알아두면 유용한 방사능(방사선) 간단 상식

알아두면 유용한 방사능(방사선) 간단 상식

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입질의 추억입니다.
후쿠시마발 방사능 사태로 뒤숭숭한 요즘입니다. 방사능이 인체에 심각한 부작용을 주고 특히, 자라나는 아이들에게는 미량의 방사능도 치명적이라는
사실이 알려지자 국민들이 먹거리에 불안해하고 있습니다. 일본산 수산물은 물론, 국내산 수산물까지도 외면받는 사태에 이르렀고요.
방사능에 민감한 주부들은 유제품, 버섯, 채소류까지도 신중하게 고르고 있습니다.

후쿠시마 원전에서는 매일 300톤씩 고농축 방사능 오염수를 쏟아붓고 있습니다. 그러다 보니 '실제에 비해 다소 부풀려진 괴담'이 유포되며 불안감을
조성하기도 했습니다. 어떤 카페에선 "종말론"이 나오고 있으며, 또 어떤 카페에서는 먹거리에 대해 걱정과 한탄이 쏟아지고 있습니다.
일본 정부의 성의 없는 발표와 무능한 대책, 그리고 방사능 정보가 제대로 공개되지 않자 국민들의 불안감은 날로 커지고 있는 것입니다.
실제로 원전 주변에서 생산되는 수산물과 채소에서 방사선 물질인 세슘과 요오드가 다량 검출되었고 이들 식품이 원산지를 세탁해 헐값에 빼돌리는 게
아니냐는 의혹이 제기되기도 했습니다.
이에 정부는 국민의 건강과 안전을 위해 후쿠시마를 비롯한 여덟 개 현에서 나는 농수산물 수입을 전면 중단했습니다.
동시에 식품 방사능 기준치인 370 베크렐(Bq)에서 일본과 같은 수준인 100 베크렐(Bq)로 낮춰 모니터링을 강화했습니다.

그런데 방사능 문제는 오늘 내일로 끝나지 않을 것 같습니다. 지금 이 시간에도 고농도의 방사능 오염수가 태평양 바다로 버려지고 있으며, 기류 방향이
수시로 한국 쪽으로 바뀌기도 해 대기 중의 방사능이 소량이나마 한국에 영향을 끼치고 있습니다. 
일부 시민들은 '휴대용 방사능 측정기'를 구매해 우리 가족이 먹을 음식을 자체적으로 측정하고 있는데요. 
이에 방사능 측정기 관련 업체들만 신이 났습니다. 하지만 여기에는 '매우 심각한 허와 실'이 있다는 것을 대다수 국민들이 잘 모르고 있습니다.
이것은 '방사능에 관한 기본 상식'이 잘 전달되지 않았기 때문이라고 봅니다. 방사능 측정기에 관한 문제는 다음 시간에 다룰 계획입니다.
그 전에 알고 넘어가야 할 이야기가 있는데요. 오늘은 이 문제부터 간략하게 짚어 보고자 합니다.

"국민들이 알아두면 유용한 방사능 상식"

인터넷에 '방사능' 관련 키워드로 검색하면 많은 양의 정보가 있습니다.
그런데 쉽사리 읽혀지기에는 그 양도 많을 뿐더러 물리학적으로 설명해 놓은 부분이 많아 다소 어려울 거에요.
이 장에서는 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 '요점'만 정리했습니다. 그래서 어려운 단어는 자제하며 최대한 간략히 쓰도록 하겠습니다.
기본적인 내용이므로 이미 알고 있다면 가볍게 패스해 주시기 바랍니다. ^^




■ 방사능과 방사선은 다른가요? 
자연계에 존재하는 물질이든 사람이 만든 인공 물질이든 모든 물질에는 '원자'와 같은 핵물질을 갖고 있어요.
이 원자가 매우 불안하면 안정을 되찾으려고 갖은 노력(?)을 하는데 이때 일으키는 것이 '핵붕괴'입니다.
이때 사람 몸에 해로운 수백 종의 방사선을 방출하는데요. 방출을 많이 할수록 방사 능력이 뛰어나며 이것을 우리는 방사능이라고 합니다.
핵 구조가 불안정할수록 더 많은 핵붕괴를 일으킵니다. 방사능이 강하다 할 수 있겠지요.
반면, 방사선은 핵붕괴 시 나오는 다양한 입자나 파장(알파선, 베타선, 감마선 등)을 뜻합니다. 
원자핵이 다른 입자(양성자나 헬륨 핵 등)로 변이를 일으키는 것이 '핵붕괴'라면, 원자핵이 둘로 쪼개지는 것을 '핵분열'이라 합니다.



