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14.1. 원전 종사자
전 세계적으로 직업적으로 방사선에 노출되는 인원을 UNSCEAR 2008 보고서 (2010)에서는 약 2천3백만 명으로 추정한 바 있다. 이 중 57%는 자연 방사능에 노출되는 탄광부와 항공 승무원들이며, 43%는 인공방사선에 노출되는 의료 종사자, 핵 시설 작업자 및 기타 사업장 종사자들이다. 자연방사선 노출 인원으로는 탄광부가 약 1,000만 명으로 가장 많았고, 인공방사선 노출은 의료 종사자가 약 7백 40만 명으로 가장 많았다. 그러나 이러한 규모는 산업구조의 변화로 점차 광부는 감소하고 의료 및 사업장 종사자의 숫자가 더 많은 분율을 차지할 것으로 예상된다.
직업 방사선 노출 연구는 노출의 형태가 일반인이 노출되는 장기간 반복적인 형태로서, 방사선 노출과 질병에 대한 중요한 직접적인 학문적 정보를 제공해 준다. 또한 작업자들에서의 방사선 노출 수준과 노출 관련 위험인자들의 파악, 종사자 건강 상태를 평가하며, 직업적 방사선 작업 기준 설정 등 실무적 기여를 한다.
(1) 역사 및 특성
(1) 역사 및 특성
원전 사업장 종사자는 국가마다 법적으로 관리받는 직업군으로 정의가 상대적으로 분명하다. 그리고 원전이 개발된 이후 현재까지 전 세계적으로 많은 종사자가 근무해오고 있으며 다른 직업군에 비해 선량 및 직업력 기록이 잘 보관되었다. 또한 다른 직종에 비해 상대적인 직업 안전성을 갖고 있어 추적이 용이하다. 이러한 특성들은 원전 종사자들이 역학연구, 특히 코호트 연구에 적합한 조건을 갖고 있다고 할 수 있다.
원전 종사자들은 대체로 낮은 방사선량에 노출되고 있으며 소수의 고노출자가 전체 선량의 큰 부분을 차지하는 선량이 오른쪽으로 치우친 분포를 한다. 예를 들어 영국 원전 종사자의 경우 6%의 종사자만이 누적선량 100mSv 이상이지만 이들이 전체 집단선량(collective dose)의 59%를 차지한다. 따라서 가능한 고노출된 초기 작업자를 확보하는 것이 중요하나 초기 작업자들의 경우 선량 정보를 갖지 못한 경우가 많다. 또한, 직업 노출의 경우 보상 목적으로 재구축된 선량을 가진 경우 실제 측정된 초기 종사자의 선량보다 과대평가되는 경향도 있다.
원전은 세계적으로 1940년대 말부터 가동하기 시작하였으며 종사자에 대한 본격적인 보고는 1980년대 후반부터 시작되었다. 원전을 가장 일찍 그리고 많이 보유한 미국을 중심으로 원전 종사자 연구가 진행되었다가, 점차 확대되어 나라별로, 그리고 국제 공동으로 원전 종사자들에 관한 연구가 보고되고 있다.
국제암연구소(IARC) 주관하에 원전 종사자들을 대상으로 3개국 국제 공동 역학연구(미국, 영국, 캐나다)가 1990년대에 진행된 바 있다. 이 연구는 2007년에 참여 나라를 15개국까지 확대하여 약 60만 명의 종사자 중 원전에 1년 이상 종사한 407,391명을 대상으로 수행되었다. 이 연구의 전체 코호트에서 18,993명이 사망하였으며 코호트의 평균 누적 유효선량은 19.4mSv였다. 주요 결과로서 총 사망의 초과상대위험도는 Sv당 0.42(90% CI 0.07, 0.79)으로 유의하게 증가하였으며, 전체 암(백혈병제외)도 Sv당 0.97(0.28,1.77)으로 증가하였다. 대부분의 세부 암종별로 위험도는 유의한 관련성이 없었으나 폐암의 경우만 유의하게 증가하였다(ERR/Sv=1.86). 백혈병(CLL 제외)의 경우 초과상대위험도는 Sv당 1.93으로 증가하였으나 유의하진 않았다. 선량-반응의 모양은 고형암의 경우 선형 증가 양상을 보였으며 백혈병은 선형-이차 증가 양상을 보였다. 또한 뇌혈관질환 및 심혈관 질환으로 인한 사망률 증가가 관찰되었다. 한편 캐나다 원전 종사자들의 상대적으로 높은 초과상대위험도가 논란이 되어 캐나다 연구를 제외한 결과를 산출하기도 하였다. 이 경우 전체 암(백혈병 제외)의 초과상대위험도가 Sv당 0.58(-0.1, 1.39)으로 암 위험의 연관성의 크기가 줄어들면서 통계적 유의성이 없어졌다.
