비파괴검사업체의 산업보건

1. 서론

과학의 발달과 더불어 금속재료 및 제품검사 방법의 하나로서 대상물을 파괴하지 않고 검사

할 수 있는 검사방법이 채택되어 널리 활용되고 있다. 이에 따라 과학적이면서도 효율적인 제

품검사를 통하여 품질관리 업무를 발전시키고 제품의 질과 안전성을 향상시키기 위한 전문화

된 검사가 채택되고 있다.

비파괴검사는 말 그대로 검사 대상물을 파괴하지 않고 항공기나 선박, 터널, 교량, 철도, 대

형건물 등의 안전도를 검사하는 방법을 가리킨다. X- 선이나 컴퓨터 단층촬영으로 인체의 질병

을 알아내는 방식과 똑같다. 비파괴검사의 방법에는 6가지가 있다. 첫째, 방사선투과 방식, 둘

째, 최근에 가장 새롭고 독특한 방법으로 주목받고 있는 초음파탐상 방식, 셋째, 자석 등에서

나오는 자장의 성질을 이용하는 자기탐상 방법, 넷째, 와전류탐상 방식, 다섯째, 침투탐상 방식,

여섯째, 누설검사 방식이다.

비파괴 검사원은 바로 이런 일을 하는 기술자이다. 이들은 일단 현장에 출동하여 여러 가지

방법으로 대상물을 검사한 후 그 결과를 보고서로 작성하는 일을 한다. 비파괴 검사원이 하는

일이 마치 인체를 검사하는 의사와도 같기 때문에 ‘산업계의 의사’라고도 불린다.

비파괴 검사업무의 설정된 요건에 따라 각종 검사장비를 사용하여 소재 또는 제품을 손상시

키지 않고 그 특성을 평가하고 구조적인 결함을 탐지하기 위하여 측정·검사·평가한다. 구체

적으로 철강, 주조제품, 콘크리트 등 기존의 구조용 재료에 대한 결함탐상 및 재질평가와 복합

재료, 고성능세라믹, 반도체 및 전자재료의 특성을 평가·검사하기 위한 계획을 수립한다. 수립

된 계획에 따라 관련 장비를 준비·설치한다. 검사절차서에 따라 방사선투과, 초음파탐상, 자기

탐상, 침투탐상, 와전류탐상, 누설검사를 통하여 소재의 특성 및 구조물의 안전성·신뢰성 등을

평가·검사한다. 결과의 타당성이나 합격여부를 평가하고 그 결과물을 의뢰인에게 제출한다.

이 분야의 자격증으로는 한국산업인력공단에서 주관하는 비파괴검사기사 1급, 비파괴검사기

능사, 비파괴검사기술사가 있다. 92년 말부터 기능사 1급이 기능사 자격증으로 통합되었다. 6개

분야(방사선투과, 초음파탐상, 자기탐상, 와전류탐상, 침투탐상, 누설검사)로 나뉘어 자격증이

주어진다(표 1).

표 1. 비파괴검사의 종류 및 특징

종류 특징

방사선 투과검사

초음파 탐상검사

자분 탐상검사

와전류 탐상검사

침투 탐상검사

누설검사

음행 방출 검사

방사선의 투과력 이용

초음파의 투과, 반사이용

누설자장 이용

전자유도 현상 이용

모세관 현상 이용

시험체내부와 외부와의 압력차 이용

재료내에서의 음향방출이용

국내에서 비파괴검사 관련 자격증을 취득한 사람의 수는 1996년까지 기능사는 방사선투과

4,068명(742명), 초음파탐상 660명(125명), 자기탐상 652명(174명), 침투탐상 551명(130명), 와전

류탐상 40명(7명), 누설검사 26명(10명)이다. 기사 1급 중 방사선투과 884명(196명), 초음파탐상

179명(69명), 자기탐상 822명(207명), 침투탐상 713명(124명), 와전류탐상 210명(27명), 누설검사

64명(21명), 기사 2급 중 방사선투과 400명(184명), 초음파탐상 124명(18명), 자기탐상 90명(29

명), 침투탐상 71명(22명), 와전류탐상 7명(0명)이며, 누설검사분야는 89년에 처음으로 시험이

시행되었으나 자격취득자가 없었다.

비파괴검사업무는 조선, 해양, 플랜트의 제작, 설치검사 및 산업설비, 발전설비 등 제반분야

의 설비보전유지, 안정성진단 및 수명평가에 관한 시험, 측정, 검사업무를 수행한다

우리 나라에서 이러한 비파괴검사가 많이 필요로 하는 것은 에너지관리공단과 한국에너지연

구소와 같은 공인검사기관, 조선소, 정유회사, 유류저장시설 시공업체, 가스용기제작업체, 보일

러제조회사 및 항공산업과 각종 업체의 품질관리 부서, 한전보수주식회사 등이다.

산업현장에서 여러 가지 비파괴검사가 사용된다. 비파괴검사는 방사선을 이용하는 경우와 염

색액의 침투를 이용하거나 자기입자를 이용하여 실시하는 방법 등 다양하다. 염색액을 침투하

거나 자기입자를 이용한 공정은 특별한 건강상의 위험 없이 수십년간 산업현장에서 사용되어

왔다. 그러나 이러한 방법을 위하여 재료를 세척하거나 준비하는 과정에서는 건강에 대한 위험

이 존재할 수 있다.