■ 방사선에 지속해서 노출되면 어떻게 될까요? 
자연계에 존재하는 것부터 인공적으로 나오는 방사선까지 다양한 종류의 방사선이 있지만, 어떤 방사선이든 많이 쬐면 쬘수록 마이 아파요. ^^;
표현은 많이 쬔다고 했지만, 실제로는 방사선에 노출되는 것을 말하며 우리는 이것을 '피폭'이라고 합니다.
방사선은 자외선, 태양열, 우주로부터 내려오는 것도 있고, 토양에서 나오는 것도 있으며, 화강암과 같은 바위에서도 나옵니다. 
그 양은 극히 미미한데요. 인류는 수천만 년 동안 자연에서 내리쬐는 방사선을 맞으며 적응과 진화를 해왔기 때문에 특별히 높은 수치가 아니라면
건강에 해가 없지만, 인공적으로 만들어진 방사능에 지속해서 노출(피폭)될 경우 암, 백혈병, 심장 질환, 기형, 장애 등으로 시달리다 저 세상에 갈 수
있습니다.



■ 반감기란?
세슘, 요오드, 플루토늄, 우라늄 등 각각의 방사선 원소들은 저마다 고유의 반감기를 갖고 있습니다.
이는 방사성 붕괴에 의해 원자 수가 감소하는 것으로 요오드는 대략 8일, 세슘 137은 30년, 플루토늄은 무려 24만년에 달합니다.
그런데 이 반감기를 "방사능이 없어지는 시간"으로 잘못 이해하는 분들이 계시는데요.
반감기란 방사선량이 반으로 줄어드는데 걸리는 시간을 의미합니다.
이들 원자 구조가 불안정 할수록 반감기가 짧으며, 우라늄, 플루토늄과 같이 안정적인 구조를 갖고 있으면 반감기가 매우 깁니다.
세슘 137을 예로 들면, 반감기가 30년이지만, 이는 사라지는 게 아니며 단지 50% 줄어드는 시간입니다.
60년이면 총량의 75%가 줄어들겠지요. 계속해서 반으로 깎이는 것일 뿐 100% 사라지려면 더 많은 시간이 필요합니다.
반감기에 관한 내용은 이쯤에서 마무리짓고 넘어가겠습니다.



■ 방사선 종류

각 방사선이 통과하는 범위

핵물질은 붕괴를 일으키면서 다양한 방사선을 내 뿜습니다. 여기에는 (α)알파선, ( β)베타선, (χ)엑스선, (γ)감마선 등이 있는데요.
알파선은 양성자 2개와 중성자 2개가 결합한 헬륨 원자핵으로.... 이런 머리 아픈 이야기는 여기서 안 하려고 합니다.

알파선 : 반짝하며 사라지는 녀석으로 A4 용지와 같은 종이로도 차단할 수 있어요.
베타선 : 알루미늄 호일만으로도 차단할 수 있는 방사선입니다.
엑스선 : 방사선이 없는 원소인 '납'으로 막을 수 있습니다.
감마선 : 60cm 두께의 콘크리트만이 감마선을 완벽 차단할 수 있습니다. 납은 최소 10cm 두께가 되어야 차단할 수 있어요. 
             그 아래 두께는 극히 일부만 차단할 수 있어 사실상 차단 효과를 기대하기가 어렵습니다.

※ 뉴스 보도에서 '식약처의 방사능 측정기' 모습을 보여줄 때가 있습니다. 대표적인 감마선 검출기로 1억 4천만 원짜리 기계입니다.
    유심히 보면 원통형으로 된 차폐함이 보일 겁니다. 10cm 두께의 납으로 총 중량 1톤에 육박합니다.
    이렇게 두꺼운 납으로 차폐하는 이유는 자연계의 감마선을 차단할 목적으로 더 정확한 식품 방사선량을 측정하기 위함입니다. 
    식품에서 측정할 수 있는 대표적인 감마선이 '세슘과 요오드'입니다. 
    휴대용 방사능 측정기로 '식품 방사능 측정'을 한다는 게 왜 허구인지 이것으로 충분히 설명됩니다.
    여기에 관해 할 이야기는 많지만, 다음 편으로 넘기겠습니다.