이후 15개 국가 중 연구의 기여도가 가장 높은 영국, 프랑스, 미국 종사자들만을 중심으로 재구성하여 국제 원전 종사자 연구(INWORKS)가 진행되었다. 15개국 연구에서 INWORKS로 전환함으로써 자료의 동질성이 높아졌고, 통계적 검정력이 더 커졌고, 보다 긴 추적기간을 가질 수 있었으며, 초기의 고노출된 작업자들을 많이 포함할 수 있었다. 그러나 영국과 프랑스의 경우 각 나라의 원전 종자사를 대표한다고 할 수 있으나 미국의 경우에는 INWORKS에 포함된 원전이 5개뿐으로 제한적이다(미국에서는 원전 종사자를 포함하여 미국 내 자체의 대규모 코호트를 백만명 연구(The Million Person Study) 형태로 진행하고 있다).
(2) 국제 원전 종사자 연구(INWORKS)
(2) 국제 원전 종사자 연구(INWORKS)
(가) 연구개괄 및 의미
INWORKS(International Nuclear WORKers Study)는 프랑스, 영국, 미국의 원전 사업장 종사자 308,297명에 대한 후향적 코호트 연구이다(표 14.1.1). 연구 대상자들에 대한 사망의 추적은 프랑스에서는 1968년부터, 영국에서는 1955년부터, 미국에서는 1944년부터 시작되었다. 추적 방법은 등록자료를 통한 수동적 추적이며 코호트 탈락률은 프랑스, 영국, 미국 각각 0.22%, 2.56%, 0.83%이었다. 또한, 고용 자료를 활용하여 성별, 출생연도, 인종 등의 인구학적 변수와 근무 기간, 직종, 근무지 시설과 같은 사회학적 변수를 수집하였다. 추적된 연도는 현재 영국, 프랑스, 미국 각각 2001, 2004, 2005년까지로 나라별로 차이가 있다. 이 연구에서 영국과 프랑스 자료는 국가 대표성이 있으나 미국의 경우 일부 종사자들만 포함되어 있다는 제한점이 있다.
2015년 보고에 의하면(표 14.1.1) 평균 추적 기간은 27년으로 총 추적인년은 8,221,032이었으며, 암으로 인해 19,748명, 심혈관 질환으로 인해서는 27,848명이 사망하였다. 3국가에서 공통으로 1년 이하의 근무 경력을 가진 종사자들은 연구대상에서 제외하였고, 남성이 87%, 여성이 13%의 비율을 차지하였으며, 평균 근무 기간은 15년이었다. 최근 각 나라의 추적을 업데이트한 결과(영국, 프랑스, 미국 각각 2012, 2014, 2016년까지) 평균 추적 기간은 34.6년, 총 추적인년은 약 10.72(백만), 암으로 인해 31,009명(이중 고형암은 28,089명)으로 증가하였다. 현재까지의 INWORKS는 광자(photon) 노출에 근거한 사망률(mortality) 연구라고 할 수 있다(향후 중성자와 내부노출에 대한 평가를 고려하고 있다).