비파괴검사 방법별 점유율을 보면 <표 2> 와 같이 방사선 투과검사가 절대 다수를 차지 하

고 있다.

표 2. 비파괴검사방법별 점유율




2 . 초음파 탐상 검사

오늘날 산업현장의 비파괴검사로써 초음파 탐상검사는 매우 유망한 검사방법이다. 이 방법은

탐촉자로부터 발생된 초음파를 검사대상물에 주사하여, 이 초음파의 반사값 및 통과값을 수신

하여 음극선관에 나타내게 된다. 이 검사법은 미세한 결함에 대해 높은 결함검출능력을 나타내

며, 내부의 결함검출에 유망하다. 특히 결함의 존재위치 및 결함의 크기 정도를 어느 정도 정

확히 판별이 가능하다. 또한 방사선 투과검사로써는 Ir 192의 경우 경제적 촬영 두께가 3인치

정도인데 반해 이 방법으로는 1m이상도 가능하다. 검사결과를 즉시 알 수 있다는 것은 또 다

른 면에서의 장점이다.

1 ) 초음파의 성질




가청영역 이상의 주파수를 가진 음을 초음파라고 한다. 보통 20kHz 이상의 것이라고 정의하

나 16∼20 kHz 이상이라고 하는 수도 있다. 사람으 경우 청각을 자극하지는 않는다.

초음파는 보통 piezo전기나 magnetostrictiv e tr an sducer로 발생시킨다. 실제로는 저주파성

Jet엔진, 가스터빈 등 공기 유통 현상에 부수되어 발생하기도 한다. 또 용접 기기, 천공기, 탈지

조 등 저주파성 초음파를 이용한 산업기기는 흔히 통상음파와 초음파가 섞인 복합음파를 발생

하는데 음파는 공기 중에서 쉽게 전도되는 반면에 초음파는 바로 흡수되는 성질이 있다.

초음파는 그 에너지를 기계적 진동으로 변환시킨 다음 이것을 적당한 매체(고체, 액체 등)에

전파시켜서 여러 가지 반응을 일으키는 데에 사용된다. 그 응용분야는 초음파의 파동으로서의

성질을 이용한 정보적 응용(수중통신, 어군탐지, 심도측정, 금속탐사, 의료 진단 등)과 초음파를

사용하면 다른 공법보다 성능이 좋고 간편하며 생산성을 향상시킬 수 있는 경우가 있기 때문

이며 이것이 사용되는 산업분야는 기계, 전기, 화학, 섬유, 약품. 화장품, 식품, 전기화학 , 금속,

광업, 요업, 의학 등 광범한 분야에 이른다. 오늘날 공업과 의학분야에 응용되는 것은 음파 영

역에 가까운 것부터 10 MHz 정도까지이다. 그리고 결함발견, 구조 분석, 물성 결정, 의료, 기계

세척 및 탈지, 용접, 천공, 화학 반응 촉진에 이르기까지 넓은 분야에 응용되는 것은 주파수 1

8∼30kHz, 출력 6∼7W/ cm2까지의 것이 사용되고 있다.

2 ) 초음파의 생체작용

초음파는 흡수매체를 가열하는 성질을 지녔으나 주파수가 높을수록 전달매체내에서 크게 흡

수되어 조직 투과력은 약해진다.

고주파성 초음파는 공기중에서 쉽게 전파되지 않으므로 발진기와 작업자의 신체부분이 우연

히 직접 접촉하는 경우를 제외하고서는 별로 건강상의 문제를 일으키지 않는다.

저주파성 초음파는 생체에 전신 및 국소작용을 모두 미칠 수 있다. 전신작용은 공기 전파될

경우에 일어나고 국소작용은 처리 대상물이나 초음파 기기에 신체 접촉이 이루어질 경우에 일

어난다. 6∼7W/ cm2급의 고출력 발진기의 경우에는 국소 접촉을 말초신경의 혈관 계통이 침습

되어 다발성 자율신경염, 수지, 손, 전박부의 부분마비가 올 수 있다. 허용기준 이상의 가청 소

음과 100∼110dB 이상의 초음파가 발생하는 저주파성 초음파 기기를 취급하는 작업자는 중추

와 말초신경계 및 심장 혈관계의 병변과 청각과 평형 기능에 이상이 초래되는 것으로 보고된

바 있다. 내분비 이상이 초래되는 수도 있다.

자각증상으로는 초음파폭로 3개월 이내에 음에 대한 불쾌감이 가장 많이 오면 또한 두통, 피

로, 이명, 이내통, 구역 등이 나타난다. 또한 복통을 연일 호소하는 경우도 있어 이때 작업전환

을 시켰던 바 증상이 없어지고 있다. 이상수면, 특히 주간에 나타나는 졸음도 또 다른 중요한

증상의 하나이다. 10kHz 이상 음역의 음압강도와 자작증상과의 관계는 <그림 1> 과 같다.

타각 증상으로는 요중 5- hy drox y in dol acetic acid가 정상범위보다 증가되는 경우가 있으며,

다만 요중 17- hy droxy corticost eroid는 정상범위내에 있다. 이외에 110dB 이상의 초음파에 폭로

되고 있는 작업자의 혈당치가 저하 또는 상승된다는 보고도 있으며, 또한 신경조직의 불균형,

교감신경아드레날 활성(sympatheti adr en al activity )의 방해 등이 보고되고 있다.

