비전리방사선의 건강영향

라디오파와 마이크로파는 전자기 에너지의 한 형태이며, 이를 무선주파수(Radio-frequency, RF)라고 한다. RF 방출이라 하면 에너지, 방사선, 장(場) 등을 연상하게 된다.
방사선은 파동 혹은 입자의 형태로 공간을 통하여 에너지가 진행하는 것이다. 전자기방사선(electromagnetic radiation)은 파동의 진행방향으로 한 축은 전기장이 다른 한 측은 자기장이 형성되는 것이다. 이러한 파동은 도전체 금속(conductive metal)이나 안테나에 전하(electric charge)의 움직임인 전류를 만들어 생성한다.
방송국 혹은 휴대전화 기지국의 안테나에 흐르는 전류를 변화시켜 송신안테나를 통해 방사되는 전자기파를 생성하고, 건물, 자동차 혹은 휴대전화에 있는 수신안테나를 통하여 이 전자기파를 받을 수 있다. 전자기장(電磁氣場)은 특정 지역에 전자기 에너지가 존재함을 나타내는 것이다. RF 장(場)은 그 위치에서 전기장, 자기장의 강도로 설명할 수 있다.

파장과 주파수(혹은 진동수, frequency)로 전자기 에너지를 설명한다. 전자기파는 광속(c)으로 진행하며, 광속과 파장(λ), 진동수(ν)의 관계는

{\lambda} = \frac{C}{\nu}

가 성립한다.
전자기파는 수 Hz의 극저주파(ELF, Extremw Low Frequency)에서 엑스선, 감마선과 같은 약 10¹⁷ Hz 이상의 아주 큰 고주파에 이르기까지 다양하다. RF는 이중 약 3 kHz ~ 300 GHz의 것이며, RF와 전리방사선(엑스선, 감마선) 영역 사이에 적외선, 가시광선, 자외선 등이 있다. RF에는 라디오/TV파, 마이크로파 등이 있다. 주파수로 구분하면 자외선까지가 비전리방사선이다.

RF 이용 분야

주로 통신 분야에 해당한다. 라디오와 TV 방송, 휴대전화, 개인통신서비스(PCS), 페이저, 무선전화, 무전기, 아마추어 무선통신, 극초단파 점 무선연결, 위성통신 등이 있다.
마이크로 오븐과 레이다는 비 통신 분야이다. 마이크로 오븐처럼 RF를 발생시켜 플라스틱 주조, 목재접합, 신발/지갑 밀봉, 식품가공 등 공업용 가열과 밀봉처리에 사용한다.
의료용으로 피하조직 열처리, 손상조직과 종양 치료목적으로 조직에 고열을 가하기 위해 사용하기도 한다.

마이크로파

마이크로파는 수 백 MHz에서 수 GHz 범위의 RF이다.
가정용 마이크로 오븐의 주파수는 2.45 GHz이다. 이 주파수대에서 물분자들에 효과적으로 에너지를 전달할 수 있기 때문에 수분을 함유한 음식을 데우는데 효과적이다. 마이크로파는 통신에도 사용한다.(셀룰러 라디오, PCS, 지상기지국과 지구궤도 위성과의 전송연결, 이동방송, ENG 라디오 연결 등)

RF 장 측정
RF의 크기는 전자기 성분으로 표현하며, V/m 혹은 A/m로 표현한다. 측정지점이 RF 선원에서 일정 거리 이상 떨어져 있을 경우, 출력밀도(mW/cm²)로 표시한다.

생물학적 영향

RF 에너지에 의해 생체조직이 가열되면 영향이 나타날 수 있다. 고준위 RF에 의행 오랜 기간 노출되면 해로울 수 있다. 마이크로 오븐에서 알 수 있듯, 100 mW/cm² 혹은 그 이상 높은 출력밀도의 RF 에 노출되면 생체조직이 가열되고 체온이 상승한다. 이 경우 신체가 열을 발산하지 못하면 조직에 손상이 올 수 있다. 특정 환경에서는 1~10 mW/cm² 와 그 이상에서도 생체조직이 온도상승이 측정되긴 하나, 손상까지 이르지는 않는다.