표 14.1.1 INWORKS 연구에서의 나라별 인구집단 특성
원전 종사자들은 직종별로 다양한 핵종에 노출되었다. 노출평가를 위해 핵시설이 가동된 1940년대부터 각각의 핵시설에서 관리하는 개인선량자료와 연대별로 사용된 선량계 종류(필름배지, 열형광선량계) 및 노출 상황에 대한 정보를 수집하였다. 장기선량 산출을 위해 ICRP에서 제공한 계수값을 사용하였으며 핵시설에 종사하는 작업자들은 100-3,000keV의 에너지 구간에 노출한다고 가정되었다. 선량 평가 결과 연간평균 선량은 1.73mSv였고, 평균 누적 대장선량은 17.4mGy(0 이상인 경우 20.9mGy), 평균 누적 골수선량은 15.9mGy(0 이상인 경우 19.28mGy)으로 다른 인구집단보다 상대적으로 저선량에 노출되었다. 연간 평균선량과 누적선량 모두 영국 종사자들에서 가장 높았고, 다음으로는 미국, 프랑스 순이었다.
기존 15개국 연구와 비교했을 때 종사자 인원수는 줄었지만, 방사선 누적선량이 높아졌고, 추적 기간이 늘어나면서 결과의 정확도 및 통계적인 유의성이 커졌다. 두 연구의 비교를 통해 국제 공동연구를 진행할 때 많은 나라의 자료를 모으는 것도 중요하지만 신뢰할만한 내용의 연구를 제대로 모으는 것이 더 중요하다는 것이 강조되었다. 이를 통해 INWORKS 연구는 국제 공동연구의 진행 방식, 특히 자료 통합방식 및 분석에도 기여하였다. 현재 INWORKS와 유사하게 진행되고 있는 다른 종사자 국제 공동연구들로는 플루토늄에 노출된 러시아 마야크 종사자와 영국 셀라필드 종사자의 공동연구(SOLO: analysis of plutonium associated risks among Mayak and Sellafiled workers), 라돈에 노출된 우라늄 광부들에 대한 국제 공동연구(Pooled Uranium Miners Analysis, PUMA) 및 우라늄에 노출된 연료 사이클 종사자들에 대한 공동연구(International Pooled Analysis of Uranium Processing Workers, IPAUW) 등이 있다.
INWORKS 연구는 저선량 방사선 노출에 의한 암위험도의 직접적인 근거를 제공한다. 비록 초반기 원전 작업시 선량의 불확실성이 존재하지만, 연구 결과들은 대체로 기존 다른 방사선 노출 인구집단에서의 결과를 재확인해 주고 있다. 단점으로는 후향적으로 조사되었기 때문에 모든 코호트 대상자들의 다양한 정보를 확보하기가 어려워 잠재적인 개인별 교란변수 파악에 제한적이며 건강 영향 지표가 발생이 아닌 사망으로 국한되었다. 따라서 위험요인에 대한 정보 자체를 사용하지 못하고 그 위험요인들과 관련된 질병들을 보정하는 방식을 사용하였다(예를 들어 흡연 보정을 위해 기관지염 사망력 정보를 사용하였다).
(나) 건강 영향
INWORKS 인구집단에서 악성종양 사망은 19,748명이(고형암 17,957명) 관찰되었다. 잠재기간을 10년으로 둔 직업적 방사선 노출에 의한 초과상대위험도(ERR/Gy)는 전체 암, 백혈병을 제외한 전체 암, 고형암, 폐암을 제외한 고형암 사망에서 각각 0.51, 0.48, 0.47, 0.46으로 모두 유의하게 증가하였다(표 14.1.2). 선량과의 연관성은 선형 증가 양상을 보여주었으며 노출을 저선량으로 국한하였을 때도 일관된 결과를 보여주어 초과위험도가 특별히 고노출에 영향받지는 않았다.
표 14.1.2 INWORKS에서 직업적 방사선 노출에 의한 암 사망 초과상대위험도
암종별 연구에서는 구강암, 식도암, 위암, 대장암, 직장암, 췌장암, 인후암, 폐암, 골암, 피부암, 난소암, 고환암, 갑상선암 등의 위험도가 증가하였으며 간암, 담낭암, 전립선암, 방광암, 신장암, 뇌암 등에서는 위험도가 감소하였다. 그러나 신뢰구간의 폭이 넓어 불안정하였고, 따라서 최대가능도법(maximum likelihood)이 아닌 계층적(hierarchical bayes) 방식을 적용할 경우, 모든 암종에서 유의하지 않지만 안정되고 증가한 위험도 값이 관찰된 바 있다.