청력에 대한 영향으로는 작업자가 초음파에 폭로되더라도 8kHz까지의 가청음에 대한 청력장

해는 오지 않는다고 알려져 있다. 그리고 20∼37kHz의 초음파에 폭로되면 작업자의 평균 가청

역치가 유의하게 상승(7∼9dB)된다는 보고가 있다.

인간의 피부는 폭로된 초음파의 1%만을 흡수하고 나머지는 반사되고 있다. 140∼150dB의 초

음파에 폭로되면 이관이나 비강 등의 국소 온감이 있고 159dB에서는 경도의 체온상승이 온다

는 보고가 있다. 강력한 초음파에 폭로되면 피부의 건조가 오며 계속해서 폭로되면 수지의 내

부조직의 괴사가 오므로 이러한 작업은 주의를 요한다.

음 의 강 도

(dB)

140

인내할수 없는 고통

120

2시간후 구토

1시간후 구토

즉시 이내통

100

불쾌감

피로

기계에 접근하지 않음

80

증상은 호소하지 않으나 사용하지 않을 때

기계를 중지

증상을 호소하지 않음

그림 1. 음의 강도와 자각증상과의 관계

3 ) 대책

(1) 폭로기준(공기 중 전파에 의한 경우)

각국에서 정한 공기 중 전파에 의한 저주파 초음파에 1일 4시간 이상과 이하 폭로 작업자의

폭로한계는 다음 <표 3> 및 < 표 4> 와 같다.

(2) 시설과 작업방법의 관리

청력보호구의 착용도 필요하지만 발생원으로부터 초음파를 차단하는 공학적 대책이 가장 기

본적이며 중요하다.

자동장치, 원격조종장치를 사용해서 초음파에 대한 직접 접촉을 피하고 또 폭로시간을 줄인

다. 작업이 허용하는 한 최소출력의 기기를 사용한다. 고주파 소음의 발생을 억제할 수 있도록

22kHz 이상의 기기를 사용한다. 제어장치는 초음파 기기에서 떨어진 곳에 위치하도록 한다. 초

음파 및 소음 방벽을 사용한다. 또 기기 조작 설명서에 초음파 음에 관한 기본 지식과 관리방

법을 포함시켜야 하며, 100dB 이하로 환경내 초음파를 감소시킬 수 없을 때는 기기 설치 장소

를 분리시킨다. 신체 접촉을 요하는 기기의 동작중에는 발진기를 끄도록 하며, 고무 또는 면으

로 된 보호구를 사용한다.

표 3. 노동환경에 있어서 공기전파의 음파와 폭로한계

음 압 (dB)

중신주파수(kHz)

(1/ 3 octav e band )

ACGIH

(1987)

캐나다

(1980)

스웨덴

(1978)

소련

(1975)

IRPA

(1981)

영국

(1975)

USAF

8 80 80 80 75

10 80 80 80 75

12.5 80 80 75 80 75 85

16 80 80 85 80 75 85

20 105 80 105 110 80 75 85

25 110 110 110 110 110 110 85

31.5 115 110 115 110 110 110 85

40 115 110 115 110 110 110 85

50 115 110 115 110 110

]

1일 4시간 이상 폭로 USAF : Unit ed St at es Air F or ce

IRPA: Intern alion al Radiation Protection As sociation

표 4. 1일 4시간 이하의 초음파 폭로한계(표 8- 11의 수치에 가산)

1일 초음파

폭로시간

소련

(1975)

스웨덴

(1978)

IRPA

(1981)

1∼4hr +6 +3 +3

1/ 4∼1hr +12

0∼1hr +9 +9

5∼15min +18

1∼5min +24

3 . 침투검사 (Penetrant In s pe ction )

이 방법은 비자기성 고형물질의 표면상의 검사를 하기 위하여 널리 사용된다. 이는 유입되는

금속막대나 단조물, 강철조각을 검사하거나, 공정 중 또는 완성된 재료를 검사하는 데 사용된

다.

형광성 또는 가시성 염색액을 액상의 매개체 속에서 혼탁액을 만들어 솔질이나 담그기, 분무

를 이용하여 재료의 표면에 바른다. 만약 표면에 결함이 있을 경우 모세관 현상에 의해서 침투

액이 구멍 속으로 끌려 들어간다. 재료를 깨끗하게 세척하고, 건조 흡수용 가루에 끼얹거나 담

근다. 재료표면의 결함 속에 침투해 있는 염색액이 가루에 스며들어서, 가시성 염색액을 사용

하였을 경우 직접 관찰함으로써 분명하게 알 수 있고, 형광액 염색액을 사용하였을 경우 암실

에서 자외선 램프에 의하여 관찰할 수 있다.

염색액과 매개체로 사용되는 물질은 다양하다. 이러한 물질의 구성에 대한 공개문헌에 의한

자료는 아직 없다. 염색액은 보편적으로 저휘발성 물질에 잘 풀리고 흡수용 가루는 활석이 잘

사용된다. 어느 경우에도 심각한 노출은 일어나지 않으나, 이러한 방법에 의하여 사용되는 특

수한 물질에 대한 정보는 알고 있어야 한다.

