갱신 : 2016-12-29

Accidents at Nuclear Power Plants and Cancer Risk

원자력 발전소(원전) 사고 및 암의 위험

Key Points

Ionizing radiation is a form of energy that is present naturally in the environment at low levels. Natural sources of ionizing radiation include radioactive minerals in the earth and cosmic rays from outer space. Ionizing radiation is also given off, or emitted, by medical x-ray machines, by some other man-made devices, and by radioactive isotopes produced in nuclear reactors and explosions of nuclear weapons (see Question 1).

At high doses, ionizing radiation can cause immediate damage to a person’s body, including radiation sickness and death. Lower doses may cause cancer, usually many years later. The cancer risk depends on the amount of radiation, the type of radiation, and the parts of the body exposed (see Questions 1 and 2).

Accidents that cause severe damage to nuclear power plants may result in the release of radioactive materials into the environment and associated exposures to ionizing radiation. The two radioactive isotopes released in such accidents that generally pose the greatest cancer risks are iodine 131 (I-131) and cesium 137 (Cs-137) (see Question 2).

For decades, the National Cancer Institute has been studying groups of people who were exposed to ionizing radiation from nuclear accidents and above-ground atomic weapons explosions to learn about the cancer risks from these exposures. This information will help researchers understand and minimize the health effects of future nuclear accidents (see Questions 3, 4, and 7).

Cancer patients residing near nuclear power plants at the time of an accident should be relocated immediately so their treatments may continue without interruption (see Question 6).

요점

▴ 이온화(전리) 방사선은 저준위에서는 환경에서 자연적으로 존재하는 에너지의 한 형태이다. 이온화 방사선의 천연공급원은 땅속에 있는 방사능 광물과 외계(우주)로부터 오는 우주광선 등이다. 이온화 방사선은 또한 X-RAY 기계나, 다른 인공적인 기기, 원자로에서 생산되거나 핵폭발에 의해 생성된 방사선 동위원소 등에 의해 주어지거나 방출된다.

▴ 고준위의 경우, 이온화 방사선은 원자병과 사망을 포함한 인체에의 즉각적인 손상을 일으킬 수 있다. 저준위의 방사선은 보통 수년 뒤에 암을 유발할 수 있다. 암 발생의 위험은 방사선의 양과 종류 및 인체의 노출부위 등에 달려 있다.

▴ 원전에 심각한 손상을 야기하는 사고는, 방사능 물질을 환경 속으로 유찰하는 것과 이온화 방사선에 (사람들이) 노출되는 것 등이다. 가장 큰 암의 위험성을 안고 있는 사고 시에 방출되는 두 가지의 방사선 동위 원소는 요오드 131과 세슘 137이다.

▴ 지난 수십년 동안 NCI는 이러한 노출로 인한 암 발생위험에 대하여 알아내기 위해, 원전사고나 지상 핵폭발로부터 이온화 방사선에 노출된 사람들의 집단을 연구해오고 있다.

이런 정보는 연구자들이 미래의 핵물질 사고가 건강에 미치는 영향을 이해하고 최소화하는데 도움이 된다.

▴ 사고 시에 원전 가까이 살고 있는 암환자들은 즉각 다른 곳으로 소개해야하고, 그들에 대한 치료는 지체 없이 수행되어야 한다.

1.What is ionizing radiation?

Ionizing radiation consists of subatomic particles (that is, particles that are smaller than an atom, such as protons, neutrons, and electrons) and electromagnetic waves. These particles and waves have enough energy to strip electrons from, or ionize, atoms in molecules that they strike. Ionizing radiation can arise in a number of ways, including the following:

From the spontaneous decay (breakdown) of unstable isotopes. Unstable isotopes, which are also called radioactive isotopes, give off, or emit, ionizing radiation as part of the decay process. Radioactive isotopes occur naturally in the Earth’s crust, soil, atmosphere, and oceans. These isotopes are also produced in nuclear reactors and nuclear weapons explosions.

