조영검사가 전체 82.67%를 차지하는 만큼 의료상(목적) 반드시 시행하는 경우를 제외하고는 위장내시경검사를 선택하여 수검 받도록 정책적으로 장려하고 외국의 사례와 같이 경제성과 실효성 평가에 따라 폐지된다면 국가건강검진에의 방사선피폭은 현저히줄어들 것으로 예상한다.

Korea conducts a national health screening program to improve and check-up on public health and in recent years,the screening usage has been increased. Given the increased screening usage for radiographic exams, this study predicts thefrequency of using radiographic exams and the exposure dose. This study estimates the usage of radiographic exams by isolating radiographic exams from the 2011 analysis of the national health insurance corporation, and estimates the publicexposure dose by applying each procedure’s dose table from UNSCEAR 2008. As a result of the analysis, in the 2011 National Health Screening, the average exposure dose per person is assumed tobe 0.57 mSv, and depending on the type of screening program from the radiographic exam, an examinee could be exposedto between 0.2 mSv and 11.081 mSv. The frequency of using radiographic exposure was found to be 16,005,914 and theexposure dose was 6,311.76 person-Sv. The most frequent exam is the Chest X-ray, which was performed 1,070,567 (69.17%),and the UGI has the highest exposure dose at 5,217.94 person-Sv (82.67%). The outcome is categorized based on genderand age, excluding those under 39 years old. In all age groups, the screening usage and exposure dose are higher in femalesthan in males. In particular, females between 50 and 54 years old have the highest screening usage (1,674,787, 10.5%) andexposure dose (701.59 person-Sv, 11.1%). As UGI accounts for 82.76% of procedures, except when done for medical purposes, if the government supports avoluntary UGI exam (which includes the UGI exam in the National Screening Program) or abolishes it completely, as seenoverseas, the cost-effectiveness and validity of the UGI exam, as well as the exposure dose from the National ScreeningProgram will all decrease significantly.

각 의료기관 내 방사선 관련 종사자나 방사선 치료환자들은 진단 및 치료 시 필연적으로 의료상 피폭을 수반하게 된다. 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고나 국제원자력기구(IAEA)의 기준에 따라 기준선량 제약치를 적용 및 권고 받고 있지만 1차 피폭대상자인 종사자나 환자들의 피폭최적관리를 위해서는 잠재적인 피폭대상자들에게 기존의 피폭관리 시스템보다 직접적이고 가용성이 높은 측정 및 분석 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 구비된 휴대용 단말과 연동하여 원거리에서 실시간으로 방사선 모니터링이 가능한 시스템을 개발하였다. 모니터링 시스템은 검출부, 영상부, 통신부 세 부분으로 구성되었다. 검출부는 시스템의 소형화를 위해 실리콘 광증배소자(silicon photomultiplier) 기반 섬광검출기를 설계하였으며, 영상부는 무선 CCD (charge-coupled device)카메라 모듈을 사용하여 검출부와 함께 Bluetooth 통신모듈을 통해 휴대용 단말로 측정된 방사선 정보와 영상이 전송된다. 제작된 시스템은 성능 평가를 위해 진단용 X-ray 발생장치와 137Cs, 22Na, 60Co, 204Tl, 90Sr 선원을 사용하였다. 측정결과를 통해 개발된 시스템은 gamma, beta, X-ray에 대해서 검출 반응성을 확인하였고, 방사선 세기에 따른 응답 선형성과 MCNPX 전산코드를 이용한 측정 거리에 따른 시스템의 검출 정확도 평가 시 3% 내외의 오차범위를 확인하였다. 본 연구의 결과는 방사선 검출 시스템 구성의 비용절감 효과와 개인피폭정도관리에 기여할 것으로 기대한다.

Radiation-related practitioners and radiation-treated patients at medical institutions are inevitably exposed to radiation for diagnosis and treatment. Although standards for maximum doses are recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICPR) and the International Atomic Energy Agency (IAEA), more direct and available measurement and analytical methods are necessary for optimal exposure management for potential exposure subjects such as practitioners and patients. Thus, in this study we developed a system for real-time radiation monitoring at a distance thatworks with existing portable device. The monitoring system comprises three parts for detection, imaging, and transmission. For miniaturization of the detection part, a scintillation detector was designed based on a silicon photomultiplier (SiPM). The imaging part uses a wireless charge-coupled device (CCD) camera module along with the detection part to transmit a radiation image and measured data through the transmission part using a Bluetooth-enabled portable device. To evaluate the performance of the developed system, diagnostic X-ray generators and sources of 137Cs, 22Na, 60Co, 204Tl, and 90Sr were used. We checked the results for reactivity to gamma, beta, and X-ray radiation and determined that the error range in the response linearity is less than 3% with regard to radiation strength and in the detection accuracy evaluation with regard to measured distance using MCNPX Code. We hope that the results of this study will contribute to cost savings for radiation detection system configuration and to individual exposure management.