최근 업데이트된 추적결과에서도 직업적 방사선 노출에 의한 초과상대위험도(ERR/Gy)는 전체 암, 고형암, 폐암을 제외한 고형암 사망에서 각각 0.53, 0.52, 0.46으로 모두 유의하게 증가하였다. 선량-반응 연관성의 모양도 선형적적으로 관찰되었다.
백혈병(CLL 제외) 사망은 531명이 관찰되었으며 잠재기간을 2년 설정 시 초과상대위험도는 Gy당 2.96(90% CI 1.17, 5.21)으로 유의하게 증가하였다. 특히 백혈병 중에서 만성골수성백혈병(CML)의 위험도 크기가 가장 높았다(표 14.1.3). 위험도는 선형적으로 증가하였으며 저선량으로 제한하더라도 비슷한 양상을 보였다. 또한 이러한 결과값이 특정 나라에 의해 유의하게 영향받지는 않았다.
최근 업데이트된 추적결과에서도 직업적 방사선 노출에 의한 백혈병의 초과상대위험도(ERR/Gy)는 2.68로 유의한 선형적 증가 양상을 보여주었다. 한편 이전에는 분명하지 않았던 다발성골수종(multiple myeloma)과 골수형성이상증후군(myelodysplastic syndrome)에서도 유의한 증가를 관찰하였다.
표 14.1.3 INWORKS에서 직업적 방사선 노출에 의한 백혈병 사망 초과상대위험도
INWORKS 인구집단에서 비악성종양으로 인한 사망은 46,029명이 발생하였고 누적 배지 선량에 근거한(평균 25.2mSv) 초과상대위험도는 유의하게 증가하였다(ERR/Sv=0.19). 이중 심혈관 질환에 의한 사망은 27,848명으로 가장 많았으며 유의하게 증가한 초과상대위험도(Sv당 0.22)를 보였다. 심혈관 질환 중 뇌혈관질환과 허혈성 심장질환 사망은 각각 17,279명과 4,399명이 관찰되었고 초과상대위험도는 Sv당 각각 0.49과 0.18로 유의하게 증가하였다. 또한 정신질환에 의한 사망도 유의하게 증가하였다(ERR/Sv=1.30). 비악성종양의 호흡기질환과 소화기질환 사망은 각각 Sv당 0.13과 0.11로 유의하진 않지만 증가하였고 외인사는 유의하지 않게 감소(ERR=-0.12/Sv)하였다. 한편 INWORKS와 비슷한 연령대에 국한하여 원폭 생존자 연구 대상자들의 위험도를 살펴보면, INWORKS에서 심혈관 질환 사망의 초과상대위험도 결과가 원폭 연구보다 조금 높긴 하지만 각 사망원인별 위험도가 대체로 비슷하였다(표 14.1.4).
표 14.1.4 INWORKS와 일본 원폭생존자 연구에서의 비악성질환 사망의 초과상대위험도
(3) 국가별 연구
(3) 국가별 연구
(가) 영국
영국에서는 INWORKS에 포함된 국가 방사선 작업자로 등록된 종사자(NRRW)들에 대한 연구들이 별도로 진행되고 있다. 영국 방사선 작업자 연구는 INWORKS에서 가장 중요한 비중을 차지고 있으며 사망과 발생자료를 함께 조사한다는 장점을 갖고 있다. 대표적으로 1955년 이후 근무한 원전 종사자들 약 167,000명을 대상으로 한 연구가 보고되었다(그림 14.1.1). 이 연구의 대상자들은 2011년 12월까지 추적된 종사자들이었으며, 10년의 지연 방사선 노출 선량(10-year lagged dose)는 평균 25.3mSv(남자 27.5mSv, 여자 5.6mSv)이었다. 백혈병을 제외한 전체 암의 초과상대위험도는 유의하게 증가하였으며(ERR/Sv=0.28), 이러한 양상은 선량별로 살펴보았을 때도 비슷하였다. 고노출자의 영향을 제거하기 위해 100mSv 이하 노출자들만을 대상으로 한 경우에는 초과상대위험도가 Sv당 1.42로 더 크게 증가하였다. 악성종양(백혈병과 비흑색종 피부암 제외) 발생의 초과상대위험도는 Sv당 0.28(0.10-0.48)으로 유의하게 증가하였고 대부분의 암종(전립선암, 뇌종양, 췌장암과 구강암은 제외)도 증가된 위험도를 보였다.