4 . 자기입자검사 (Mag netic P article In spection )

자분탐상검사, 액체침투 탐상검사 및 와전류 탐상검사는 표면 및 표면직하의 결함검출에 매

우 유용한 검사방법으로 검사장비의 이동성이 매우 좋다. 특히 자분탐상검사의 경우는 자성체

의 탐상에 잘 적용되며, 이는 검사대상물에 자장을 걸어 불연속으로 부터의 누설자장에 의한

자분의 집적으로 검출하게 된다. 다만 비자성체의 경우는 적용이 곤란하다. 이에 반해 액체침

투 탐상검사는 자성체, 비자성체를 막론하고 적용이 가능하다. 다만 다공성물질 등은 검사결과

의 판별에 혼돈을 유발하기 쉽다. 침투 탐상검사는 침투제가 모세관 현상에 의해 침투시켜 현

상처리하여 지시를 판독하는 절차를 따른다. 와류 탐상검사는 표면결함뿐만 아니라 재질의 내

부구조, Sorting , 피막두께 등 다방면에 이용이 가능하다.

이 방법은 형광 침투법을 보조하는 것으로서, 자기성 물질의 비파괴시험에 적합하다. 이는

공정 전, 공정 중, 그리고 완성된 재료를 검사하는데 사용된다.

이 방법에서는 철 자기 입자를 공기 분말 분사기를 이용하거나, 경유나 물에 입자를 부유시

킨 욕조에 담금으로써 재료의 표면에 바른다. 재료가 저전압, 고전류(2- 16V, 100- 1000A)의 전

력을 공급받으면 자장이 형성되는데, 만약 재료 표면에 결함이 있을 경우 입자가 빨려 들어서

그 경계선에 침투하게 되므로 결함의 형태를 알 수 있다. 만약 자기 입자가 형광성이 있다면

자외선에 의해서 판명될 수 있다.

입자는 물이나 고 인화점의 오일에 부유시킬 수 있다. 입자의 구성과 매개액에 대해서는 공

개문헌이 없기 때문에 공장주에게 문의하여야 한다.

보편적인 조사가 시행되지는 않았지만 아직까지 이러한 작업공정으로 인한 건강위험은 미미

한 것으로 알려져 있다. 입자를 분무하는 것보다는 담금질하는 것이 바람직하다. 그리고 액상

의 저휘발성 매개체에는 노출을 피하는 것이 좋다.

5 . 방사선 비파괴검사

품질관리 측면으로의 비파괴검사로써 방사선 투과검사는 가장 널리 이용되는 방법이다. 방사

선 발생장치 혹은 방사성 동위원소로부터 방출된 X- 선 혹은 r - 선은 검사대상물을 투과하여 필

림을 감광시키며 이 투과 필름으로 검사대상물의 건전성 여부를 판별하게 된다. 이 검사 방법

은 내부결함검출에 적합한 방법이며, 검사 대상물의 내부를 한 눈에 볼 수 있어 결함의 분포,

크기 및 형상까지의 추측이 가능하다. 특히 기록의 영구보존은 좋은 잇점 중의 하나다. 그러나

방사선 안전관리는 매우 고려할 대상이다. 또한 필름의 취급 및 판독에 기술을 요하며, 검사결

과를 아는데는 약간의 시간이 요한다.

방사선을 이용한 비파괴검사는 용접물, 주조물, 단조물 등의 금속 조립품을 여러 상황에서

검사할 때 사용한다. 특수하게 고안된 차단형 캐비넷을 설치하여 상기 부품들을 공정과정 중에

검사한다. 커다란 부품은 차단된 방으로 옮겨서 검사하기도 한다. 이 작업은 개방된 지역, 건설

현장, 선박의 갑판, 수송로 등에서도 시행된다.

방사선술의 과정은 검사하고자 하는 물건에 X- 선이나 감마선을 한쪽에서 쬐고 반대편으로

나오는 방사선의 양을 측정함으로써 이루어진다. 측정은 보통의 필름이나 형광 투시 스크린을

이용하여 방사선의 분포를 가시적인 이차원적 분포로 나타낸다.

이 과정은 대상부품의 불균질한 곳을 찾는데 사용된다. 방사선이 부품을 통과하는 동안에 방

사선의 일부는 흡수되거나 희석된다. 흡수정도는 부품의 두께, 밀도, 원자번호에 따라 달라진

다. 예를 들어 금속주조물은 보통 표면에 구멍이 있게 된다. 이 구멍은 방사선이 주조물의 구

멍이 있는 부분을 통과할 때는 구멍이 없는 부분을 통과할 때 보다 흡수가 적기 때문에 방사

선술에 의하여 발견될 수 있다. 방사선 흡수의 차이는 필름에서 광도의 차이로 나타난다.

1 ) 방사선투과검사의 역사

방사선 투과검사는 1895년 12월 빌헬름 뢴트겐이 X- 선을 발견하여 금속시편을 촬영한 이래

1920년- 30년대에 미 해군 연구소에서 이용되기 시작하여 제2차 세계대전을 전후하여 급진적으

로 발전하였다.

우리 나라에서는 1960년대 초 한국원자력 연구소에서 신라시대의 청동불상 주조 연구와 결

함검사를 위해 사용하였고 일반적으로는 프로판 가스통 및 보일러 용접부위 검사 등에 사용한

것이 시초이며 정부의 경제발전 계획의 추진에 따라 원자력 발전소, 조선, 방위산업, 석유화학

플랜트 등이 건설되면서 비파괴검사기술의 고도화가 요구되었고 보급 또한 촉진되었다.

