광학 방사선의 산업안전 및 광생물학적 안전성

램프, LED, 아크 및 조사 장비에서 발생하는 인공 광학 방사선 – 비간섭성 자외선, 가시광선 및 적외선 – 은 복사조도, 파장 및 노출 시간이 일정 한계값을 초과할 경우 피부와 눈에 광화학적 또는 열적 손상을 일으킬 수 있습니다. 광생물학적 안전성이란 이러한 위험성을 체계적으로 평가하는 것으로, IEC 62471에 따라 광원을 위험군으로 분류하고, 분광 가중 복사조도를 노출 한계값과 비교하며, 허용 노출 시간이나 기술적 보호 조치를 도출하는 과정을 포함합니다. 핵심 물리량은 액티닉 자외선(UV) 가중 복사조도, 청색광 가중 휘도 및 적외선 복사조도이며, 가장 중요한 문제는 램프의 소비 전력과 같은 전기적 정격값만으로는 작업장에서의 실제 광학적 위험성을 신뢰성 있게 알 수 없다는 점입니다.

경화, 조명 및 소독 분야에서 진행 중인 광대역 수은램프의 LED 시스템으로의 대체는 일반적인 작업장 분광 프로파일을 연속 스펙트럼에서 협대역, 다중 피크 방출로 전환시키고 있습니다. 그 결과 "일반적인" 자외선(UV) 스펙트럼을 기반으로 한 일괄적 평가는 점점 더 광원별 분광 측정으로 대체되어야 합니다. 사람이 있는 실내 공간에서의 far-UVC 소독(200~230 nm)에 관한 논의는 2022년 이 파장 범위에 대한 ACGIH 기준값 상향으로 이어졌으며(EU 지침 및 ICNIRP 기준은 변경되지 않음), IEC 62471-6:2022의 제정과 함께 살균용 자외선(UV) 램프에 대한 전용 제품 표준이 마련되었습니다. 산업안전 측면에서 그 결과, 그동안 충분히 연구되지 않았던 바로 이 파장 대역에 대한 분광 분해 측정 기술의 필요성이 커지고 있습니다. 규제 측면에서 유럽 안전표준 EN 12198은 기능상 방사선을 방출하는 기계에 대해 CE 적합성의 일환으로 방사선 위험에 대한 문서화된 평가 및 저감을 요구합니다. 그 결과 광생물학적 위험성 평가는 운영자의 위험성 평가뿐만 아니라 기계 제조업체의 기술 문서에도 점점 더 통합되고 있습니다. 마지막으로, 지속적인 생산 라인의 자동화로 인해 일회성 스팟 측정은 점점 더 가동 중 편차를 감지하는 통합형 상시 설치 센서로 보완되고 있습니다.

이 응용 분야의 시장 규모, 성장률 및 출처는 자외선(UV) 기술의 시장 동향 페이지에 요약되어 있습니다.

광학 방사선은 근본적으로 서로 다른 두 가지 메커니즘을 통해 조직에 손상을 일으킵니다. 광화학적 손상은 충분한 에너지를 가진 광자가 분자에 직접 흡수되어 화학 결합을 끊거나 반응성 중간체를 생성할 때 발생합니다. UV 방사선은 이러한 방식으로 피부의 DNA와 단백질을 손상시키며(홍반, 광각막염), 청색 스펙트럼 영역에서는 망막색소상피 내 광증감제(리포푸신/A2E 포함)를 통해 활성산소종을 생성하여 망막을 손상시킵니다. 이에 반해 열손상은 조직이 열로 방출할 수 있는 속도보다 빠르게 에너지가 유입되어 특정 온도 임계값을 초과하면 단백질 변성이 일어나는 방식으로 발생하며, 가시광선 및 적외선 영역에서의 높은 복사조도와 매우 짧고 고에너지의 펄스에서 우세하게 나타납니다. 어떤 메커니즘이 우세한지는 파장, 복사조도, 펄스 지속시간, 그리고 해당 조직 내 방사선의 침투 깊이에 따라 달라지므로, "출력이 높을수록 더 위험하다"는 식의 일률적인 규칙만으로는 충분하지 않습니다.

위험성을 평가하고 IEC 62471에 따라 분류하기 위해 다양한 측정 원리를 사용할 수 있으며, 각 방식은 스크리닝, 공식 분류, 지속적인 모니터링 등 서로 다른 목적에 적합합니다.