(나) 캐나다
캐나다에서는 1956년에서 1994년까지 근무한 약 4만 5천 명의 원전 종사자들을 대상으로 한 연구에서 전체 암(백혈병 제외)에 대해 Sv당 2.80(95% CI: -0.038, 7.13)의 초과상대위험도를 보고하였다. 이 값은 2007년 보고된 15개국 연구에서 다른 나라와 달리 크게 증가했던 캐나다 결과와는 다른 것으로, 이는 15개국 연구에서 캐나다 자료를 활용하여 대상자를 선정하는 과정에서 사회경제적 지표가 없는 종사자들을 제외하면서 초기 종사자들이 선택적으로 제외된 결과였다(즉 캐나다 자료 자체의 오류라기 보다는 공동연구에서 각 나라별 대상자 선정 과정의 문제였다). 따라서 2004년 첫 결과를 발표한 Zablotska 교수가 10년 뒤인 2014년 더욱 자세한 정보를 통해 다시 분석한 결과를 보고함으로서 논란을 검증하였다. 재분석 결과 전체 암(백혈병 제외)에 대한 초과상대위험도는 Sv당 1.77(-0.42, 5.30)으로 약간 감소하긴 하였지만 처음 연구 결과와 비슷하였다. 백혈병의 경우는 Sv당 초과상대위험도가 18.9에서 5.06으로 감소하였으나 여전히 증가하는 양상을 보여주었다. 전체적으로 캐나다 원전 종사자에서의 결과는 다른 역학 결과와 대체로 일관된다고 할 수 있다.
그림 14.1.1 영국 방사선 작업 종사자에서의 악성종양(백혈병 제외)의 누적선량 구간별 초과상대위험도
(다) 미국
미국에서 직업적으로 방사선에 노출되고 있는 종사자들을 대상으로 백만 명 연구(The Million Person Study, https://www.millionpersonstudy.org/)가 진행되고 있다. 이 연구에는 핵실험 참가 참전군인 약 115,000명, 에너지 부(department of energy) 종사자 약 260,000명, 산업체 방사선 작업 종사자 약 115,000명, 원자력 규제위원회(nuclear regulatory commission) 핵시설 종사자 약 150,000명, 의료방사선 종사자 약 110,000명, 기타를 포함하여 약 백만 명 이상의 종사자를 포함하고 있다. 처음엔 'One Million U.S. Radiation Workers and Veterans'라고 불린 적이 있으나 이름이 변경되었다.
현재까지 진행 과정 및 결과에 대해 일부 소개 논문들이 보고되었다. 장기선량 산출 관련해서는 NCRP 178 보고서에 자세히 보고되었으며, 의료 종사자들에 대한 장기선량 관련해서는 NCRP commentary 30으로 별도로 보고되었다. 1957-1984년 사이 근무한 미국 원전 종사자 약 13만 5천 명을 대상으로 한 최근 결과에 의하면(평균 추적 기간 30년), 백혈병에 대한 초과상대위험도가 100mGy당 0.15(90% CI: 0.001, 0.31)로 유의하게 증가하였으나 전체 고형암은 0.01(-0.03, 0.05), 폐암 –0.04(-0.11, 0.02), 파킨슨질환 0.24(-0.02, 0.50), 허혈성심장질환 –0.01(-0.06, 0.04)으로 직업적 방사선 노출과의 연관성이 적었다. 한편 최근에 백만명연구내의 6개 개별 코호트를 메타분석하여 파킨슨질환의 사망위험도가 100mGy당 0.17(95% CI: 0.05-0.29)의 유의하게 증가한 결과가 보고되었다.