■ 베크렐(Bq)과 시버트(Sv)를 알면 방사능이 보여요.
방사능을 말할 때 흔히 말하는 단위가 있는데 이것을 알아두면 내가 숨 쉬는 공기, 우리 가족이 먹는 방사선량이 대략 어느 정도인지 감을 잡을 수 있습니다.
베크렐(Bq)은 방사능의 강도예요. 쉽게 말해 1초에 원자가 한 개 붕괴하면 1베크렐, 두 개 붕괴하면 2베크렐 식입니다.
식품 방사능 측정에 사용하는 단위는 'Bq/kg'로 식품 1킬로그램당 1초에 붕괴하는 원자 갯수입니다. 
예를 들어 1킬로그램의 생선이 초당 100번 붕괴하면 100베크렐이 되고 1,000번 붕괴하면 1,000베크렐이 되지요. 강도가 세지는 겁니다.
100 베크렐은 한국, 일본이 정한 식품 방사능 기준치지만, 이는 '안전 기준치'가 아니고요. 그냥 '권고 기준치'정도로 해석해야 할 것입니다.
방사능은 안전 기준치가 없습니다. 단 1베크렐이라도 몸속에는 축적되며 미량이기에 당장은 몸에서 아무런 문제를 일으키지 않을 뿐입니다.
시버트(Sv)는 방사선이 인체에 영향을 미치는 정도를 수치로 나타낸 것입니다.
우리가 얼마나 많은 방사선에 피폭되었는지 알기 위해서는 베크렐(Bq)대신 시버트(Sv)로 계산해야 합니다.
이러한 시버트 단위는 미세한 방사선량까지 측정해야 하므로 아래와 같이 세분됩니다.

1시버트(Sv) = 1,000 밀리시버트(mSv) = 100만 마이크로시버트(μSv) = 10억 나노시버트(nSv)

그러나 여러분은 이들 시버트의 복잡한 관계를 알 필요가 없습니다. ^^
아래 링크로 가서 수치만 입력하면 여러 단위로 계산해 줍니다. (수치 변환하러 가기)



■ 우리 몸에 허용되는 방사선 피폭량은 얼마?
성인 기준으로 1년 동안 허용된 피폭량이란 게 있습니다.

- 자연 방사선은 2.4 밀리시버트(mSv)
- 인공 방사선은 1 밀리시버트(mSv)
→ 합계 3.4 밀리시버트(mSv)

이 정도 선에서 피폭되는 것이라면 '안전하다.'라고 기준을 정해 놓은 것입니다.
인공 방사선의 피폭은 1밀리시버트 이상에 피폭되면 인체에 좋지 않은 영향을 가져올 수 있습니다.
그런데 같은 피폭량이어도 세슘이나 요오드와 같은 핵종에 따라 가중치는 다르게 적용해야 하는데 이들을 계산하는 공식이 있지만, 내용이 복잡해
지므로 여기서는 제외할게요. 한국과 일본이 정한 식품 방사능 기준치는 1킬로그램당 100베크렐입니다.
이는 99베크렐에 오염된 식품이라도 통과된다는 의미입니다.
그렇다면 성인 한 사람이 100베크렐에 오염된 식품을 매일 먹었을 때 피폭되는 방사선량은 얼마가 될까요?



<그림 1> 세슘 137에 한해 베크렐을 시버트로 환산할 때 사용하는 공식

100(베크렐) X 22.6(연간 평균 섭취량) X 1.3 X 10-5승(시버트로 환산하는 선량환산계수)를 그대로 대입해 보면 아래와 같은 계산이 됩니다.

100베크렐(Bq) X 22.6 X 1.3 X 10-5 = 0.02938로 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 → 0.03 밀리시버트(mSv)
(계산이 뚜드려 보면 쉽습니다. 100 곱하기 22.6 곱하기 1.3을 해보세요. 2938이 나옵니다. 여기에 -5승은 소수점 자리를 왼쪽으로 다섯 번 이동하는
걸 의미하므로 0.02938이라는 수치가 나오게 됩니다. 차암 쉽죠? ^^)

0.03 밀리시버트(mSv)는 성인일 경우 연간 피폭 한계 선량인 1 밀리시버트(mSv)에 한참 못 미치는 양입니다.