광생물학적 평가에서는 여러 물리량이 동시에 중요한 역할을 하는데, 이들이 함께 복사 에너지가 생물학적 영향으로 전환되는 방식을 결정하기 때문입니다. 광원의 분광 분포는 측정된 복사조도를 평가할 가중 함수(광화학적 자외선, 청색광, 적외선)를 결정합니다. S(λ) 또는 B(λ)와 같은 가중 함수는 파장에 매우 민감하기 때문에 단 몇 나노미터의 편차만으로도 유효 위험도가 몇 자릿수 차이로 달라질 수 있습니다. 눈이나 피부에 도달하는 복사조도 또는 복사휘도는 조사 시간과 함께 수용되는 조사량을 결정합니다. 청색광의 경우 겉보기 광원 직경(피조사자가 보는 각도 크기) 또한 중요한데, 이는 확장 광원용 한계식을 적용할지 점광원용 한계식을 적용할지를 결정하기 때문입니다. 광원까지의 거리는 역제곱 법칙에 따라 작용하지만, 이는 점광원에만 해당하며 확장 광원이나 반사경, 콜리메이터를 사용한 시준 광원에는 적용되지 않습니다. 마지막으로 광원의 동작 시간 또는 노화는 실제 방출량에 영향을 미치는데, 자외선(UV) 램프와 LED는 수명 동안 출력과 분광 구성이 변동될 수 있기 때문입니다.

실제 위험성 평가에서 반복적으로 발생하는 잘못된 가정은 잘못된 안심 또는 잘못된 경고로 이어질 수 있습니다.

램프의 전기 출력은 광학적 위험성의 척도가 아닙니다: 전력 소비가 동일한 두 램프라도 효율, 스펙트럼, 빔 패턴이 완전히 다를 수 있으므로 작업장에 실제로 도달하는 가중 복사조도는 명판 정보로부터 도출할 수 없으며 반드시 측정해야 합니다. 마찬가지로 시간만 고려하는 것으로는 충분하지 않습니다: 청색광 한계 체계는 단시간 노출(조사량 기준, E_B의 경우 최대 100 s, L_B의 경우 최대 10,000 s)과 연속 노출(그 이상의 시간에 대해서는 복사조도 또는 복사휘도 기준)을 명확히 구분하는데, 이는 지배적인 손상 메커니즘이 시간 척도에 따라 달라지기 때문입니다. 모든 노출 시간에 대해 하나의 "안전한" 복사조도를 가정하는 것은 물리적 근거가 없습니다. 측정 위치는 결과를 크게 좌우합니다: 램프 개구부 바로 앞에서 수행한 근거리 측정은 실제로 작업자가 위치하는 지점에서의 측정과 다르며, 확장 광원의 경우 복사휘도가 관측 각도에도 추가로 좌우됩니다. 장비의 재질 및 구조는 스펙트럼을 변화시킵니다: 차폐물, 하우징 벽, 보호 스크린은 자외선(UV) 성분을 서로 다른 정도로 필터링하므로, 개방된 광원에서 측정한 위험성을 커버 뒤편의 실제 노출 상황에 그대로 적용할 수 없습니다. 마지막으로, 모든 평가는 가정된 경계 조건(운전 상태, 거리, 노출 시간) 하에서만 유효합니다. 커버가 열린 유지보수, 고장 또는 세정 상태는 별도의 평가가 필요하며, 이는 일상적인 측정에서 자주 간과됩니다.

위의 세 가지 요인은 서로 밀접하게 연관되어 있습니다. 분광학적으로 볼 때, 가중 함수 S(λ)(활성 자외선 위험), B(λ)(청색광 위험) 및 적외선 위험 함수는 각각 정의된 파장 범위 내에서만, 그리고 강한 비선형 형태로 작용합니다. 따라서 주 스펙트럼 범위 밖에 2차 피크를 갖는 광대역 광원은 총 출력이 낮더라도 가중치가 크게 적용되는 좁은 대역에서 여전히 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 재료 측면에서, 일반 창유리는 UV-B와 UV-C를 거의 전부 차단하지만 대부분의 UV-A는 투과시킵니다. 이는 홍반 방지에는 충분한 차폐이지만 청색광 위험에는 영향을 주지 않습니다. 기하학적으로, 규격은 각 크기 α를 기준으로 소형(점) 광원과 대면적 광원을 구분합니다. 대면적 광원의 경우 망막상의 크기, 즉 흡수된 에너지의 열 분포가 동일한 복사 출력을 가진 점광원과 다르기 때문입니다. 따라서 동일한 광원이라도 규격의 의미에서 0.5 m 거리에서는 "대형"으로, 5 m 거리에서는 "소형"으로 분류될 수 있습니다.