이 연구는 국제적으로 진행되는 직업 방사선 역학연구 중 가장 규모가 크고, 저선량 노출 형태이면서도 100mSv 이상자도 많이 포함하고 있다. 또한 다른 원전 종사자보다 많은 여성 작업자들을 포함하고 있으며 심층적인 선량평가가 진행되었다. 향후 이 연구에서의 결과들이 축적되면 방사선 역학에서 일본 원폭 생존자 연구 결과를 대체 혹은 보완할 근거로 자리매김할 수도 있을 것으로 전망다.
(라) 일본
일본에서는 원전 종사자들에 대한 등록체계가 1977년부터 시작되었으며 이들 중 1999년에 등록된 인원수는 약 20만 명이다. 이들에 대해 1997-2002년 두 차례에 걸친 설문조사를 실시하여 약 71,000명의 남성 원전 작업자들을 대상으로 사망률 연구를 진행한 바 있다. 추적 기간은 1999-2010년이며 평균 노출 선량은 25.5mSv, 평균 추적 기간은 8.2년이었다. 연구 결과 전체 사망, 전체 비악성종양 및 간암의 경우 유의하게 증가한 초과상대위험도를 보였으나 흡연을 보정한 후에는 유의하지 않았다. 이를 통해 일본 원전 종사자들에서 흡연이 중요한 교란변수로 작용하였다는 점을 강조하였다. 그러나 흡연을 보정한 경우에도 초과상대위험도의 크기는 감소하긴 했어도 여전히 증가하는 양상이었다. 이 연구는 많은 종사자들이 작업시작 이후 오랜 기간이 지난후 추적을 시작하였기 때문에 잠재적인 유병 고용 바이어스(prevalent hire bias)를 갖고 있다.
(마) 한국
국내 방사선 작업 종사자는 의료기관, 산업체, 비파괴검사, 생산ㆍ판매, 연구기관, 교육기관, 공공기관, 군사기관, 발전소(원전) 등으로 정의되고 있다. 여기에 포함된 의료기관 종사자는 방사성동위원소를 사용하거나 치료 목적의 방사선 발생장치를 사용하는 종사자로 한정되었다(그 외 의료 종사자는 방사선관계종사자라는 이름으로 질병관리청에서 선량 관리 업무를 진행하고 있다). 방사선 작업 종사자에 대한 개인노출선량은 1984년부터 분기별로 수집하고 있으며 한국원자력안전재단에서 관리하고 있다. 전체 방사선 작업 종사자는 1984년 4,901명에서 2020년 47,015명으로 증가하였으며 이 중 원자력발전소 종사자가 16,852명(약 34%)로 가장 많이 차지하였다. 2020년 전체 작업 종사자 평균 방사선 노출 선량은 0.33mSv이었으며 원자력발전소 종사자가 0.52mSv, 비파괴종사자가 0.59mSv였다.
국내 원전 종사자들 대상으로 암 발생과 노출선량 연구는 2010년 보고된 바 있다. 이 연구에서는 1992-2005년 추적한 원전 종사자 17,648명 중에서 여성 원전 종사자 1,412명을 제외한 16,236명을 연구 대상자로 선정하였으며 이들의 평균 누적 방사선량은 19.86mSv였다. 일반인구집단과 비교한 표준화 암발생률은 대체로 비슷하였으나 갑상선 암 발생은 약 5배 유의하게 증가하였다. 그러나 방사선 작업자 집단을 비방사선 작업자와 비교 시 갑상선 암의 상대위험도가 유의하게 증가하지 않았다. 모든 암에서의 초과상대위험도는 Sv당 1.69(95% CI: -2.07, 8.21)의 값이 관찰되었다.
국내에서 원전 종사자를 포함한 약 2만 명의 방사선 작업 종사자에 대한 전향적 코호트가 2016-2017년에 구축되었다. 이중 약 86%가 남성이며 약 30%가 원전 종사자였으며 평균 누적 방사선량은 11.8mSv(0-417mSv)였다. 이들에 대해 선량 재구축 및 장기선량 산출, 설문에 관한 신뢰도 연구 및 유병 상태가 보고된 바 있다. 향후 퇴직한 작업종사자들을 코호트에 포함하고 방사선량당 위험도가 산출될 것으로 기대된다.
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