프로토늄 독성 2만4000년 지나야 절반 가량 감소

방사능, 왜 위험한가

일본 대지진 여파로 후쿠시마(福島) 원전에서 폭발 사고가 잇따르면서 '방사능 물질 유출'에 대한 공포가 커지고 있다. 방사능 물질은 무엇인지 알아본다.

방사능이란=우라늄, 플루토늄과 같은 원자량이 매우 큰 원소들은 핵이 무겁기 때문에 상태가 불안정해 스스로 붕괴를 일으킨다. 이 원소들이 붕괴해 다른 원소로 바뀔 때 입자나 전자기파를 방출하는데, 이를 방사선이라고 한다. 방사선은 α(알파)선, β(베타)선, γ(감마)선 등이 있다. 이 방사선을 방출하는 능력을 방사능이라 한다.

방사능을 가진 물질은 방사성 물질이라 부른다. 방사능은 맛, 소리, 냄새, 형상이 없어서 사람이 스스로 위험을 느끼고 방어할 수도 없고, 시간이 지나야만 그 세기가 줄어들 뿐 어떤 방법으로도 없앨 수 없기 때문에 문제가 된다. 방사능 피폭으로 죽은 사람의 시체를 화장해도 그 재속에 있는 방사능은 없어지지 않는다. 방사선이 인체에 치명적인 것은 방사선을 쪼이면 방사선의 강한 전리작용에 의해 세포핵 속의 유전 물질이나 유전자(DNA)가 돌연변이를 일으키거나 파괴되기 때문이다. 이 때문에 암이나 기형아 출산, 유전병이 나타나게 되는 것이다.

실제로 라듐의 발견자인 퀴리부인이 조혈장기와 폐의 방사선 장애로 생명을 잃었으며, 그 이후에도 수많은 사람이 방사선 피폭으로 목숨을 잃거나 질병에 시달렸다. 방사능으로 오염된 공기, 물, 음식을 먹을 때 몸속에서 방사능 물질이 쌓이게 된다. 이때 강도는 몸 밖에서 쪼이는 것의 수십만배에서 최고 1조배까지 강하다고 한다.

더구나 독성은 배설이나 목욕 등으로 없어지는 것이 아니라 계속 유지된다. 원자력 발전소 등에서 나오는 주요한 쓰레기 중 하나인 플루토늄의 경우 2만4000년이 지나야 독성이 처음의 절반 수준으로 떨어진다.

방사능, 누가 발견했나=1896년 프랑스의 물리학자인 앙리 베크렐이 우라늄과 칼륨의 이중염(二重鹽)에서 방사능을 처음 보고했고, 그 후 곧 모든 우라늄 화합물과 금속 우라늄들도 비슷하게 방사능을 띤다는 것이 발견됐다. 방사능의 세기는 우라늄 함유량에 비례하고 화학결합에는 영향을 받지 않는다. 1898년에는 유명한 프랑스의 물리학자 피에르와 마리 퀴리 부부는 자연에 존재하는 또 다른 2개의 강력한 방사성 원소인 라듐과 폴로늄을 발견했다. 무거운 원소에 대한 방사능의 초기 연구는 물질의 구조에 대한 개념에 혁신적인 변화를 가져왔다.

20세기초 원자가 물질을 구성한다는 이론은 과학자들로부터 일반적으로 인정받았으나, 원자의 내부구조에 대한 개념은 완전히 사변이었다. 1903년에는 방사성 방출과정과 복사에 대한 연구로 원자가 영구히 안정한 것은 아니라는 사실이 알려졌고, 1911년에는 거의 모든 원자의 질량은 총부피 중 미소한 부분만을 차지하는 핵에 집중되어 있다고 결론지었다.

이어서 동위원소라는 중요한 개념이 확립됐고(1913), 6년 후에는 실험실에서 원자핵을 변환시키는 데 성공했다. 마침내 1934년 인공적으로 고안된 장치 속에서 보통 물질을 핵변환시켜 방사능을 가지게 할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

방사능 오염=방사성 물질에 의해 환경·음식물·인체가 오염되는 것을 말한다. 핵실험으로 방사성 낙진이나 원자력 시설에서 방출된 방사성 폐기물 등에 의해 오염된다.

특히, 방사성 물질 중 세슘-137(137Cs), 방사성 요오드 등이 인체에 미치는 영향이 큰 것으로 알려졌다. '세슘-137'은, 자연상태에서는 존재하지 않고, 핵실험 등에 의해 생기며 이 원소의 농도를 통해 방사능 낙진의 영향을 살펴볼 수 있다.

이 원소는 강력한 감마선으로 암세포를 죽이기 때문에 병원에서 암 치료에 널리 사용되고 있지만, 정상세포가 이들 방사선에 노출되면 암에 걸리는 등 치명적인 피해를 볼 수 있다. '방사성 요오드'는, 체내 갑상선에 축적돼 집중적인 피해를 준다. 피폭 전에 비방사성 요오드를 섭취하면 체외로 배출될 수 있다.