많은 광화학적 효과에서는 Bunsen–Roscoe 상반법칙이 근사적으로 성립합니다. 즉, 생물학적 효과는 동일한 조사량이 짧고 강하게 적용되든 장시간 낮은 수준으로 적용되든 관계없이 주로 복사조도와 시간의 곱, 즉 조사량(노출량) H = E · t에 의존합니다. 광화학적(actinic) UV 가중 복사조도의 경우 이는 다음과 같이 단순화됩니다:

E_eff = ∫ E(λ) · S(λ) dλ

여기서 E(λ)는 분광 복사조도이며, S(λ)는 ICNIRP/ACGIH에 따른 광화학적 가중 함수입니다. 허용 노출 시간은 8시간 노출한계값(ELV)으로부터 다음과 같이 도출됩니다:

t_max = ELV / E_eff

광화학적 UV 복사에 대해 널리 인정되는 확립된 한계값으로 ELV = 30 J/m² (3 mJ/cm²)가 사용됩니다. 그러나 이 관계가 예외 없이 성립하는 것은 아닙니다. 청색광 위해성(blue-light hazard)의 경우, 노출 시간이 100 s(E_B) 또는 10,000 s(L_B)를 초과하면 한계값 공식이 조사량 기반(복사 노출량) 물리량에서 복사조도 기반 물리량으로 전환됩니다. 이는 노출 시간이 길어질수록 망막의 복구 메커니즘이 조사량의 단순 가산성을 깨뜨린다는 것을 시사합니다. 매우 짧고 고에너지인 펄스(예: 플래시 램프)의 경우에도 상반법칙은 성립하지 않는데, 이는 열적 손상 메커니즘이 적산된 에너지가 아니라 첨두 출력에 의존하기 때문입니다.

확립된 모델의 한계를 보여주는 또 다른, 현재 논의 중인 사례는 사람이 있는 공간에서 표면 및 공기 소독에 사용되는 far-UVC 복사(207~222 nm)에 관한 것입니다. 고전적인 광화학적 가중 함수 S(λ)는 대부분 250 nm 이상의 효과 데이터로부터 외삽된 것으로, 이는 더 짧은 파장에서도 유사한 위해성이 있음을 암시합니다. 그러나 최근의 문턱값 연구에 따르면 222 nm 부근의 복사는 살아있는 분열 세포에 도달하기 전에 피부의 죽은 외층(각질층, stratum corneum)과 눈의 가장 바깥쪽 세포층에서 거의 완전히 흡수되며, 실제 침투 깊이는 더 긴 파장의 UV-C 복사보다 현저히 낮습니다(Sliney & Stuck, 2021). 이를 근거로 ACGIH는 2022년에 일반적인 S(λ) 곡선에서 도출된 기존 체계에 비해 약 250 nm 미만 파장에 대한 한계값을 대폭 상향 조정하였으며, 눈과 피부에 대해 별도로 보고하였습니다. 실무적으로 이는 광대역 S(λ) 모델만을 근거로 far-UVC 광원을 평가할 경우 실제 위해성을 상당히 과대평가할 수 있음을 의미하며, 이는 측정이 아니라 근본적인 위해성 모델 자체가 수정되어야 했던 사례입니다.

가정 조건: UV 건조 라인의 틈새(예: 웹 교체 또는 수리 작업 중)에서 가장 가까운 작업자 접근 위치에서 광화학적 UV 가중 복사조도 E_eff = 1.0 W/m²가 측정되었습니다 – 이는 개방형 아크 광원에 대해 공개된 값(1 m 거리에서 0.28~7.85 W/m²)과 비슷한 수준입니다(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).

공식/모델: t_max = ELV / E_eff, 여기서 ELV = 30 J/m²(광화학적 UV 방사선에 대한 8시간 노출한계값)입니다.

계산: t_max = 30 J/m² ÷ 1.0 W/m² = 30 s.

결과: 이 위치에서 8시간 교대근무당 허용되는 누적 조사 시간은 30초입니다.