2 ) 방사선 투과검사의 현황

국내에서 적용중인 비파괴검사 방법 중 방사선투과검사 분야가 전체의 80% 이상을 점유하고

있으며 약 85% 이상이 Ir - 192감마선원을 사용하고 있다.

방사선 투과검사가 적용되고 있는 분야는 중공업, 에너지, 석유화학 분야가 전체의 80% 이상

을 점유하고 있으며 검사 대상물의 형태는 용접부가 전체의 90%이상이다. 검사시기는 산업설

비의 제작 또는 건설중의 검사가(사용전 검사) 전체의 90% 이상을 점유하고 있다.

방사선 검사를 실시하소 있는 기관 현황은 다음 <표 5> 와 같다.

표 5. 방사선 투과검사 실시기관 현황

구분 방사성 동위원소 방사선 발생장치

공공기관 2 10

연구소 1 3

교육기관 39

일반기업 10 63

비파괴 전문용역업체 9 9

계 22 124

3 ) 방사선 투과검사의 산업분야별 적용

방사선투과검사가 활용되고 있는 산업분야를 살펴보면 중공업, 석유화학플랜트 산업, 에너지

관련 사업, 압력용기 등 장치류 제작업체, 조선 및 해양구조물 제작업체 기타 연구단체 등 겅

의 모든 산업시설 전반에서 활용되고 있으며 산업별 점유율은 <표 6> 와 같다.

표 6. 방사선 투과검사의 산업별 점유율(%)

분야 분포 분야 분포

중공업

에너지

석유화학

압력용기

31

30

19

3

방위산업

조 선

건 축

기 타

3 2 1

11

4 ) 방사선 투과검사 장비 및 안전관리 장비 현황

비파괴검사 전문용역 업체에서 사용하는 방사선투과검사 장비를 대략적으로 살펴보면 방사

선 발생장치는 140대, Ir - 192 조사장치는 383대, Co- 60조사장치 5대 등이다.

비파괴검사 전문용역업체의 방사선 안전관리장비 현황을 대략적으로 살펴보면 Surv ey

Meter 400대, Alarm Monitor 1,110대, Dosimet er 1,200대, Film badg e 1,200개 이며 Alarm

monitor를 작업자가 개인 필수지급 품목으로 선정하여 지급하고 있다.

5 ) 위험성

방사선 비파괴검사의 주된 위험은 전리방서선에 피폭되는 것이다. 여기서는 방사선 피폭을

최소화시키기 위한 안전수칙을 다루게 된다. 안전문제는 방사선 선원에 따라 다르므로, 전원

(X- 레이 발생생장치와 감마선)을 각각 다루게 된다.

비파괴검사시 방사선 안전사고의 발생원인을 살펴보면 대략 다음과 같다.

- 열악한 작업환경으로 인한 종사자의 육체적, 정신적 피로

- 무리한 작업완료 독촉

- 방사선 발생장치의 취급 부주의 및 안전장치 미확인

- 방사선 방어 3대 원칙 미준수(시간, 거리, 차폐)

- 방사선 취급에 관련된 충분한 지식의 결여

- 방사선 방어와 관련된 안전장구 등의 미비

- 기타

(1) X- 선 발생장치

비파괴검사에 이용되는 X- 선은 전기적으로 발생되므로 전기산물 방사선의 범주에 속한다.

가장 많이 사용되는 X- 선의 선원은 재래식 X- 선 발생장치이다. 이 장치는 음극과 양극 사이의

높은 전압차에 의하여 전자가 가속화 되도록 되어 있는 속이 빈 관으로 되어 있다. 양극에는

텅스텐 같은 비교적 원자번호가 큰 물질로 된 표적이 있다. 전자가 표적에 부딪히면 급속도로

감속되어 X- 선 에너지가 40- 429KeV에 이른다.

X- 선 튜브는 튜브 해드나 X- 선 헤드에 들어 있다. 이 해드에는 고압변압깅기 절연물질도 들

어있다. 대부분의 X- 선 튜브 해드에는 완전 차단용 납이 있어 필요한 방향 이외로 나오는 방

사선의 강도를 감소시킨다. 표에는 재래식 X- 선 발생기에서 나오는 전형적인 방사선 강도가

표시되어 있다. 이 <표 7> 에는 튜브 해드에 대한 전형적인 크기와 무게가 나와 있다.

표 7. 전형적인 산업 X- 선 발생기의 특징

튜브전압(kV) 길이(mm ) 지름(mm) 무게(kg ) 초점에서 1mm에성의 조사량

160 580 188 30 560 R/ hr

200 651 221 47 900

250 900 243 78 1300

300 1000 263 103 1400

조정판에는 X- 선 발생중 으로 표시되어 있는 스위치는 X- 선을 발생시키기도 하고 차단시킬

수도 있다. 그리고 튜브의 전압과 전류를 나타내는 계기와 함께, 이 변수들을 조절하는 계기도

있다. 이 조정판과 튜브해드를 연결하는 선을 이용하기 때문에 검사자가 방사선 피복을 최소화

할 수 있고 원거리에서 X- 선 튜브에 에너지를 공급할 수 있다.