눈과 고환이 온도상승에 취약하다. 동물실험(토끼)에서 100~200 mW/cm² 의 아주 높은 출력밀도의 RF로 30분에서 1 시간 노출되면, 백내장이 생겼다. 정자의 수와 운동성의 변화로 일시적인 불임이 있을 수 있다.

일반인이 노출되는 환경수준의 RF는 전햐 영향이 없으나, 고준위 RF에서 작업하는 직무종사자의 경우 권고한도를 초과하여 노출될 수도 있기 때문에 안전한 사용을 위한 조치가 필요하다.

에너지가 흡수된 양을 결정하는 비흡수율(Specific Absorption Rate, SAR) 역시 중요하며, 이는 RF 전자기파의 빈도가 좌우한다. SAR은 W/kg 혹은 mW/g 으로 표현한다. 사람마다 차이는 있으나, 성인이 원거리 RF 선원(파장의 수 배 정도)으로 최대 에너지 흡수가 일어나는 대역은 80 ~ 100 MHz 이다.(VHF, Very High Frequency) 흔한 경우는 아니나, 특정 주파수, 신호변조, 강도 등에서 동물과 사람이 귀로 RF 신호를 인지하는 청각상의 이상을 가져오기도 한다. 건강장해는 아니고 일반 대중에게 거의 일어나지 않기 때문에 관심이 없다. 또한 무선이나 방송전송 등의 통신에 의한 것이라는 증거도 없다.

낮은 수준의 RF 노출에 의한 해로운 건강영향은 모호하고 입증된 것이 없다. 열에 의하지 않는 비 열효과(non-thermal effect)에 관한 연구가 일부 있었으나, 재현되지 않았고 특히 장기간의 노출에도 이로 인하여 건강상의 해로운 영향이 있다고 하지 않는다.

최근 북미와 유럽에서 동물실험을 통하여 낮은 수준의 RF 노출이 면역체계의 특정 변화, 신경학적 영향, 행동학적 영향, 마이트로파 노출과 특정 약물과 화합물 사이의 연관성, 뇌조직에서의 칼슘유출, DNA 영향 등을 보고한 바 있다. 어떤 연구는 RF와 마이크로파 노출과 암과의 연관 가능성을 조사하기도 하였다. 실험결과가 노출과 종양형성과의 연관 가능성을 조사해 왔으나, 결정적인 결과는 없다. 관련성이 없다고 하는 다른 연구결과도 있으며, 더 많은 연구가 필요하다.

일반적으로 비 열적 생물학적 영향이 있을 수 있다 하더라도, 현재 그 것이 건강에 해로운지 아닌지는 알려지지 않았다.

최대 허용 노출한도

**종사자** 최대 허용 노출한도
(미국 FCC; Federal Communications Commission 1.1310 항)
주파수(MHz)	전기장(V/m)	자기장(A/m)	출력밀도(mW/cm²)	평균화 시간(분)
0.3 - 3.0	614	1.63	100	6
3.0 - 30	1842/f	4.89/f	900/f	6
30 - 300	61.4	0.163	1.0	6
300 - 1,500	-	-	f/300	6
1,500 - 100,000	-	-	5	6

**일반인** 최대 허용 노출한도
(미국 FCC; Federal Communications Commission 1.1310 항)
주파수(MHz)	전기장(V/m)	자기장(A/m)	출력밀도(mW/cm²)	평균화 시간(분)
0.3 - 3.0	614	1.63	100	30
3.0 - 30	842/f	2.19/f	180/f	30
30 - 300	27.5	0.073	0.2	30
300 - 1,500	-	-	f/1,500	30
1,500 - 100,000	-	-	1.0	30

참고

미국 연방통신위원회, Questions and Answers about Biological Effects and Potential Hazards of Radiofrequency Electromagnetic Fields, FCC, OET Bulletin 56, 4th edition (1999)

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr

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