우주방사선 등에 노출되는 항공기 탑승자

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  우주방사선 등에 노출되는 항공기 탑승자

  우주방사선환경과 우주여행에 따른 건강영향

우주방사선 등에 노출되는 항공기 탑승자(조종승무원, 객실승무원, 여행자)

의도적으로 자연방사선인 우주방사선에 노출되는 대표적인 예가 비행기를 타고 하늘을 나는 경우다. 여행자이건 조종사나 승무원이건 일단 항공기에 탑승하면, 고도에 따라 점점 증가하는 지상보다 훨씬 높은 수준의 방사선을 피할 수 없다. 같은 비행시간이라 하더라도 국제선 탑승자가 국내선 탑승자보다 우주방사선에 상대적으로 더 많이 노출된다. 적도 부근보다 위도가 올라갈수록, 극지방에 가까이 가는 항로일수록 더 많이 노출된다.^주1)

주1) IAEA, Cosmic radiation exposure of aircrew and space crew, IAEA/ORPNET, Aircrew and Space Crew, Susan Bailey, Air crew radiation exposure-An overview NUCLEAR NEWS(Jan. 2000), American Nuclear Society

먼 은하(우주)나 태양에서 지구로 다가오는 방사선(주로 고에너지 하전입자)이 거대한 자석인 지구의 남북극으로 끌려가는 도중에 공기층을 이루는 산소와 질소 등의 원소와 충돌하면 밝은 빛을 낸다. 바로 오로라다. 초록 혹은 적색 계열 빛이다. 보기에 아름답지만 사실 고에너지 입자 방사선이 우주에서 지구에 도착했음을 보여주는 것이다. 지구 표면과 해수면에서 하늘로 높이 올라가면 올라갈수록 더 많은 우주방사선에 노출되게 된다. 거기엔 감마선과 중성자도 있다.^주2) 그렇지만 지구의 대기층이 이들을 막아 해수면과 지상에까지 도달하는 우주방사선은 거의 없다. 우리가 거주하는 지상에서는 감마선과 중성자의 수준도 마찬가지다. 그렇지만 고도가 높은 하늘에서 일하면 우주방사선에 많이 노출된다. 특히 국제우주정거장에서 근무하거나 유인 우주여행을 해야 하는 경우는 상대적으로 노출량이 아주 많다.(우주방사선환경과 우주여행에 따른 건강영향)

주2) 항공기 등 구조물 내부의 방사선환경은 주로 감마선과 중성자다. 이는 구조물 외부의 고에너지 입자방사선이 구조물과 반응하여 만들어지는 2차 방사선이다.

그렇기에 항공기 승무원도 방사선 직무종사자로 구분하고 관리해야 한다. 지상의 방사선 직무종사자는 방사선 노출량이 한 해 50 mSv를 넘지 않으면서, 연속하여 5년간 100 mSv(연 평균 20 mSv) 까지 허용되지만, 항공기 승무원의 경우엔 국제권고를 수용하여 그 값이 연간 6 mSv가 넘지 않도록 한다. 우리나라는 공식적이진 않아도 실질적으로 항공기 승무원을 방사선작업종자로 간주하여, 관련 법에 따라 우주방사선 노출량 기준을 정하여 항공사가 승무원을 관리하도록 하고 있다.^주3) 한편, 우리나라 방사선 작업종사자의 연 평균 노출량은 그 기준값에 비해 한참 작다. 국내 방사선 직무종사자 연간 피폭선량 자료(2023년 말 기준, 개인 평균 0.31 mSv)^주4)

주3) 생활주변방사선 안전관리법(생활주변방사선 안전관리법) 제4장 우주방사선의 안전관리등: 2022년 6월 신설

주4) 원자력안전위원회, 2023년 방사선 작업종사자 피폭선량 현황(2023년 말 기준, 개인 평균 0.31 mSv)

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자료에 의하면, 우리나라 항공사별 국제선 항공승무원의 연간 우주방사선 최대 노출 양은 3~6 mSv다(선량관리 기준 권고 값; 연간 6 mSv). 연도별 항공승무원 수와 노출량(피폭선량) 자료를 보면 운항승무원의 최대 노출량이 객실승무원의 것에 비해 많다.^주5) 경로가 극지방(우리의 경우 북극)에 근접하는 노선이고, 운항시간이 많아질수록 우주방사선 노출량은 증가한다(특히 저가 운행 항공사의 경우 연간 6 mSv에 근접한다). 이 양을 줄이려면 승무원이 탑승하는 항공노선과 일정, 횟수 등을 조정해야 한다.

주5) 우주방사선 안전관리 현황과 향후 계획(이재국, 대한방사선방어학회 카페레터, 3-11, Vol.6 No.4) 표-1.

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  2018-2021 연도별 항공승무원수 및 연간 피폭선량

항공기 승무원의 직무가 다른 일반 산업 직무와 다른 점은 비행하는 근무 중 내내 우주 방사선에 노출된다는 것이기에 방사선 직무종사자와 같은 혹은 그 이상의 고려가 필요하다. 하늘을 나는 비행기 안은 방사선 관리구역은 아니지만, 그 수준의 변동이 꽤 있는 (우주) 방사선 상존 환경이다.

더구나 국제선 항공기 승무원들의 근무환경은 물리, 화학, 생리 측면에서 다른 직군은 물론 지상 근무자와 비교하여 나쁘다.^주6) 일시적이긴 해도 해외여행을 하는 승객도 마찬가지로 그 기내 환경을 경험한다. 구체적으로는 우주방사선(자외선 포함)/고주파 방사선/전자기장 노출, 공간폐쇄, 저온 건조한 공기(에어컨 가동), 산소 농도 감소, 이착륙 시 항공유 및 엔진 오일 연소생성물 노출, 오존, 난연제 및 살충제, 소음과 진동, 수면 주기 깨짐, 공간제약으로 인한 활동 부족(근 위축) 등이다. 그래서 국제선 항공기 승무원은 다른 직업군에 비해 직무로 인한 스트레스 수준이 훨씬 높은 편이다.^주7)

주6) 신체 일주기 리듬 변화, 우주방사선 노출, 자외선 노출, 화학물질 노출(주로 항공유에 의한 것으로 활주로 대기 및 이동 시 기내 유입이 심함), 공기 질 저하(건조, 산소 부족), 공간 격리, 저온(냉방), 소음(엔진, 공기정화 시스템 가동) 등이다.

주7) CDC, Job Stress in Aircrew, Aviation Safety and Health, National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH), Sep. 11, 2024

일반 여행자의 경우엔 일상에서 자연방사선에 노출되는 것으로 생각할 수 있다. 이 경우 그 크기는 작아도 육로나 해상 여행과 비교하면 상대적으로 높은 수준의 자연방사선에 여행자가 노출된다. 하지만 비행기로 해외 여행하는 승객이 받는 우주방사선은 일상적인 자연방사선 노출의 하나이기에, 법으로 강제하는 관리대상이 아니다(인천-LA 왕복 시, 그 노출량은^주8) 흉부 엑스선 1회 촬영 선량^주9)인 0.1 mSv 미만이다). 그래도 해외 출장이 잦은 경우, 여행 일정에 따라 자신의 우주방사선 노출량을 추정해 볼 수 있다.^주8) 이 경우, 적어도 항공승무원의 노출 양보다 낮게 유지하는 것이 필요하다.

주8) 항공노선별 선량계산 앱 사례; Cosmic Radiation; the dose received
주9) 방사선 의학영상검사 선량

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