좀 더 큰에너지의 X- 선은 반 데 그라프가속기, 선형가속기, 베타트론에 의해서 생긴다. 이

장치들에서도 X- 선은 가속 전장에 의하여 생긴다. 그러나 전자를 가속시키는 방법은 장치들

마다 다르다. 반 데 그라프가속기는 산업방사선술에서의 재래식 X- 선 발생기보다는 적게 쓰여

지지만 비교적 널리 쓰인다.

크기, 무게, 필요한 서비스 때문에 재래식 X- 서 발생기나 가속기를 실재 공정이 이루어지는

장소에 설치하기는 힘들다. 결론적으로 이 장치들은 주로 밀폐된 방 같은 고정된 곳에 설치한

다.

산업용 X- 선 발생기의 디자인이나 구조는 FDA, BRH에 의해 규제를 받는다. ANSI는 이 장

치들의 디자인과 구조기준을 설정했다. 이 기준은 유효선의 외곽의 최대 허용 방사선 강도를

구체화했다. 여기서는 X- 선이 언제 발생하는지를 표시하도록 조정판과 튜브 해드에 경고 등을

설치하도록 요구하고 있다.

산업용 X- 선 발생기를 사용하는 것은 OSHA의 규제를 받는다. 또한 미국의 많은 주에서도

자체 관할 구역내에서 산업용 X- 선 발생기의 사용을 규제하고 있다. 방사선술이 행해지는 곳

에서는 방사선을 주의하라는 상징과 경고문 표시를 하여야 한다. 이 지역으로 들어갈 때는 허

가를 받아야 한다. 방사선술이 행해지는 지역으로 실수로 들어감으로 해선 생기는 방사선 피폭

이 방사선술을 시행하지 않는 사람에서도 종종 생긴다. 방사선술이 공장의 개방된 지역에서 행

해질 때는 다른 근로자들이 피폭되지 않도록 경고문의 의미를 아려주고 경고문을 확인하도록

하여야 한다.

방사선술 작업자는 방사선 피폭양량 측정하는 개인도구를 지녀야 한다. 필림배지, 열투과성

방사선량계, 직독식 포켓용 방사량계 등이 잘 사용된다. 또한 방사선술 작업자는 들을 수 있는

경고 방사량계를 지니도록 하여야 한다. 이 기구는 방사능에 노출되면 들을 수 있는 신호를 방

출한다. 신호의 빈도는 방사선의 정도에 비례한다. 이것은 무심코 방사선 지역으로 들어가는

사람을 경고하는데 유효하다.

방사선술 작업자는 피폭되는 방사선의 정도를 측정하고, 검사가 끝났을 때 X- 선의 원천이

소등 되었는 지를 확인할 수 있는 측정장치를 사용하는 훈련을 받아야 한다. 산업용 X- 선 발

생기(특별히 비교적 저에너지 발생기)를 사용할 때는 측정기구가 사용되는 방사선 에너지를 측

정하는 데 알맞은 에너지 범위를 가져야 한다.

방사선 피폭만이 산업용 X- 선 발생기와 관련된 유일한 잠재적 위험이 아니다. X- 선을 발생

시키기 위해서는 고전압을 이용하여야 하기 때문에 전기적 위험에도 관심을 기울여야 한다.

(2) 감마선의 선원

산업방사선술에 사용되는 감마선은 방사성 핵의 붕괴로 생긴다. 산업용 방사선법에서 사용되

는 주된 동위원소는 이리듐- 192와 코발트- 60이다. Ytt erbium - 169나 thulium - 170 같은 방사선

동위원소는 제한적으로 사용된다. 방사성 동위원소의 선원은 이리듐- 192에서 200Ci, 코발트- 60

에서 1000Ci까지 함유한다(표 8).

표 8. 전형적인 방사선 동위원소의 특징

동위원소 반감기 광지 에너지(keV) 1 Ci로부터 1m에서의 조사량(R/ hr )

19 2Ir 74일 310 468 608 0.55

6 0Co 5.3년 1170 1330 1.3

16 9Yb 30일 60 110 131 177 198 0.125

13 7Cs 30년 660 0.32

X- 선 발생장치와는 달리 방사성 동위원소의 원천은 외부에서 에너지 공급을 필요치 않아서

송수관과 같은 원거리에서의 방사선술에 유효하다. 이것은 또한 소등을 할 수 없고, 계속적으

로 감마선을 배출한다. 따라서 몇 가지 안전수칙을 추가로 필요로 한다.

산업용 방사선술에서는 방사선 동위원소를 스테인레스강으로 조립된 캡슐 속에 봉해둔다. 방

사선 동위원소가 든 캡슐은 사용되지 안을 때는 주위지역으로의 방사능 노출을 줄이기 위하여

차단된 함이나 금속덩어리 속에 넣어 둔다. 이 함은 이리듐- 192를 담기 위해서는 50 lb , 코발트

60을 담기 위해서는 수백 lb까지 나간다. 저장함에는 끝에 선원정지장치가 있는 유인한 튜뷰가

붙어 있다. 작동자는 선원정지장치를 방사선 검사위치로 옮기고 원격조정장치를 이용해서 조종

하면 방사선 동위원소의 원천이 유인한 튜브를 통해 원격정지장치까지 전달된다. 원격조정장치

는 작동자에게 방사선 피폭을 최소화 할 수 있도록 방사선 동위원소의 선원으로부터 17m정도

떨어져 있어야 한다. 방사선 조사가 끝나면 동위원소를 선원정지장치로부터 차단된 위치로 되

돌려 놓는다. 앞에서 말한 것처럼 방사성 동위원소의 원천은 가볍기 때문에 장치하는 것이 X-

선 발생기보다 간편하여서 일반적으로 현장 건축장소나 선박 갑판같은 한정된 장소에서 사용

하기 좋다.

