방사선학과

1895년 11월 8일 독일 Wurzburg대학 교수이며 물리학자인 빌헤름 콘라드 뢴트겐(Wilgelm Conrad Roentgen)은 Crookes관을 이용하여 음극선을 연구하던 중 실험장치 옆에 있던 cyanide barium screen에서 발광하는 것을 발견(차폐된 음극관을 이용한 실험중 형광작용이 미지의 광선에 의해 생기는 것을 확인)하고 이를 X-선이라고 명명한 후 1895년 12월 8일 논문을 발표하였으며 이로 1901년 제 1회 노벨물리학상을 수상 하였습니다.

X-선은 고속의 전자선속이 X-선관의 양극(anode)에 있는 저지극(target)에서 갑자기 감속할 때 에너지변환으로 발생합니다. X-선관은 target이 있는 양극과 전자의 발생원인 필라멘트(filament)가 자리잡은 음극(cathode)을 지닌 진공관으로서 촬영시 전극간에 고전압이 주어집니다.

전자가 텅스텐 원자핵 근처를 통과할 때 핵의 인력으로 인해 본래의 진행 방향에서 편향되면서 급속히 감속되어 에너지를 소실합니다. 이때 전자가 감속되며 잃은 에너지의 1%가 X-선으로 변환되며 그 외 손실 에너지의 99%는 열로 변합니다.

가속된 진입전자가 텅스텐 원자핵의 내각 전자에 충돌하여 이탈시키게 되면 그 다음 외각전자가 내각으로 천이하게 되고 이때 에너지 준위 차이만큼 일정 에너지의 광량자가 나오는데 이를 특성 방사선이라 하며 단일에너지로 구성되는 특징이 있습니다.

종류에 따라 물질을 투과하는 투과력이 각각 다르며 크게 알파선, 베타선, 감마선이 있으며 자연 방사선과 인공 방사선으로 나눌 수 있습니다.
자연방사선은 땅속의 광물질로부터, 우주로부터, 또 전자기기로부터, 음식물로부터, 우리의 몸 속으로부터 심지어 담배에서도 발생됩니다. 예를들면 자연방사선을 내는 물질중 우라늄의 매장량이 많고 적음에 따라 혹은 해발 고도의 차이 등에 따라 상당한 차이가 있는데 브라질의 가라파리시에서는 연간 10mSv의 자연방사선이 발생된다고 합니다.
인공방사선은 인위적인 행위에 의해 발생되는 방사선을 말하는데 병원에서 검사에 쓰이는 X-선 장치, 치료에 쓰이는 암치료 장치, 공항에서 쓰이는 보안검색장치, TV등과 같은 전자제품에서 발생되는 방사선, 원자력발전소 같은 곳에서 발생되는 방사선 등을 인공방사선이라 부릅니다.
이처럼 방사선은 자연방사선과 인공방사선으로 구별하고 있지만 방사선이 가지는 성질이나 인체에 미치는 영향 등 모든 특성은 자연방사선과 인공방사선이 똑같습니다. 방사선이 인체에 미치는 영향에서 우리가 방사선과 함께 생활을 해도 아무런 문제가 없는 것은 우리 주위에 있는 방사선의 양이 특별히 관심을 두지 않아도 되는 적은 양이기 때문입니다. 그러나 우리를 따뜻하게 해주는 열이나 물체를 볼 수 있게 해주는 빛도 순간적으로 너무 많이 받으면 몸에 해로운 것처럼 일시에 너무 많은 방사선을 받게 되면 여러 가지 신체적 장애가 나타납니다.

병원에서 가슴에 X-선을 1회 촬영할 때에 약 0.3mSv의 방사선을 받는다는 연구결과가 나와 있습니다. 사람이 70만 밀리렘의 방사선을 한꺼번에 전신에 받을 것 같으면 여러 증세를 보이다가 수일 내에 사망하게 됩니다. 그러나 암 치료를 위해 국소에 이용하면 효과를 볼 수 있습니다. 10만 밀리렘의 방사선을 한꺼번에 전신에 받는다면 구토와 설사 등은 보이지만 생명에는 즉각적인 영향은 없습니다. 그러나 1백명 중 1명쯤은 몇 년 후에 암에 걸릴 수도 있습니다. 1만 밀리렘의 방사선을 한꺼번에 받을 경우에는 생물학적으로 별다른 영향이 나타나지 않습니다.
500밀리렘은 보통 사람이 이 정도는 받아도 영향이 없다고 정한 한계선량입니다.
240밀리렘은 우리가 일상생활을 하면서 연간 받을 수 있는 평균 자연방사선량입니다.
세상에 살고 있는 모든 사람은 누구든지 대략 이 정도의 방사선량은 받고 있다고 보아야 합니다. 5밀리렘은 원자력발전소 주변지역에 생활하면서도 받을 수도 있는 최대 양입니다. 그러나 실제로는 원자력발전소 주변에 살고 있다고 해도 1밀리렘 정도밖에 받지 않는다는 것이 최근에 실제 측정치입니다. 방사선 폐기물 처분장을 운영함으로써 받을 수 있는 방사선량은 1밀리렘 이하라는 것이 처분장을 운영해오고 있는 외국의 실제 경험들입니다.

요즈음에는 시버트(sievert)라는 새로운 단위를 사용하고 있습니다. 시버트는 방사선의 형태와는 관계없이 어떠한 방사선이든지 그 방사선으로 인한 일정한 생물학적 효과만을 나타내는 단위입니다. 적은 양의 방사선량을 나타낼 때는 1시버트(Sv)의 1천분의 1인 1밀리시버트(mSv)를 사용합니다. 1밀리시버트는 100밀리램과 같습니다.
신문과 TV를 통해 베크렐(bq), 그레이(Gy), 시버트(Sv)등 친숙하지 않은 단어를 듣게 됩니다. 이들은 모두 방사선의 세기와 방사선의 양 등을 표시하는데 사용되는 단위입니다.
방사선이 갖고 있는 에너지를 측정할 때 필름벳지, TLD뱃지, 가이거계측기와 같은 방사선 측정기를 이용합니다. 방사선량을 측정한다고 하는 것은 어떤 물체에 방사선의 에너지가 얼마나 흡수되는지를 측정하는 것입니다. 이 경우에 그 흡수선량의 단위를 라드(rad)라고 합니다.