From cosmic rays originating in the sun and other extraterrestrial sources and from technological devices ranging from dental and medical x-ray machines to the picture tubes of old-style televisions.

Everyone on Earth is exposed to low levels of ionizing radiation from natural and technological sources in varying proportions, depending on their geographic location, diet, occupation, and lifestyle.

At high doses, ionizing radiation can cause immediate damage to a person’s body, including radiation sickness and death. Ionizing radiation is also a carcinogen, even at low doses; it causes cancer primarily because it damages DNA. However, the lower the dose of ionizing radiation, the lower the chances of harm.

Children and adolescents are more sensitive to the cancer-causing effects of ionizing radiation than adults because their bodies are still growing and developing. In addition, children and adolescents usually have more years of life following radiation exposure during which cancer may develop.

1) 이온화 방사선이란 무엇인가?

이온화 방사선은 아원자(원자구성입자)들 즉 양자, 중성자, 전자 같은 원자보다 작은 입자와 전자기파로 구성된다. 이러한 입자와 파장은 그들이 부딪치는 분자 속의 원자로부터 전자를 빼앗거나 혹은 원자를 이온화하기 위한 충분한 에너지를 함유하고 있다. 이온화 방사선은 아래 사항을 포함하여, 다양한 방식으로 발생할 수 있다.

▲ 불안정한 동위원소의 자연스런 분열로부터 발생

방사선 동위원소라고도 불리는 불안정한 동위원소는 붕괴(분열)과정의 일부분으로써 이온화 방사선을 방출하거나 발산한다.

방사선 동위원소는 지표면 속이나 흙, 대기 및 대양에서 존재한다. 이러한 동위원소는 워자로와 핵무기의 폭발에서도 생성된다.

▲ 태양과 다른 외계의 발광체 등의 우주선 그리고 치과 및 의료용 X-선 촬영기와 구형 TV의 브라운관 등으로부터

지구상의 모든 사람은 자신들이 살고 있는 지리적 위치나 식단, 직업 및 생활양식에 따라서, 자연적이거나 인위적, 기술적인 원천으로부터 다양한 양의 저준위의 이온화 방사선에 노출되어 있다. 대량으로 피폭되면 이온화 방사선은 원자병과 사망을 포함한 인체에 즉각적인 손상을 유발할 수 있다.

이온화 방사선은, 저용량이라도 발암물질이다. : 방사선이 DNA를 손상시키기 때문에 주로 암을 유발한다. 그러나 이온화 방사선양이 적으면 적을수록, 손상의 가능성도 적다.

어린이들과 청소년들은 자신들의 몸이 아직 성장기에 있기 때문에 성인들보다 이온화 방사선의 발암효과에 더욱더 민감하다. 더욱이, 어린이들과 청소년들은 방사선 노출 후 살아갈 날이 더 길기 때문에 암의 발병 가능성도 더 길다.

2.What cancer risks are associated with nuclear power plant accidents?

Nuclear power plants use energy released by the decay of certain radioactive isotopes to produce electricity. Additional radioactive isotopes are produced during this process. In nuclear power plants, specially designed fuel rods and containment structures enclose the radioactive materials to prevent them, and the ionizing radiation they produce, from contaminating the environment. If the fuel and surrounding containment structures are severely damaged, radioactive materials and ionizing radiation may be released, potentially posing a health risk for people. The actual risk depends on several factors:

The specific radioactive materials, or isotopes, released, and the quantities released.

How a person comes into contact with the released radioactive materials (such as through contaminated food, water, air, or on the skin).

The person’s age (those exposed at younger ages are generally at higher risk).

The duration and amount of the exposure.

More information about the health effects of ionizing radiation exposure is available from the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) (http://www.bt.cdc.gov/radiation/emergencyfaq.asp) and the Environmental Protection Agency (http://www.epa.gov/rpdweb00/understand/health_effects.html).