방사선술 작동자는 자체조직의 안전공정에의 강의를 포함하여 공식적인 방사선 안전훈련과

정을 일정기간 동안 자격있는 방사선술 기술자의 직접 감독하에서 규제내용이 요구하는 훈련

을 받아야 한다.

방사선술이 시행되는 곳에서는 방사선 경고 표시를 붙이고 이 지역으로의 접근을 허락 받아

야 한다. 방사선 동위 원소 방사선법을 시행하는 작동자는 직독식 포켓 방사량계나 필름뱃지,

역투과성 방사량계를 지녀야 한다. 또한 작동자는 표준화된 방사능 측정기구를 모든 방사선술

시행중에 사용하여야 한다. 방사능 주사후 방사능을 감소시키기 위해서 작동자는 방사성 동위

원소의 선원을 조사기구 안의 차단된 곳으로 회수하여야 한다. 작동자가 방사선 동위원소 선원

을 제대로 차단시켰는가를 알기 위한 유일한 방법은 그 지역의 방사능 측정이다. 작동자는 방

사선 조사후 방사선 동위원소 선원을 제대로 차단시켰는가를 확인하기 위해서는 조사기구의

전체 부위와 튜브, 선원정지장치의 전 길이에 방사능을 측정해 보야 한다.

종종 방사능 노출사고가 방사성 동위원소 방사선술에서 일어난다. 이 사고는 일반적으로 작

동자가 제대로 방사성 동위원소 선원을 조사기구의 차단된 곳으로부터 회수하지 않고, 적절한

방사선 측정 없이 조사기구나 선원방지장치에 접근해서 생긴다. 각 방사선법 조사가 끝난 후에

적절한 방사 측정을 하는 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.

방사선 노출사고의 빈도는 들을 수 있는 경고 방사량계를 사용함으로써 줄일 수 있다. 앞에

서 말한 대로 이 기구는 방사선에 피폭시 들을 수 잇는 신호를 낸다. 작동자가 적절히 방사선

동위원소 선원을 차단하지 않거나 적절한 측정을 하지 않았을 때 들을 수 있는 경고 방사량계

는 그에게 비정상적인 방사선의 수준을 알려준다. 몇 가지 현재 사용되는 방사선술 조사기구는

선원이 재대로 저장되지 않았을 때 시각적 표시를 하는 방사선 동위원소 표시기도 갖고 있다.

이러한 기구들의 사용으로 방사선 노출사고의 빈도를 감소시킬 수 있다.

방사선투과검사의 안전사고를 미연에 방지하기 위해서는 방사선 작업 종사자에 대한 충분한

사전교육 및 안전수칙의 준수와 위에 나열한 안전사고 원인을 해결할 수 있는 방안을 모색하

여야 할 것이다.

6 . 전리방사선

1 ) 방사선이란 무엇인가?

원자력에 대해 말을 할 때 방사능, 방사선, 방사성물질 등과 같은 말들이 자주 나온다. 이것

들은 조금씩 의미가 다른 말이다.

방사능이란 어떤 물질이 시간당 방사선을 낼 수 있는 능력을 말하고 방사성물질이란 이러한

능력을 갖고 있는 물질을 말한다.

방사선이란 물질을 투과할 수 있는 힘을 가진 광선과 같은 것으로 그 종류로는 크게 알파선,

베타선, 감마선이 있다. 방사선은 종류에 따라 물질을 투과하는 투과력이 각각 다르다.

많은 사람들이 방사선 하면 먼저 두려움부터 갖는 것이 보통인데 사실 방사선은 공기나 물

과 같이 이 세상을 구성하고 있는 수많은 필수요건 중의 하나로 우리와 함께 존재하고 있다.

이처럼 방사선은 우리 생활주변 어디에나 있지만 특별히 관심을 두지 않아도 되는 적은 양이

기 때문에 우리는 아무 문제없이 생활해 나가고 있는 것이다.

그러나 세상의 모든 이치가 그렇듯이 우리에게 이로움을 주는 것이라 할지라도 어떤 환경이

나 조건 아래서는 우리에게 해를 끼칠 수도 있다. 우리 생활주변 어디에나 존재하는 방사선 역

시 우리가 어떻게 사용하고 관리하느냐에 따라서 그 영향은 크게 달라질 수 있다. 방사선은 인

간이 원자력을 이용하기 시작하면서 만들어진 것이 아니다. 방사선은 지구의 역사와 함께 존

재하여 왔고 앞으로도 계속 우리와 더불어 존재할 것이다. 그러므로 방사선을 우리생활과 분리

하여 생각할 수는 없는 것이다.

지구가 만들어지면서 방사선을 내는 방사성물질도 많이 만들어졌다. 그래서 방사선은 우리

주위 어디에나 존재하고 있는 것이다.

