방사선 단위 총정리: Bq·Gy·Sv·C/kg를 구별하는 계산 순서

Bq·Gy·Sv·C/kg는 모두 방사선과 관련되지만 서로 다른 양을 나타냅니다. Bq를 Sv로 바꾸는 보편적인 숫자 하나는 없습니다. 먼저 무엇을 측정하거나 계산하는지 확인하고, 그다음 접두어와 시간 단위를 맞춰야 합니다.

단위 옆에 물리량 이름을 씁니다

Bq는 방사성 핵종의 단위 시간당 핵변환 수를 나타내는 방사능의 단위입니다. Gy는 물질의 단위 질량에 전달된 평균 에너지로 나타내는 흡수선량 등에 쓰며 1 Gy는 1 J/kg입니다. Sv는 방사선이나 조직의 차이를 고려한 등가선량·유효선량 등의 방호량과 관련됩니다. 조사선량의 C/kg는 광자에 의해 공기 중에 만들어진 전하와 질량의 관계를 나타냅니다.

Gy와 Sv를 기본 차원으로 풀면 모두 J/kg 형태로 쓸 수 있어도 물리량의 의미는 다릅니다. 같은 차원이라는 이유로 이름을 서로 바꾸어 쓰지 않습니다. 이 구별은 NIST 국제단위계 설명에서도 강조합니다.

접두어 환산과 양의 변환을 나눕니다

m은 10⁻³, μ는 10⁻⁶, M은 10⁶입니다. 따라서 2.5 mGy는 0.0025 Gy이고 0.2 mSv는 200 μSv입니다. 2 MBq는 2×10⁶ Bq입니다. 이것은 같은 물리량의 표현만 바꾸는 계산입니다.

반면 방사능에서 선량을 구하려면 핵종의 방출 에너지, 거리, 시간, 차폐 또는 섭취 경로와 선량계수 등 문제에 맞는 추가 정보가 필요합니다. 두 선원의 Bq가 같다고 같은 거리에서 선량률이 반드시 같지는 않습니다. 검출기의 cps를 Bq로 바꿀 때도 배경과 검출효율, 방출률 등을 확인해야 합니다.

계산식에 단위를 남겨 놓으면 빠진 조건을 찾기 쉽습니다. “초당 몇 번”이라는 값만 가지고 “킬로그램당 얼마의 에너지”를 만들 수 없다는 사실이 단위에 드러나기 때문입니다. 숫자 계산 전에 식이 요구하는 입력을 모두 갖췄는지 확인하세요.

선량과 선량률에서 시간을 확인합니다

μSv와 μSv/h는 다릅니다. 일정한 선량률 100 μSv/h에 2시간 노출된다는 단순 조건이라면 선량은 200 μSv, 즉 0.2 mSv입니다. 30분이라면 먼저 0.5시간으로 바꿔야 하므로 50 μSv가 됩니다. 시간이 지남에 따라 선량률이 달라지면 한 값에 전체 시간을 곱하는 대신 구간별로 계산하거나 적분해야 합니다.

등가선량과 유효선량도 순서를 나눕니다. 특정 조직의 평균 흡수선량이 0.002 Gy이고 그 방사선의 가중치가 1로 주어졌다면 조직 등가선량은 0.002 Sv, 즉 2 mSv입니다. 그 조직의 가중치를 0.12로 준 문제라면 유효선량에 대한 해당 조직의 기여는 0.24 mSv입니다. 다른 조직의 기여가 있으면 함께 더해야 하며, 이 값 하나를 전체 유효선량이라고 부르지 않습니다.

가중치가 문제에 주어졌는지, 특정 법령이나 권고의 표를 적용하라는 조건인지도 확인하세요. 국내 시험의 적용 기준과 다른 표를 섞으면 산술이 맞아도 답이 달라질 수 있습니다.

옛 단위는 대응하는 양끼리 환산합니다

옛 단위가 나오면 1 Ci=3.7×10¹⁰ Bq, 1 rad=0.01 Gy, 1 rem=0.01 Sv, 1 R=2.58×10⁻⁴ C/kg를 구별합니다. 환산값은 NIST 단위 환산표와 대조할 수 있습니다. R을 Gy로 바꾸는 과정은 공기나 물질의 조건이 추가되는 문제이므로 R과 rad를 같은 단위로 취급하지 않습니다.

오답 노트는 “접두어”, “분·시간”, “물리량 혼동”, “가중치·계수 누락”으로 나눠 보세요. 기초 정의는 RI 개념서 전과목 세트 (4권, 그림 220여 개, 얼리버드), 여러 단계의 단위와 계수를 연결하는 연습은 SRI 계산문제 풀이집 (107유형·214문제)의 관련 문제와 연결할 수 있습니다. 답의 마지막 줄에는 숫자뿐 아니라 물리량 이름과 단위를 함께 적으세요.