The radioactive isotopes released in nuclear power plant accidents include I-131 and Cs-137. In the most severe kinds of accidents, such as the Chernobyl accident in 1986, other dangerous radioactive isotopes, such as strontium-90 (Sr-90) and plutonium-239, may also be released.

Human exposure to I-131 released from nuclear power plant accidents comes mainly from consuming contaminated water, milk, or foods. People may also be exposed by breathing dust particles in the air that are contaminated with I-131.

Inside the body, I-131 accumulates in the thyroid gland, which is an organ in the neck. The thyroid gland uses iodine to produce hormones that control how quickly the body uses energy. Because the thyroid does not distinguish between I-131 and nonradioactive iodine, the thyroid gland will accumulate either form. Exposure to radioactive iodine may increase the risk of thyroid cancer many years later, especially for children and adolescents.

Exposure to Cs-137 can be external to the body or internal. External exposure comes from walking on contaminated soil or coming into contact with contaminated materials at nuclear accident sites. Internal exposure can come from breathing particles in the air that contain Cs-137, such as dust originating from contaminated soil, or ingesting contaminated water or foods. Because Cs-137 is not concentrated in a particular tissue, the ionizing radiation that it releases can expose all tissues and organs of the body.

2) 원전사고와 관련된 암 발병 위험성은 어떤 것이 있나?

원자력 발전소란 것은 어떤 방사선 동위원소가 분열할 때 발생하는 에너지를 이용하여 전기를 생산한다. 추가적인 방사선 동위원소도 이 과정에서 생성된다. 원전에서는 특수하게 디자인된 연료봉과 격납구조물이 방사능 물질을 봉쇄하여 환경오염을 예방하고 또 이들이 생산하는 이온화 방사선을 봉쇄한다. 만일 그 연료와 그것을 둘러싼 격납구조물이 심하게 손상을 받으면, 방사능 물질과 이온화 방사선이 누출되어, 잠재적으로 사람들의 건강에 위험을 줄 수 있다.

실제적인 위험은 몇 가지 요인에 달려 있다.

▲ 누출된 어떤 방사능 물질이나 동위원소 및 누출된 양

▲ 사람들은 어떤 매체를 통하여(예를 들면, 오염된 음식, 물 혹은 피부를 통하여) 누출된 방사능 물질과 접촉하는가?

▲ 사람의 연령(젊은 나이에 노출된 사람들은 일반적으로 고위험도이다.)

▲ 노출된 시간과 양

원전사고에서 유출되는 방사선 동위원소는 요오드-131과 세슘-137이다. 1986년 체르노빌 사고 같은 최악의 심각한 사고의 경우, 스트론티움-90과 플루토늄-239같은 다른 위험한 방사선 동위원소들도 유출될 수 있다.

원전사고 현장에서 유출된 요오드-131에 사람이 노출되는 경로는, 주로 오염된 물과 우유 및 식품이다. 사람들은 요오드-131에 오염된 공기 속의 먼지 분자들을 호흡함으로써도 노출될 수 있다.

일단 체내에 들어오면, 요오드-131은 목에 있는 기관 중의 하나인 갑상선(샘)에 축적된다. 갑상선은 인체가 에너지를 얼마나 빨리 이용하는지를 조절하는 호르몬을 생산하기 위해 요오드를 이용한다. 갑상선은 요오드-131이나 비방사선요오드를 구분하지 않기 때문에, 갑상선은 어느 형태이든 요오드는 다 축적할 것이다.

방사선요오드에 노출되면, 특히 어린이나 청소년이 노출되면 수년 뒤에 갑상선암 발병 위험을 높일 수 있다.