방사선은 태양으로부터도 나오며 땅으로부터도 나오고 있다. 심지어는 음식물에서도 방사선

이 나온다. 이처럼 하늘과 땅, 음식물 등 자연에서 나오는 방사선을 우리는 자연방사선이라

부르고 있다.

이와는 달리 사람의 인위적인 행위에 의해 방사선이 생겨나기도 한다. 우리는 이것을 인공방

사선이라 부르고 있다. 이러한 인공방사선도 많은 곳에서 나오고 있다. T V나 전자 렌지 같

은 가전제품, 공항에서의 보안검색장치, 검진에 쓰이는 엑스선장치, 암치료장치, 그리고 원자력

발전소등에서 인공방사선이 나온다.

이처럼 방사선이 발생되는 근원에 따라서 자연방사선과 인공방사선으로 구별하고는 있지만

방사선이 가지는 성질이나 인체에 미치는 영향 등 모든 특성은 자연방사선이나 인공방사선이

나 똑같다. 따라서 우리가 일상생활을 하면서 받고 있는 자연방사선에 대해서는 전혀 관심을

가지지 않으면서 원자력발전소나 방사성폐기물 처분장에서 나올 수 있는 극히 미량의 방사선

에 대해서는 극도로 민감한 반응을 보이는 것은 잘못 됐다고 할 수 있겠다.

3 ) 방사선의 측정단위

방사선은 종류에 따라 갖고 있는 에너지의 양도 다르다. 방사선은 볼 수도 없고 느낄 수도

없다. 그러나 갖고 있는 에너지가 얼마나 되는지는 쉽게 측정할 수 있다.「가이거계측기」같은

것은 방사선을 측정하는 효과적인 장비이다.

방사선량을 측정한다고 하는 것은 어떤 물체에 방사선의 에너지가 얼마나 흡수되는지를 측

정하는 것이다. 이 경우에 그 흡수선량의 단위를 라드(r ad)라고 한다.

방사선이 우리의 관심을 끄는 중요한 이유중의 하나는 우리 몸(신체)에 미칠 수 있는 영향

때문이다. 즉 생물학적 영향을 말한다. 이 경우에는 특별히 렘(r em )이라는 단위를 사용한다. 1

렘의 1천분의 1을 1밀리렘(mr em )이라고 한다.

밀리렘은 우리가 일상생활에서 많이 사용하는 단위이니다. 예를 들어 가슴에 X- 선을 1회 촬

영하는 데에는 약 100밀리렘의 방사선량을 받는다는 식이다.

요즘에는 시버트(siev ert )라는 새로운 단위를 사용하고 있다. 시버트는 방사선의 형태와는 관

계없이 어떠한 방사선이든지 그 방사선으로 인한 일정한 생물학적 효과만을 나타내는 단위이

다. 적은 양의 방사선량을 나타낼 때는 1시버트(Sv )의 1천분의 1인 1밀리시버트(mSv )를 사용

한다.

1밀리시버트는 100밀리렘과 같다. 병원에서 가슴에 X- 선을 1회 촬영할 때에 약 100밀리렘

의 방사선을 받는다고도 할 수 있지만 요즘에는 1밀리시버트를 받는다고 말하기도 한다.

4 ) 방사선이 인체에 미치는 영향

우리가 방사선과 함께 생활을 해도 아무런 문제가 없는 것은 우리 주위에 있는 방사선의 양

이 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 일

시에 너무 많은 방사선을 받게 되면 여러 가지 신체적 장애가 나타난다.

방사선이 인체에 미치는 영향을 말할 때 우리는 특별히 밀리렘(mr em )이라는 단위를 사용한

다. 예를 들어 가슴에 X- 선을 1회 촬영하는 데에는 약 100밀리렘의 방사선량을 받는다고 말

한다.

사람이 70만 밀리렘의 방사선을 한꺼번에 전신에 받을 것 같으면 여러 증세를 보이다가 수

일 내에 사망하게 된다. 그러나 암치료를 위해 국소에 이용하면 효과를 볼 수 있다. 10만 밀리

렘의 방사선을 한꺼번에 전신에 받는다면 구토와 설사증세 등은 보이지만 생명에는 즉각적인

영향이 없다. 그러나 1백명중 1명쯤은 몇 년 후에 암에 걸릴 수도 있다.

1만 밀리렘의 방사선을 한꺼번에 전신에 받을 경우에는 생물학적으로 별다른 영향이 나타나

지 않는다. 500밀리렘은 보통 사람이 이 정도는 받아도 아무런 영향이 없다고 정한 한계선량

이다.

240밀리렘은 우리가 일상생활을 하면서 연간 받을 수 있는 평균 자연방사선량이다. 세상에

살고 있는 모든 사람은 누구든지 대략 이 정도의 방사선량은 받지 않을 수 없는 것이다.

5밀리렘은 원자력발전소 주변지역에 생활하면서 받을 수도 있는 최대 양이다. 그러나 실제로

는 원자력발전소 주변에 살고 있다고 해도 1밀리렘 정도밖에 받지 않는다는 것이 최근의 실제

측정치이다. 방사성폐기물처분장을 운영함으로써 받을 수 있는 방사선량은 1밀리렘 이하라는

것이 처분장을 운영해 오고 있는 외국의 실제 경험이다. 무시해도 좋을 정도이다.