방사선 사고란 “방사선 또는 방사성 물질에 비의도적으로 노출된 경우와 노출이 의심되는 경우를 포함하는 상황으로써, 방사선에 의한 과다피폭과 방사성 물질에 의한 인체와 환경오염을 일으키며 심리 사회적 및 사회의 경제적 측면에 심각한 영향을 초래하는 사건” 또는 “평시에 없는 뜻밖의 사건으로 인체건강에 심각한 영향을 초래하는 방사선과 관련된 사건”으로 정의 할 수 있다. 방사선 사고에 대해 REAC/TS에서는 미국방사선방호측정위원회 (National Council on Radiation Protection and Measurements; NCRP)의 지침에 따라 방사선 사고를 다음중 하나로 구체적으로 정의하고 있다.

• 1) 전신피폭선량이 0.25 Sv 이상인 피폭
• 2) 피부선량이 6 Sv 이상인 피폭
• 3) 다른 조직에 대해서는 외부피폭으로 흡수선량이 0.75 Sv 이상인 피폭
• 4) 최대허용 신체부하량(MPBB)의 50% 이상인 내부오염
• 5) 과실로 인해 위 1)과 4)에 해당하는 피폭이 발생한 의료상 피폭

1) 원자로 사고

원자로사고는 정상 가동 중 사고와 원자로 사고로 구분된다. 정상 가동 중 방사선 사고는 일차계통 기기, 시료채취계통 기기, 방사성 폐기물 처리계통 기기 등의 방사능을 띤 기기의 유지 및 보수작업 과정에서 발생하는 사고이며 방사성 폐기물로부터 방사성 물질이 누출되는 경우도 포함된다.

원자로 사고 상황은 배관파손에 의해 발생되는 냉각재 손실로 인한 핵연료 손상 등이 포함된다. 상당량의 방사성 물질 누출이나 격납건물이 손상 되었을 경우 현장 근무자 및 원자로 인근의 일반 대중에게 고선량 피폭을 야기할 수 있으며 광범위한 환경오염을 초래할 수 있다. 또한 구름 및 지표면 오염에 의해 일반인에게 외부 피폭 및 방사성 핵종 흡입/섭취를 통한 내부 피폭을 초래할 수도 있으며, 원자로 사고는 장기적으로 지속되는 심리 영향을 포함한 비방사선학적 결과도 야기할 수 있다.

2) 임계 사고

손상 및 작업자에게 방사선 피폭을 초래할 수 있다. 즉각적으로 고준위의 방사선이 발생되며 인근 작업자는 고선량 피폭을 받게 된다. 사고 위치로부터 방벽 및 차폐시설에 의해 보호받거나 원거리에 위치한 작업자의 경우 저선량 피폭을 받을 수 있다. 특히 일반적인 방사선 사고의 경우 감마선 혹은 베타선에 의한 영향이 대부분이지만, 임계사고의 경우 핵분열반응 시 방출된 중성자에 의한 피폭을 수반한다.

* 임계질량(Critical Mass) : 원자로가 핵분열 연쇄반응을 유지하기 위해서는 핵분열 1회마다 생성되는 중성자의 수가 적어도 소비된 중성자의 수와 평형을 이루지 않으면 안된다. 즉, 핵분열 생성물질을 포함하는 계에 있어서 중성자가 핵분열반응 이외의 반응으로 흡수되던가 계외로 새어나가서 중성자의 수가 필요량 이하로 감소되는 것은 허용되지 않는다. 이와같이 계를 임계하는데 필요한 최소한의 핵분열성 물질의 질량을 임계질량이라 한다. 이것은 임계 치수나 임계 반지름에 대응하는 핵분열성 물질의 양을 가리킨다. 즉, 핵분열 물질을 포함하는 계에서 그 계를 임계상태로 하는데 필요한 핵분열성 물질(또는 핵연료)의 질량을 말한다.

3) 핵폭발

핵폭탄은 핵폭발로 인한 고열과 충격파, 방사선(적외선, 빛, 자외선, X선) 및 방사성 낙진으로 대규모 인명 피해와 함께 광범위한 지역에 방사능 오염을 유발시킨다.
핵폭발로 인해 발생 가능한 사상자는 다음과 같다.

• ㆍ충격파로 인한 사상자
• ㆍ고열로 인한 사상자(화상)
• ㆍ방사선으로 인한 사상자
  • - 초기 : ARS(급성 방사선증후군)로 인한 사상자
  • - 후기 : 방사성낙진으로 인한 영향, 암, 기형아 등의 영향

4) 방사능 확산장치(RDDs: Radiological Dispersal Devices)

방사능 확산장치는 고의적으로 방사성 물질을 인구밀집도가 높거나 넓은 지역에서 폭발시켜 방사성 물질을 환경 및 대기 중으로 확산시키는 장치이다. 이러한 방사성 물질은 외부피폭 및 내·외부 오염을 유발시키며 심각한 사회 심리적 공황을 야기시키는 것을 목적으로 하고 있으며, 오염구역의 복구에 상당한 기간이 소모된다.

