한국천문연구원은 독자 개발한 우주 방사선 예측 모델 '크림(KREAM)'을 바탕으로 항공기 탑승시 피폭량을 계산해 확인할 수 있는 웹사이트를 오픈했다고 5일 밝혔다.
이 모델은 태양계 밖에서 날아오는 '은하 우주방사선'과 태양 활동에 기인하는 태양 방사선을 모두 감안해 피폭량을 계산한다. 은하 우주방사선은 태양계 외부 초신성 잔해, 활동성 은하 핵, 중성자 별 등에 의해 발생한다. 주로 하전입자로 구성된 고에너지 입자다. 이들이 지속적으로 유입되면 우주 관측 장비와 전자 장비 작동을 방해하고, 우주 비행사의 건강에 악영향을 미친다.
현재 대부분 국내 항공사는 미국에서 개발한 방사선 유효선량 계산 프로그램 'CARI-6M' 으로 우주방사선을 측정하고 있다. 하지만 이는 연중 변화가 없이 거의 일정한 은하 우주방사선만을 측정하고, 태양 방사선을 계산하지 않는다.
태양 방사선은 플레어, 코로나 질량 방출(태양풍 폭발) 등 태양 내 고에너지 입자들이 갑자기 방출될 때 발생한다. 이런 입자들이 천연 방어막인 지구 자기장을 뚫고 유입될 때 문제가 생긴다.
이들은 지구 대기를 구성하는 질소, 산소, 아르곤 등과 부딪힌다. 이 때 뮤온, 전자, 양성자, 중성자, 광자 등 2차 우주선 입자들이 만들어지고, 이들이 방사선을 내뿜으면서 인체에 영향을 미친다. 높은 고도를 비행하는 항공기, 우주선 탑승객이 이들 방사선에 가장 많이 노출된다.
천문연 관계자는 "승무원들 피폭량은 태양 양성자 이벤트(태양 흑점 폭발이나 코로나 질량 방출 등 태양에 갑작스런 변화가 생길 때 지구로 오는 양성자 수가 증가하는 것)가 생길 때 급증한다"고 설명했다. 천문연 등에 따르면 2017~2021년 항공기 승무원의 연간 평균 방사선 피폭량은 병원, 원전 등 기타 방사선 작업 종사자의 최대 7배에 달했다.
크림은 태양 흑점 개수 데이터, 미국의 정지궤도 위성인 'GOES 위성'에서 관측한 10메가전자볼트(MeV) 이상 에너지를 갖는 양성자 플럭스를 입력값으로 써서 실시간으로 전 지구 우주 방사선량 지도를 산출한다. 그리고 이 지도를 토대로 실시간 비행경로, 시간 등에 따른 순간 방사선 피폭량과 누적 피폭량을 계산한다.
천문연은 기상청, 한국원자력안전재단 등과 함께 10여 년에 걸쳐 크림 모델을 개발했다. 국토교통부와 함께 국제선 항공기에서 우주 방사선 실측 실험과 관측값 검정·교정 실험을 마쳤다. 현재 대한항공이 운항하는 항로에 대해서만 피폭량을 계산하고 있다. 앞으로 다른 항공사로 확대할 예정이다.