기술적 해석: 정지 또는 차폐 없이 이루어지는 짧은 수동 개입 – 예를 들어 웹을 통과시키거나 고장을 처리하는 작업 – 만으로도 일일 허용한계를 초과할 수 있습니다. 이것이 바로 이러한 설비에 단순한 표본 점검이 아니라 인터록 장치와 연속적인 인라인 모니터링이 필요한 기술적 이유입니다.

산업용 UV 경화 및 UV 접착에서는 작업자가 설정, 웹 교체 또는 유지보수 작업 중 개방된 방사선에 노출될 수 있으며, 이 경우 접근 개구부에서의 광화학적 가중 복사조도가 핵심 지표입니다 (UV Bonding, Potting and Encapsulation 참조). 아크 용접에서는 광대역 자외선, 가시광선 및 적외선 성분이 근거리에서 상당한 복사조도로 발생할 수 있으며, 용접공의 자외선 관련 피부 손상은 산업의학 문헌에서 논의되고 있으나, 피부암 위험 증가에 대한 근거는 일관되지 않습니다 (Falcone & Zeidler-Erdely, 2018); 또한 광화학적 자외선 각결막염("용접공 눈염증")은 잘 알려진 급성 위험입니다. 조명 기술(사무실, 산업 및 건축 조명)에서는 IEC 62471에 따라 LED 조명기구를 청색광 위험도에 따라 분류해야 하며, 연구에 따르면 일반적인 사용 조건에서 일반 LED 조명은 전통적인 광원보다 더 위험하지 않은 것으로 나타났습니다 (Udovicic & Janßen, 2019). 물, 공기 및 표면의 UV 소독에서는 미생물에 대한 효과 외에도 유지보수 및 고장 처리 시 접근성이 안전과 관련이 있으며, 특히 사람이 있는 공간을 위한 최신 far-UVC 시스템의 경우 더욱 그러합니다 (Safety of UV disinfection 참조). 디스플레이 기술(카메라 모듈, 조명 시스템)에서는 방사선이 기능 관련 방출인 경우, 광생물학적 분류가 제품에 따라 저전압 지침 또는 기계류 지침에 의거한 CE 적합성 평가의 일부로 점점 더 많이 포함되고 있습니다.

적절한 측정량은 응용 분야에 따라 결정됩니다. IEC 62471에 따른 초기 위험군 분류의 경우, 최악 조건에서 접근 가능한 위치에서의 단일 분광복사측정으로 충분한 경우가 많습니다. 스펙트럼이 안정적인 알려진 광원의 경우, 적절한 가중함수를 갖춘 교정된 광대역 복사계가 지속적인 점검에 사용될 수 있습니다. 여러 광원의 조합, 협대역 LED 칩 또는 논쟁의 여지가 있는 스펙트럼 영역(예: far-UVC)을 평가해야 하는 경우에는 완전한 분광 측정이 필요합니다. 광대역 센서의 가중곡선이 실제 광원 스펙트럼과 정확히 일치하지 않으면 체계적인 편차가 발생할 수 있기 때문입니다. 광원 자체의 크기가 적용할 제한식(확장 광원 대 점광원)을 결정하는 경우에는 공간 분해능이 필요하며, 펄스형 또는 스위칭형 광원(플래시 램프, PWM 디밍 LED)의 경우에는 시간 분해 측정이 필요합니다. RMS 측정으로는 피크 부하를 과소평가할 수 있기 때문입니다. 모든 측정에 대해, 교정 소급성, 센서의 분광 대역폭, 경사 입사 시의 코사인 오차, 위치 결정 부정확성으로 구성된 측정 불확도를 문서화해야 합니다. 이는 한계값에 대한 안전 여유에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 적합한 기기(복사계, 분광복사계)는 이러한 요구사항을 충족하기 위한 도구이지, 그 출발점이 아닙니다.

자동화된 자외선(UV) 경화 및 소독 장비에서는 광생물학적 안전성이 점점 더 영구 설치되고 PLC와 연동된 센서를 통해 확보되고 있으며, 이 센서는 안전과 관련된 위치에서의 복사조도를 지속적으로 측정합니다. 기술적 의의는 디지털 연결성 자체에 있는 것이 아니라, 램프 노화, 개별 LED 칩의 고장, 또는 차폐물의 위치 이탈이 실제 과다 조사(照射)로 이어지기 전에 신속히 감지된다는 점에 있습니다. 이는 유지보수 주기 동안의 순전히 주기적이고 수동적인 측정으로는 수행할 수 없는 기능입니다. 측정된 복사조도가 저장된 임계값을 초과하면, 이는 운영 인력의 감지에 맡기지 않고 인터록, 정지 또는 경고를 직접 유발할 수 있습니다.