(1) Dirty Bomb

• ㆍ폭발로 방사성과 비방사성 유산탄과 방사성분진을 발생시킨다.
• ㆍ폭발로 인해 방사성오염과 방사선피폭 및 신체적 상해 및 화상을 발생시키며 정신적으로 공황과 두려움을 초래한다.

(2) 그 외 방사능확산방법

• ㆍ비밀봉선원을 토양/물에 퍼트리거나 비행기 등을 이용해 공중에서 확산시키는 방법이 있다.
• ㆍ방사성선원은 고체, 에어로졸, 기체 및 액체의 형태로 될 수 있어서 공기, 물, 토양 및 음식물을 통해 사람들을
  오염시킬 수 있다.

5) 방사능 피폭장치(RED : Radiological Exposure Device)

방사능 피폭장치(RED)는 공중 구역에 방사성 선원을 은닉하여 사람들에게 외부 피폭을 유발시키는 장치를 말한다. 내부 오염은 선원이 고의적 혹은 사고에 의해서 손상을 받았을 때 발생할 수 있다.

방사능 피폭장치(RED)는 최대한 많은 사람들에게 영향을 줄 목적으로 인구밀집도가 높은 지역 혹은 통행량이 많은 장소에 설치를 하거나, 특정인 또는 상당한 영향력이 있는 관리자를 겨냥하여 설치하기도 한다.

사람들에게 미치는 피폭량과 특이적 영향은 선원의 특성(isotope, activity, amount)과 선원으로부터 각 사람들의 거리, 선원에 근접했던 시간, 피폭유형(전신 혹은 국소피폭)에 따라 달라질 수 있다.

6) 방사성 물질 운송 및 실험 사고

운송 사고는 도로, 철도, 항공, 해양 등 모든 운송수단에서 발생할 수 있으며, 운송되는 항목들이 매우 다양하게 분포하고 있다. 특히, 원자력 시설 내 취급 물질이나 산업 및 의료용으로 쓰이는 계측 및 소비용 방사선원 등이 있다. 그중에서 가장 큰 비율을 차지하는 것은 의료용 방사성 의약품이다.

운송 사고는 어디에서나 발생할 수 있으며 사고근처의 일반대중들에게 영향을 미칠 수 있다는 것이 가장 큰 문제점이다. 이러한 특성으로 방사성테러에 이용되기 쉽다는 점도 항상 주의해야 한다. 그렇지만, 다른 유형의 방사선 사고와 비교하여 방사성 물질 운송 사고의 발생 가능성은 거의 희박하며 이는 운송 용기 또한 사고에 대비하여 특수 설계 및 제작되어 있기 때문이다. 그러므로 표준 절차에 따라 올바르게 포장하였다면 방사성 물질의 손상 가능성은 낮다.

연구소 및 병원 내 실험실에서의 방사성 물질 운반사고의 경우에는 외부 피폭 및 흡입에 의한 내부피폭으로 인해 심각한 방사성상해를 초래 할 수 있다.

7) 분실과 도난 선원에 의한 사고

분실 및 도난 선원은 방사선 사고 중 특별한 경우이다. 일반인에 대한 위해도는 선원의 전체 방사능 값과 선원에 노출된 시간 및 거리에 따라 다르게 나타난다. 이 경우 방사선의 특성과 위험성을 모르는 일반인이 소지하는 경우와 선원을 조정하거나 파손시켜 오염을 초래하는 경우를 반드시 고려해야 한다. 이러한 경우에 전신 과피폭이나 국소 피폭 및 내부, 외부오염을 초래할 수 있으며 이로 인해 심각한 상해 및 사망에까지 이를 수 있다.

8) 산업용 선원의 사용 및 오용에 의한 사고

철판이나 배관의 용접부를 검사하거나 주물의 품질을 검사하는 방사선 비파괴 검사에 사용하는 방사선원은 그 강도가 상당할 뿐만 아니라 건설현장과 같은 열악한 장소에서 장소를 옮겨가며 작업이 이루어지기 때문에 국내외를 막론하고 과피폭 사고가 종종 발생한다.

선원에 대한 접촉은 손에 심각한 국소 방사선 상해를 초래할 수 있으며 고선량 전신 과피폭은 사망에까지 이룰 수 있다. 이 사고는 일반적으로 크게 다음의 세 가지 경우로 분류 된다.

첫째, 방사선원의 위치가 잘못되거나 분실 및 도난된 경우이다. 대표적인 예로 γ 방사선원을 분실한 경우이다. 이때의 문제는 습득한 사람들이 그 용기를 손상시켜서 본인 뿐 아니라 주변사람들도 피폭시킬 수 있다는 것이다.

둘째, 방사선원이 일상적인 작업 중에 실수로 인해 노출된 경우이다. 방사선 촬영 후 고장이나 실수로 작업자가 선원을 용기 안으로 회수하지 못한 경우이다.

셋째, 방사성 물질이 확산된 경우이다. 보관 중이던 방사성 용액 용기로부터 누설되거나, 방사성 물질을 사용하는 화학시설에서 방사성 물질의 누출 및 확산의 가능성이 존재한다.