참고로 병원에서 엑스레이 검사를 한 번 해도 방사선에 피폭됩니다. 엑스레이 1회 검사당 피폭되는 양은 대략 0.1~0.2 밀리시버트(mSv) 정도.
대략 7~8회 검사하면 연간 피폭 허용치에 다다릅니다. CT 촬영은 1회 피폭량이 8~10 밀리시버트(mSv)로 꽤 높지만, 이는 지속해서 받는 피폭량이
아니므로 인체에 해가 없습니다. 신체에 이상이 생길 정도로 피폭되려면 적어도 500 밀리시버트(mSv)는 받아야 한다는 게 전문가들의 의견입니다.

또 다른 예를 들겠습니다. 대게 방사능 측정기는 선량측정(CPM)을 하는데 이를 마이크로시버트(μSv) 단위로 변환할 수 있습니다. 
위의 수산물을 휴대용 방사능 측정기로 측정했더니 0.4 마이크로시버트(μSv)가 나왔다고 가정합니다. 

0.4 마이크로시버트(μSv)면 약 31 베크렐(Bq)이 검출된 겁니다.

이는 어디까지나 '세슘 137'에 한해서 <그림 1>과 같은 공식을 대입한 것입니다.
하지만 휴대용 방사능 측정기의 약점은 생선의 내부 피폭선량을 측정할 수 없다는 점과 핵종 구분이 안 된다는 데 있습니다.
31 베크렐(Bq)이란 값은 어디까지나 "표면 오염도 측정"에 한해 유효할 뿐 실제로 생선이 가진 내부 피폭 도를 측정하는 건 어려운 거죠.



■ 베크렐을 마이크로시버트로 환산하는 쉬운 방법
베크렐(Bq)을 마이크로시버트(μSv)로 환산해주는 사이트입니다. (링크 : 베크렐을 시버트로 환산)
사용 방법은 매우 간단합니다.

※ 휴대용 방사능 측정기는 식품 측정이 어려워
우리가 사는 공간은 자연 방사선의 간섭이 항상 존재해 차폐함이 없는 식품 측정은 제대로 한 것이라 보기 어렵습니다.  
식품 방사선 측정은 시료를 완전히 분쇄한 뒤 감마선을 차단할 수 있는 10cm 두께의 납 차폐함에다 넣고 핵종 구분이 되는 센서로
측정해야 올바른 측정이 되었다고 할 수 있습니다. 그게 아니라면 거짓말이거나 방사선 측정을 제대로 했다고 볼 수 없습니다.

참고로 1 마이크로시버트(μSv) = 77.083 베크렐(Bq)이며, 4.8 마이크로시버트(μSv) = 370 베크렐(Bq)로 예전의 식품 방사선 통과 기준치에
해당합니다. 만약, 370베크렐이 검출된 수산물을 1년간 먹었을 때 받는 피폭량을 같은 공식으로 계산해 보면.

370베크렐(Bq) X 22.6 X 1.3 X 10-5 = 0.1087로 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 → 0.11 밀리시버트(mSv)

이는 X선 촬영 1회에서 받는 피폭량 0.1~0.2 밀리시버트(mSv)와 비슷하며 성인에게 허용된 연간 피폭량인 1 밀리시버트(mSv)에는 한참 못 미치는
양이기도 합니다. 예전에 후쿠시마에서 반경 20km 해역에 서식하는 '쥐노래미(횟집에서 놀래미로 팔고 있는 생선)'에서 킬로그램당 25,800베크렐이
검출 되었다고 합니다. 이를 밀리시버트(mSv)로 환산하면 75.8밀리시버트(mSv)로 한 방에 훅가는 수치가 나오죠. ^^;
이제 베크렐(Bq)과 시버트(Sv)가 대략 어느 정도의 수치인지 감이 오실 겁니다.