규격은 한계값뿐만 아니라 그 값이 측정되는 조건도 규정합니다. 이는 한계값 표를 읽을 때 자주 간과되지만, 결과를 좌우하는 요소입니다.

측정 거리. 일반 조명용 램프는 램프가 500 lx를 생성하는 거리에서 측정합니다. 그 외 모든 램프 및 램프 시스템에는 200 mm의 고정 거리가 적용됩니다. 그 차이는 상당합니다. 점광원에 가까운 경우 200 mm와 1 m 사이에서 복사조도는 25배 차이가 납니다. 동일한 램프도 측정 거리에 따라 다른 위험군으로 분류될 수 있으므로, 분류 결과를 인용하는 사람은 그것이 어떤 조건에서 측정되었는지 알아야 합니다.

조리개. 복사조도는 완전히 확장된 동공의 지름에 해당하는 7 mm 조리개를 통해 측정합니다. 입사 면적이 큰 센서는 더 넓은 면적에 걸쳐 평균을 내므로, 불균일한 광원에서는 실제보다 낮은 값을 나타냅니다.

시야각. 망막 위험성 평가에서는 복사조도가 아니라 복사휘도를 평가하며, 이때 시야각은 조사 시간에 따라 달라집니다. 긴 조사 시간에는 약 11 mrad, 짧은 조사 시간에는 약 1.7 mrad가 적용됩니다. 시야각이 너무 크면 작고 밝은 광원이 지나치게 넓은 면적에 걸쳐 평균화되어 실제보다 위험성이 작게 나타납니다.

가중치 적용. 규격의 어떤 한계값도 원시 측정값에 그대로 적용되지 않습니다. 항상 비교되는 것은 가중치가 적용된 값으로, 측정된 스펙트럼에 광화학적 자외선 위험에 대해서는 S(λ)를, 청색광 위험에 대해서는 B(λ)를, 망막 열 위험에 대해서는 R(λ)를 곱한 후 전 범위에 걸쳐 합산한 값입니다. 이러한 이유로 분광 측정이 일반적인 방식이며, 광대역 복사계는 예외적인 경우, 즉 스펙트럼이 알려져 있고 안정적이어서 센서가 해당 가중치를 재현할 수 있는 광원에 한해 허용됩니다.

따라서 위험군은 그 자체로 하나의 척도가 아니라 다른 형태로 표현된 시간에 대한 진술입니다: 어느 정도의 노출 시간 후에 한계값에 도달하는지를 나타냅니다. RG 2 광원은 1,000초 – 약 17분 – 후에 광화학적 한계값을 초과합니다. 이는 추상적인 위험이 아니라 챔버가 열려 있는 상태에서의 서비스 작업 시간에 해당합니다.

IEC 62471은 이 값들을 직접 설정하지 않습니다. 이 값들은 ACGIH TLV와 매우 근접한 ICNIRP 지침에서 비롯되며, 규격은 이를 고정된 측정 조건과 위험군 분류를 갖춘 시험 절차로 변환합니다. EU에서는 지침 2006/25/EC를 통해, 독일에서는 인공 광학 방사선 조례(OStrV) 및 그 기술 규칙을 통해 구속력을 갖게 됩니다. 자외선(UV) 광원의 경우 ACGIH TLV와 ICNIRP는 실질적으로 동일하며, 차이는 개별 대역과 시간 기준에 관한 것이지 크기 자릿수에 관한 것이 아닙니다. IEC 62471에 따른 분류는 아직 위험성 평가가 아닙니다 – 규격은 광원을 평가하지만, 조례는 작업장에 대한 평가를 요구합니다.

다운로드: IEC 62471에 따른 노출 한계값 (XLSX) – 위험 요소별 한계값, 네 가지 위험군의 방출 한계값 및 측정 조건을 한 장의 시트로 정리하였습니다.