9) 의료 과피폭 사고

이 사고는 치료용 선원의 방사능 계산 착오, X선 장비 및 가속기의 비정상 작동이나, 진단 및 치료 시 의도한 방사능 값보다 높게 운영되었을 때 발생할 수 있다. 대표적인 최근 사고로는 Costa rica 의료피폭사고로 1996년 8월에 San Juan de dios 병원에서 Co-60 방사선 치료기 Alcyon Ⅱ를 신규 도입하여 가동 중 선량계산 과오로 8월 26일부터 9월 27일까지 한 달간 치료받은 환자가 설계선량을 50-60% 초과하여 피폭된 사고가 있었다.

이 장치로 치료받은 115명의 환자 중 42명이 치료 후 9개월 내에 사망하였는데 부검 결과 3명은 방사선 피폭이 직접원인으로 판단되었으며 다른 4명도 방사선 영향이 의심되었다.

22명은 방사선보다는 본래의 질환이 사인인 것으로 평가되었으며 5명의 사인은 정확히 판단할 수 없었다. IAEA 전문가 팀이 조사한 당시 생존자 73명 중에도 대부분 과피폭이 확인되어서 이 사고로 인한 사망자 수는 더 많을 수도 있다.

방사선 사고 시 상해자는 외부피폭(국소 및 전신 피폭), 오염(내부 및 외부) 및 일반적 외상(conventional trauma) 중에 하나 혹은 그 이상의 상해를 입게 된다. 가능한 상해의 4가지 유형은 다음과 같다.

1) 일반적 상해

일반적 상해는 화재 및 증기 누출과 같은 다른 위험요소로부터 발생하거나 대규모 공황상황에 의해 발생한다. 방사성 물질을 수반한 악의적 사고에서 대부분의 일반적 상해는 폭발 및 공황상황에 의해 발생하며 환자는 오염 또는 피폭 여부만 확인한 후 일반적인 진료를 시행받는다.

2) 외부 피폭

외부 피폭은 인체 외부의 방사선원으로부터 방출되는 방사선에 의해 발생된다. 사고 진압에 관련된 직원 및 일반인들은 치사선량을 포함하여 저선량에서 고선량에 이르는 외부 피폭을 받을 수도 있다. 외부 피폭은 국소 및 전신 피폭으로 나타난다. 비파괴검사자의 밀봉선원에 대한 부적절한 취급이나 일반인이 분실 및 도난 밀봉선원을 소유함으로써 발생하는 방사선화상이 국소 피폭의 가장 일반적인 형태이다. 오염이 없으므로 제염이나 격리가 불필요하며 일반 진료가 가능하고, 상태에 따라 방사선 전신 피폭 가능성에 대한 진료가 필요할 수 도 있다.

3) 오염

오염은 방사성 물질이 환경으로 방출되었을 때 발생하며, 이로 인한 인체 오염은 신체 표면에 방사성 물질이 묻은 외부오염과, 호흡기나 입을 통해 섭취되어 체내에 방사성 물질이 유입된 내부오염으로 구분될 수 있다. 오염은 환자의 피폭을 지속시킬 뿐 아니라, 이 환자에 의해 주변 의료진과 다른 사람들에게도 피폭을 야기시킬 수 있다. 따라서 방사선 피폭 진료와 더불어 제염이 요구된다. 베타방출 핵종에 의한 고선량 외부오염은 심각한 방사선화상을 초래할 수 있으며 치사선량을 받은 내부오염은 사망에 이를 수도 있다.

4) 복합 상해

복합 상해는 일반적 상해에 방사선 피폭이 더해져서 나타난다.

더 나은 의료대응을 위해 방사선 사고 시 가능한 빨리 사고 방사선원의 종류와 선량을 확인하고 사고 장소가 어떤 방사성 핵종의 생산 및 사용 시설인지를 확인해야 한다. 다음 표 2-1은 방사선 사고를 특성별로 6개의 그룹으로 나누어 피폭과 오염을 구분하였다. 그룹 Ⅰ은 원자로와 산업/ 연구기관과 같은 핵 시설에서 발생되는 사고의 유형이며, 그룹 Ⅱ 선원은 산업과 의료시설에서 사용된다. 그룹 Ⅲ에서 밀봉선원은 산업과 의료에서 널리 사용되며, 산업현장에서 밀봉선원에 의한 사고가 가장 빈번하게 발생하고, 이 그룹에서 가장 심각한 상해와 사망이 발생한다. 그룹 Ⅳ는 대부분의 기관이 해당되며 낮은 방사선 준위(방사능량)와 짧은 반감기를 가진 방사성 핵종을 사용하기 때문에 위험한 사고는 거의 발생하지 않는다. 그룹 IV-VI에서는 한 명 또는 매우 적은 수의 사고가 발생되었다. 운반 중 사고의 가능성이 크기는 하지만 방사선 사고의 발생률은 높지 않은 편이다.

표 2-2는 관련된 동위원소와 신체 피폭부위, 발생 가능한 부상자 수에 따라 방사선 사고를 분류하였다.