세슘-137에의 노출은 인체의 외부일 수도 내부일 수도 있다. 외부 노출은 오염된 토양을 밟거나, 원전사고 지역에서 오염된 물질을 접촉함으로서 일어날 수 있다. 내부 노출은 오염된 토양에서 생긴 먼지 같이 세슘-137이 포함된 공기 속의 입자들을 흡입하거나, 오염된 식음료를 섭취함으로써 발생할 수 있다. 세슘-137은 유독 한 곳의 조직에만 집중되지 않기 때문에, 이것이 방출하는 이온화 방사선은 인체의 모든 조직과 기관을 노출시킬 수 있다.

3.How have researchers learned about cancer risks from nuclear power plant accidents?

Much of what is known about cancer caused by radiation exposures from nuclear power plant accidents comes from research on the April 1986 nuclear power plant disaster at Chernobyl, in what is now Ukraine. The radioactive isotopes released during the Chernobyl accident included I-131, Cs-137, and Sr-90.

Approximately 600 workers at the power plant during the emergency received very high doses of radiation and suffered from radiation sickness. All of those who received more than 6 grays (Gy) of radiation became very sick right away and subsequently died. Those who received less than 4 Gy had a better chance of survival. (A Gy is a measure of the amount of radiation absorbed by a person’s body.)

Hundreds of thousands of people who worked as part of the cleanup crews in the years after the accident were exposed to lower external doses of ionizing radiation, ranging from approximately 0.14 Gy in 1986 to 0.04 Gy in 1989. In this group of people, there was an increased risk of leukemia.

Approximately 6.5 million residents of the contaminated areas surrounding Chernobyl received much lower amounts of radiation. From 1986 through 2005, these people received an accumulated average dose of 0.0092 Gy from external and internal sources of radiation. Children and adolescents exposed to I-131 showed an increased risk of developing thyroid cancer (see Question 4).

3) 연구자들은 원전사고로 인한 암의 위험에 대해 어떻게 배웠나?

원전사고로 인한 방사선 노출 때문에 생긴 암에 대해 알려진 것 대부분은 지금의 우크라이나에 있는 1986년 체르노빌 핵발전소의 재앙에 관한 연구로부터 기인한다. 체르노빌 사고 중에 유출된 방사선 동위원소는 요오드-131, 세슘-137 및 스트론티움-90 등이다.

위기상황 중에 원전에 있었던 약 600여명의 근로자들은 방사선의 대량 피폭을 받았고 또 원자병으로 고통 받았다.

6그레이(gy) 이상의 방사선 피폭자 전부는 즉시 병에 걸렸고 결과적으로 다 죽었다. 4그레이(gy) 이하로 피폭된 사람들은 그들보다는 생존의 가능성이 더 컸다.(1그레이는 인체가 받아들을 수 있는, 허용된 양이다.)

사고 후 수년에 걸쳐서 철거 및 정리작업에 투여된 수십만명의 사람들은 1986년에는 0.14그레이에서 1989년의 0.04그레이에 이르기까지 이온화 방사선의 소량 피폭에 노출되었다. 이 집단의 사람들은 백혈병의 높은 위험에 시달리고 있다.

약 65만명의 체르노빌 주변의 오염지역의 주민들은 훨씬 적은 양의 방사선에 피폭되었다. 1986년부터 2005년에 걸쳐서, 방사선의 외부 및 내부 오염원으로 인하여 평균 0.0092 그레이 정도의 축적된 양을 피폭했다.

요오드-131에 노출된 어린이들과 청소년들은 갑상선암에 걸릴 위험이 한층 높아졌다.

4.How long after exposure to I-131 is the risk of thyroid cancer increased?

Although the time it takes for the radiation to decrease by half (the half-life) of I-131 is only 8 days, the damage it causes can increase the risk of thyroid cancer for many years after the initial exposure.