측정 장비의 선택은 측정 조건에 따라 직접 결정됩니다:

• 분광복사계는 등급 분류와 스펙트럼이 알려지지 않은 모든 광원에 사용됩니다. UVpad E는 외부 센서 헤드를 사용하여 240~480 nm 범위를 측정하며, 이를 통해 S(λ)는 물론 홍반 작용 스펙트럼과 같은 임의의 가중치도 계산할 수 있는 스펙트럼을 제공합니다. 실험실에서는 SR900가 200~1,100 nm를 커버하여 청색광 및 망막 관련 영역까지 다룹니다.
• 광대역 복사계는 알려진 광원에 대한 지속적인 점검에 사용됩니다. RMD Pro는 교체 가능한 측정 헤드를 지원하며, 여기에는 가중 응답도를 가진 센서(홍반 가중 또는 광화학적 가중)도 포함되어 있어, 단순 복사조도가 아니라 평가된 물리량을 직접 측정합니다.
• 영구 설치형 센서는 수용 시점이 아니라 운전 중, 즉 출입문, 에어록, 개방형 경화 라인에서 위험이 발생하는 경우에 사용됩니다. 측정 범위와 출력값은 자외선(UV) 센서 페이지에 정리되어 있습니다.

모든 측정에는 불확도가 수반되며, 이는 한계값에 대한 안전 마진에 직접 반영됩니다. 불확도는 교정의 측정 소급성, 센서의 분광 부정합, 경사 입사 시 코사인 오차, 위치 정확도에서 발생합니다. Opsytec은 PTB로 소급 가능한 ISO 17025 인정 교정기관에서 교정을 수행합니다.

일광 화상의 원인이 되는 물리량인 홍반 가중 복사조도는 고유한 작용 스펙트럼과 고유한 조사량 단위를 가지며, 홍반 가중 자외선(UV) 측정 페이지에서 다룹니다. 이 페이지와 동일한 질문에 답하지만, 표준이 아니라 측정 대상의 관점에서 접근합니다.

David H. Sliney와 Bruce E. Stuck는 "A Need to Revise Human Exposure Limits for Ultraviolet UV-C Radiation"(Photochemistry and Photobiology, 2021, Vol. 97, No. 3, pp. 485–492, DOI: 10.1111/php.13402)에서 기존 UV-C 한계값의 생물학적 근거를 눈과 피부에 대한 최신 임계값 데이터와 비교 검토하였으며, 약 250 nm 미만의 기존 한계값이 상당히 과도하게 보수적이었다는 결론을 내렸다. 이는 원자외선(far-UVC)에 대한 2022년 개정 ACGIH 한계값의 핵심 근거가 되었다.

ICNIRP의 성명서 "Light-Emitting Diodes (LEDs): Implications for Safety"(Health Physics, 2020, Vol. 118, No. 5, pp. 549–561, DOI: 10.1097/HP.0000000000001259)는 자외선(UV), 가시광선 및 적외선 LED의 건강 위험을 체계적으로 평가하였으며, 합리적으로 예상 가능한 사용 조건에서는 급성 망막 손상이 예상되지 않는 반면, 플리커(flicker) 및 스트로보스코픽 효과는 실제로 문서화된 영향으로 명시되었다.

L. M. Falcone와 P. C. Zeidler-Erdely는 "Skin cancer and welding"(Clinical and Experimental Dermatology, 2018, Vol. 44, No. 2, pp. 130–134, DOI: 10.1111/ced.13783)에서 용접 작업자의 자외선 관련 피부암 위험에 대한 증거를 검토하였다. 현재까지의 문헌은 제한적이고 일관성이 부족한 것으로 평가되지만, 한 환자-대조군 연구에서는 장기간 노출된 용접 작업자의 두경부 기저세포암 위험이 증가한 것으로 보고되었다.

A. Torriglia 등은 "Retinal phototoxicity and the evaluation of the blue light hazard of a new solid-state lighting technology"(Scientific Reports, 2020, Vol. 10, Article 6733, DOI: 10.1038/s41598-020-63442-5)에서 동물 모델을 이용해 기존 LED와 GaN-on-GaN LED의 망막 광독성을 조사하였으며, 기존의 청색광 가중 함수가 더 짧은 파장의 LED 유형에 대한 위험성을 과소평가할 수 있음을 보였다.

L. Udovicic와 M. Janßen은 "Photobiological safety of common office light sources"(Proceedings of the 29th CIE Session, Washington D.C., 2019, pp. 1256–1261, DOI: 10.25039/x46.2019.PO110)에서 IEC/EN 62471에 따라 LED, 백열등, 할로겐등, 콤팩트형 형광등 및 노트북·스마트폰 디스플레이의 청색광 위험성을 조사하였으며, 일반적인 LED 조명이 기존 광원보다 광생물학적으로 더 위험하지 않음을 보였다.

