Chemistry/생활 속 화학

핵화학 | 방사선이 인체에 미치는 영향

곰뚱 2021. 4. 9.

방사성 원소가 방출하는 방사선에는 α선, β선, γ선의 3종류가 있다. α선은 He의 원자핵이므로 energy는 크지만 물질의 투과력은 다른 방사선에 비해 가장 약하다. 즉 3cm의 공기를 투과할 수 있으나 한 장의 얇은 종이 두께를 투과하지 못한다. 따라서 α선을 방사하는 방사성 동위원소가 있다 하더라도 피부를 투과할 수 없으며 옷을 입고 있으면 α선을 충분히 막을 수 있다. 다만 입자를 내는 방사성 물질, 예를 들면 원자핵 연료의 plutonium이 핵폭발을 할 경우 여기서 생긴 미세한 입자가 대기중에 분산된다. 이것을 호흡기를 통하여 폐, 간 등에 흡입시킨다면 체내에서 α선을 배출시켜 암을 발생시킬 수 있다.

β선은 전자의 흐름이기 때문에 투과력은 α선보다 크지만 γ선만큼 강하지 않다. 2～3매의 알루미늄박을 투과하지만 철판을 투과하기는 어렵다. 이와 같이 α, β선의 방사선 장해는 외부에서의 방사가 아니고 음식물 혹은 호흡에 의해서 방사성 물질을 체내에 축적시켜 생기는 내부 피폭에 의하여 일어난다. α선, β선과 다르게 γ선은 투과력을 매우 강해 철강재료도 투과할 수 있고 수 m의 두께인 concrete도 투과하며, 10cm의 납의 두께도 투과할 수 있다. 그 성질을 이용하여 기계나 용접 부분 상태를 내부 손상없이 조사할 수 있다.

핵폭발의 경우에는 중성자라는 입자의 방사도 일어난다. 중성자는 투과력이 대단히 크고, 또한 어떤 원소에 흡착되면 그것을 방사성 동위원소로 변환시켜 방사능을 만들어내는 성질이 있다. 중성자 폭탄은 중성자를 대량으로 발생시켜 살아있는 생물체만을 살상시킬 수 있는 공포의 무기이다.

γ선이라든지 X선 등의 양을 나타내는데 Röntgen이라는 단위를 사용하고 있다. 1 Röntgen이란 1cm3의 공기에 1정전 단위의 ion대를 만들어내는 양이다. X선과 γ선은 둘 다 전자파이고 γ선은 X선보다 파장이 짧고 energy가 X선 보다 크다. γ선 혹은 X선이 인체에 방사된 경우 그 양이 600 Röntgen이면 특별히 약한 사람이 아니면 목숨에는 별 이상이 없다. 그러나 300Röntgen이라도 중대한 방사성 장해, 즉 원자병을 일으킬 수 있는 양이다. 그리고 소량의 방사선이라도 오랫동안 피폭 당하면 급성이 아닌 만성적 면발성 장해를 일으킨다.

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인체에 대한 방사선량으로는 보통 rem이라는 단위를 사용한다. 이것은 Röntgen 단위의 통칭을 단지 바꾼 것으로 수학적 의미로는 같다. 인체가 100rem 이하의 방사선을 받더라도 다소 백혈구가 감소하는 정도이고 중병은 발생하지 않는다. 그러나 어떠한 장해를 일으킬 가능성은 있다. 그 때문에 대개 인체에 영향을 주지 않는 방사선량은 25rem 이하로 규정하고 있다. 그러나 약한 방사선이더라도 계속적으로 받을 경우에는 축적 효과에 의한 장해가 일어나기 때문에 원자력 일에 종사하는 사람이나 방사선을 취급하는 사람들에게는 안전한 방사선량을 정하여 놓을 필요가 있다.

국제방사선보호위원회에서는 그와 같은 경우에 최대 허용선량을 연간 5rem 이하로 정하고 있고, 원자력발전소 부근의 주민에게는 연간 500밀리렘 이하를 최대 허용선량으로 규정하고 있다. 일반인이 받는 방사선량은 국제 허용량의 1/100 즉 연간 5밀리렘 이하로, 그리고 방사선을 취급하는 작업원은 연간 합계 5rem 이하로 규정하고 있다.

우리는 실제로 토양 또는 토양의 암석중에 존재하는 다소의 U-238, Ra, K-40, C-13 등에 의한 자연방사능이라든지, 자외선이나 우주선, 그리고 인간활동에 따르는 인공방사선(X-선 조사)에 의하여 항상 방사선에 노출되어 있다. 이 양은 자연방사능이라고 하여 원자력 발전소 등의 경우에는 background라고 부르고 있다. 발전소의 주변에는 방사선 측정기를 설치하여 항상 방사선을 감시하고 그 양이 background의 자연 방사능을 초과하면 즉시 원자력 발전을 중지해야 한다. 그리고 그들의 원인을 밝혀서 사고에 대한 완벽한 조치를 취해야 한다.