A study led by National Cancer Institute (NCI) researchers followed more than 12,500 people who were younger than age 18 at the time they were exposed to high doses of I-131 (0.65 Gy on average) from the Chernobyl accident. A total of 65 new cases of thyroid cancer were found in this population between 1998 and 2007. Roughly half of these new cases were attributed to I-131 exposure. The researchers found that the higher a person’s dose of I-131, the more likely they were to get thyroid cancer (with each Gy of exposure associated with a doubling of risk). They also found that this risk remained high for at least 20 years.

4) I-131에 노출이 되면 갑상선암의 위험은 얼마동안 증가되나?

비록 요오드-131의 반감기(방사선이 반으로 줄어드는데 걸리는 시간)가 8일 밖에 안되지만 그것이 유발하는 피해는 최초 노출 후, 수년간 갑상선암의 위험을 증가시킬 수 있다.

NCI 연구자들이 주도한 한 연구에서, 그 당시 체르노빌 사고로 I-131에 대량 피폭(평균 0.65그레이)된 18세 이하의 12,500명을 대상으로 추적하였다. 1998년에서 2007년 사이에 이 인구집단에서 총 65건의 갑상선암의 신발(新發)사례가 기록되었다. 대강, 이 사례의 절반은 요오드-131의 노출에 기인했다.

연구자들이 발견한 바는, I-131에 많이 노출되면 될수록 갑상선암에 더 많이 걸렸다.(1그레이씩 상승할 때마다 2배의 발암률을 보였다.) 또한 연구자들은 이런 위험은 적어도 20년 동안 높은 비율로 지속되었음을 발견했다.

5. What should cancer patients do if they live in an area that may be contaminated due to a nuclear power plant accident?

Cancer patients who are being treated with systemic chemotherapy or radiation therapy should be evacuated from the area where a nuclear power plant accident has occurred so their medical treatment can continue without interruption. Patients should always keep a record of the treatments they have had in the past and that they may be currently receiving, including the names of any drugs and their doses. These records may be important in the aftermath not only of a nuclear power plant accident but also of other large-scale events that may disrupt medical services, when medical records may be lost.

Local or national authorities may also advise certain people (newborns, infants, children, adolescents, and women who are pregnant) in areas with high I-131 contamination to take potassium iodide (KI) to prevent the accumulation of I-131 in their thyroid. KI should not pose a danger to someone who previously received radiation therapy or chemotherapy. Patients who are actively being treated for cancer and who are advised to take KI should consult with their doctor before taking the medication, so their doctor can evaluate their treatment plan and their health status, including their nutritional status, to determine the safety of KI treatment for them.

5) 만일 암환자들이 원전사고로 인해 오염될지 모르는 지역에 살고 있다면 이들은 어떻게 해야 하나?

전신화학요법이나 방사선요법으로 치료를 받고 있는 암환자들은 자신의 치료가 중단 없이 계속될 수 있도록 원전사고지로부터 소개시켜야 한다. 환자들은 과거에 받은 치료기록과 약명과 병명을 포함하여 현재 받고 있는 치료기록들을 늘 챙겨야 한다. 이런 기록들은, 원전사고뿐만 아니라 의료기록이 유실될 수 있는, 그래서 의료서비스를 뒤흔들 수 있는 대형사건에 대비해서라도 매우 중요하다.

지역 및 국가기관에서는 I-131 오염 위험성이 큰 지역에 사는 일부 특정한 주민들(신생아, 유아, 어린이들, 청소년 및 임신부)에게 자신들의 갑상선에 I-131 축적을 예방하도록 포타슘요오드(KI)를 복용하도록 권고할 수 있다. 포타슘요오드(KI)는 전에 방사선 치료와 화학요법을 받은 적이 있는 사람들에게 위험을 초래해서는 안된다. 지금 암 치료를 적극적으로 받고 있고 또 KI 복용을 권고 받은 환자는 약물복용 전에 의사와 협의해야 한다. 그래야 의사들이 KI 사용이 안전한지 여부를 결정하기 위해 환자의 영양상태를 포함한 의료계획과 건강상태를 평가할 수 있다.