문서화된 고객 발표 자료 중 광학 방사선 자체의 산업안전 위험성 평가를 다루는 것은 없습니다. 다만 주제적으로 인접한 한 연구는 피부과적 보호의 관점에서 동일한 생물학적 종점 - 광선성 자외선 피부 손상 - 을 다루고 있으며, BS-03 조사 챔버로 조사(照射)를 수행했습니다:

광선각화증 및 자외선 손상에 대한 자외선 차단제(50+)와 옥타트리엔산 0.1%의 보호 효과
Pinto, Daniela, et al. "Protective effects of sunscreen (50+) and octatrienoic acid 0.1% in actinic keratosis and UV damages." Journal of Investigative Medicine 70.1 (2022): 92–98.

광생물학의 인접 분야에서 나온 추가 연구는 고객 발표 자료 - 주제별에 정리되어 있습니다.

발표 자료 검색기에는 저희가 파악하고 있는 산업안전에 관한 모든 발표 자료가 기기, 분야 및 키워드로 검색 가능하도록 정리되어 있습니다.

독일 및 EU의 규제 체계: EU 지침 2006/25/EC를 이행하는 독일의 인공광학복사에 의한 위험으로부터 근로자를 보호하기 위한 법령(OStrV), IEC 62471 / EN 62471 표준 시리즈(램프 및 램프 시스템의 광생물학적 안전성)와 살균 UV 소스에 대한 보완 제품 표준 IEC 62471-6:2022, 복사 위험의 평가 및 저감을 위한 기계 안전 표준 EN 12198, 그리고 UV, 가시광선/적외선 및 LED 복사에 관한 국제비전리복사방호위원회(ICNIRP)의 가이드라인이 포함됩니다. 관련 제한값을 포함한 규제 체계의 개요는 UV 분야의 지침, 규범 및 표준에서 확인할 수 있습니다.

• OStrV(인공광학복사에 의한 위험으로부터 근로자를 보호하기 위한 독일 법령), 최종 개정 2017년 10월 18일(gesetze-im-internet.de)
• 지침 2006/25/EC(eur-lex.europa.eu)
• IEC 62471-6:2022(webstore.iec.ch)
• ICNIRP UV 가이드라인, 2004(icnirp.org)
• ICNIRP LED 성명서, 2020(icnirp.org)
• 기계 규정 (EU) 2023/1230, 부속서 III 제1.5.10~1.5.13항(eur-lex.europa.eu)

개별 표준이 적용되는 파장 경계와 그 차이가 발생하는 이유는 분광 범위 및 표준에서 나란히 비교하여 설명하고 있습니다. IEC 62471에 따른 제한값의 경우 분류가 중요합니다. 한 분류에서 UV-B에 속하는 값이 다른 분류에서는 UV-A에 속할 수 있으며, 이 경우 제한값도 달라집니다.

복사조도와 휘도의 차이는 무엇입니까?
복사조도(W/m²)는 표면에 도달하는 복사 출력을 나타내며, 피부뿐만 아니라 눈에 대한 점광원 평가에도 관련이 있습니다. 휘도(W/(m²·sr))는 입체각을 추가로 고려하며, 망막에 결상되는 면적을 반영하기 때문에 넓은 면적을 가진 대형 광원에 필요합니다. 복사조도, 복사 노출량 및 플루언스의 공식적인 정의는 복사 측정량에서 확인할 수 있습니다.

램프의 전기 출력만으로는 왜 위험성 척도로 충분하지 않습니까?
램프 종류에 따라 효율, 스펙트럼 및 빔 패턴이 크게 다르기 때문에 동일한 전기 출력을 가진 두 램프도 광학적으로 유효한 복사조도가 매우 다를 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 답은 분광 가중된 복사조도를 직접 측정해야만 얻을 수 있습니다. 전기 출력에서 전기-광학 효율을 거쳐 작용 지점에서의 측정량에 이르는 일반적인 도출 과정은 복사 측정량에 설명되어 있습니다.

IEC 62471에서는 어떤 위험군을 정의합니까?
이 표준은 면제 그룹과 위험도가 증가하는 위험군 1~3을 구분하며, 이는 분광 가중된 복사조도 또는 휘도를 정해진 노출 한계값과 비교하여 도출됩니다. 이 분류에 따라 어떤 표시 및 보호 조치가 필요한지가 결정됩니다.