■ 자연 방사선량의 안전 기준치에 관하여
인공 방사선 외에도 자연 방사선이 있는데 자연 방사선량이라고 해서 절대적인 '안전 기준치'는 없습니다.
다만, 우리는 지금 이 순간에도 미미하게나마 방사선에 노출되고 있고 이 정도 수치로는 인체에 해를 끼치지 않으므로 '안전'이라고 표현하는 것입니다.
자연 방사선량은 100만 원 미만의 휴대용 방사능 측정기로도 충분히 측정 가능합니다.
다만 너무 저가(20만 원대)의 모델일 경우 반응 속도가 늦다는 단점이 있습니다. 만약, 우리가 살고있는 지역이 고농도의 방사선으로 오염되고 있는데 
저가 모델로 측정한다면, 수치가 나오기 전에 우리 몸은 이미 피폭되고 말 것입니다.

방사능 측정기를 사용하는 목적은 오염원을 신속하게 정확히 측정하여 해당 지역에서 빨리 벗어날 수 있게끔 정보를 제공하는 데 있습니다.
그런데 시중에는 이런 기본도 안된 제품을 방사능 측정기라고 팔기도 합니다.
여기에 한 수 더 떠 '식품 방사능 측정이 가능하다.'는 문구로 소비자를 현혹하기도 하는데요. 여기에 속아서 사셨다면 식품 방사능 측정은 아예 포기하셔야
할 것입니다. 물론 이런 방사능 측정기로도 식품 측정은 부분적으로 가능한데요. 어디까지나 '표면 오염도'에 한해 검사가 가능하며 고농도 방사선에 오염
되었다면 경고음이 울리겠죠? (이것도 식품 측정이 된다는 식으로 표현하는데 엄연히 과대광고에 해당합니다.) 
그 정도 수치가 뜰 정도면 그 전에 유통이 힘들 것입니다. 어쨌든 식품 방사선량과 달리 자연 방사선량은 많고 작은 차이가 있을 순 있지만, 아예 없을 수는
없습니다. 

- 0 ~ 0.4 마이크로시버트(μSv/h) → 안전
- 0.4 ~ 30 마이크로시버트(μSv/h) → 경고
- 30 마이크로시버트(μSv/h) 이상 → 위험

단위는 'μSv/h'으로 1시간당 인체에 영향을 미치는 방사선량입니다. 
그럴 확률은 낮지만, 안전 기준의 최대치인 0.4 마이크로시버트(μSv/h)를 365일간 쬐면.
0.4 X 24(시간) X 365(일) = 3504 마이크로시버트(μSv/h)가 나오며 이를 밀리시버트(mSv)로 환산하면 3.5 밀리시버트(mSv)가 됩니다.
이는 일반 성인 기준으로 1년 동안 허용된 자연 방사선 피폭량인 2.4 밀리시버트(mSv)보다 좀 더 많은 양입니다.
참고로 2013년 10월 29일 오후 11시를 기준으로 서울은 0.109 마이크로시버트(μSv/h)가 검출되고 있습니다.
경기도에서 가장 많은 방사선이 검출되는 지역은 영종도로 시간당 0.235 마이크로시버트(μSv/h)가 검출되고 있는데 이는 국제공항이 있어서입니다.



■ 알아두면 유용한 방사능 간단 상식을 마치며
오늘은 방사능과 방사선의 의미에 대해 알아보고, 방사선을 표현하는 단위에 대해서도 알아봤습니다.
제목은 간단 상식이라 해 놓고 쓰다 보니 이렇게 벌렸네요.
최대한 쉽게 설명하려고 노력 했지만, 단위와 수치를 피하기는 어려워서 좀 더 쉽게 설명할 수 있었을 텐데 하는 아쉬움은 남네요. ^^;
이것으로 방사능에 관한 설명이 모두 되지는 않았을 겁니다. 여전히 의문점을 가진 이들이 있을 것이고 궁금한 게 있겠지만, 더 들어가면 머리만 아파요.
우선 이 정도로만 알아두셔도 방사능에 관한 기본 상식은 가졌으리라 봅니다.
다음에는 요즘 이러한 시국을 틈타 불티나게 팔리고 있는 "방사능 측정기의 불편한 진실"에 관해 알아보고자 합니다.
사실 그 글을 쓰기 위해 오늘은 베이스를 깐 겁니다. 기본 상식을 알아야 다음 글로 넘어갈 수 있으니까요. 긴 글 읽어 주셔서 대단히 감사합니다.

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