작업장의 모든 광원을 측정해야 합니까?
반드시 모든 개별 광원을 측정할 필요는 없지만, OStrV에 따른 모든 위험성 평가에서는 관련 노출이 발생할 수 있는지를 평가해야 합니다. 인증된 다수의 표준 조명기구는 이미 제조사 분류를 보유하고 있으며, 특수 용도, 개방형 광원 또는 혼합 스펙트럼의 경우에는 별도의 측정이 필요합니다.

원적외선 UVC(222 nm)의 한계값에 현재 어떤 변화가 있습니까?
최신 임계값 데이터에 따르면 222 nm 부근 방사선의 피부 및 눈에 대한 낮은 침투 깊이로 인해, 더 긴 파장에서 외삽한 고전적 가중 함수가 시사하는 것보다 위험성이 상당히 낮다는 것이 밝혀졌습니다. ACGIH는 2022년에 해당 한계값을 대폭 상향 조정하였으며, 눈과 피부에 대해 각각 별도로 보고하였습니다.

독일에서는 어떤 법적 근거가 적용됩니까?
적용되는 규제 체계는 EU 지침 2006/25/EC를 이행하는 OStrV이며, 램프의 기술적 분류를 위한 IEC/EN 62471 표준 시리즈와 CE 적합성 하에서 기능적으로 방사선을 방출하는 기계류에 대한 EN 12198로 보완됩니다.

위험성 평가는 얼마나 자주 반복해야 합니까?
법으로 정해진 고정 주기는 없으며, OStrV는 장비, 작업 공정 또는 지식 수준에 중대한 변화가 있을 때마다 갱신할 것을 요구합니다. 램프의 노화에 따른 분광 및 출력 변화는 측정을 정기적으로 반복해야 할 근거가 됩니다.

LED의 분광 분포는 청색광 위험성에서 어떤 역할을 합니까?
방출 스펙트럼에서 청색 성분이 높은 LED(예: 색온도가 높은 냉백색 유형)는 동일한 조도에서 온백색 또는 열원보다 더 높은 청색광 가중 휘도를 발생시킵니다. 실제 위험성은 추가로 광원의 크기와 관찰 거리에 따라 달라집니다.

모든 광학 방사선 위험성 평가의 실무적 과제는 다음과 같습니다: 실제 접근 가능한 작업 위치에서 실질적으로 어떤 분광가중 복사조도 또는 복사휘도가 존재하며, 이를 근거로 허용 가능한 노출 시간은 얼마인가? 신뢰할 수 있는 답을 얻으려면 전기적 정격값으로부터 추정하는 것이 아니라, 광원과 측정 위치에 적합한 분광복사계 또는 복사계 측정이 필요합니다.

산업안전 및 광생물학적 안전성은 여러 인접 분야와 연결됩니다: 의학적 광선치료는 의도치 않은 노출이 아닌 의학적으로 처방된 노출에 대해 동일한 물리량을 다루며, 광생물학 & 생명공학은 연구 분야에서 방사선이 생체 시스템에 미치는 영향을 연구하고, UV 접착, 포팅 및 캡슐화는 개방형 장비 접근 지점으로 인해 위험성 평가가 가장 자주 관련되는 응용 분야입니다. 구조적 보호 조치는 특수 설비 엔지니어링에서 처음부터 설계에 반영되는 경우가 많습니다. 개방형 UV 소스가 보호장치 없이 협동로봇에서 작동할 때 평가가 어떻게 달라지는지는 로보틱스 항목에 설명되어 있습니다. 전체 개요는 UV 응용 분야 개요에서 확인하실 수 있습니다.

개방된 설비 접근 지점 및 유지보수 틈새에서 광화학적 가중 복사조도를 신속하고 견고하게 현장 측정하려면 RMD Pro 복사계가 적합하며, 혼합 스펙트럼, LED 조명기구 또는 far-UVC와 같이 논란이 있는 스펙트럼 영역에서 IEC 62471에 따른 위험군 분류를 위해서는 SR900 분광복사계가 적합합니다. 한계값 경보 기능을 갖춘 자동화된 자외선(UV) 경화 및 소독 설비의 PLC 연동 연속 모니터링에는 PLC.net UV 센서를 사용할 수 있습니다. OStrV, 2006/25/EC 및 EN 12198에 따른 공식 현장 평가 및 CE 분류를 위해서는 공인 자외선(UV) 교정기관이 광학 방사선에 대한 소급성 있는 측정을 수행합니다. 귀하의 측정 과제에 대해 저희에게 문의하여 주시기 바랍니다.