출처 : 독성학 춘계 워크샵 (서울대 삼성컨벤션센터, 2011. 5. 12 장병욱 박사) 발표자료

 

지난 주 독성학 워크샵에서 발표되었던 자료를 요약하여 올려드립니다.

 

우리 인류가 탄생하기 전이나 그 이후에도 방사선은 모든 곳에 존재했으며 앞으로도 존재할 것입니다.

지구상의 인간이나 동식물은 어느 존재나 방사선을 매일 접하고 있으며 방사선의 바다에 살고 있습니다. (We live in a sea of radiation)

 

 

   

 

 

방사선 (Radiation; 放射線)은 방사성물질로부터 방출되는 입자 및 전자파를 말하며 알파(α), 베타(β), 감마(γ), 중성자(n)선이 대부분을 차지하고 있습니다. 인공핵종과 자연핵종 모두에서 주로 이러한 네 종류의 방사선이 하나 또는 둘 이상 나올 수 있기 때문에 인공핵종이 자연핵종보다 더 위험하거나 한 것이 아니라 방사선의 종류와 에너지에 따라 위험도가 달라집니다.

 

방사능 (Radioactivity, 放射能)이란 방사성물질의 원자핵이 단위시간당 붕괴되는 수를 말하며 1 베크렐(Bq Becquerel)이란 1초에 하나의 방사성붕괴가 되는 것을 말합니다.

 

방사성 (Radioactive, 放射性)이란 말은 “방사선을 내는” 이라는 의미의 형용사이고 따라서 방사성 물질이란 표현이 맞고, 방사능 물질이란 표현은 정확한 표현이 아닙니다.

 

방사선량 (放射線量)은 주로 시버트 Sv (Sievert)의 단위를 쓰는데 시버트는 인체가 방사선에 피폭될 때 방사선의 종류와 인체 장기의 방사선의 영향을 고려한 인체영향 관점에서 표현하는 방사선 단위입니다.

 

우리(한국) 국민들의 일년간 평균 자연방사선 피폭량은 약 3.08 mSv입니다. (일본은 더 낮습니다.)

 

땅속의 물질에서 나오는 ‘라돈’이라는 방사성기체 흡입 : 1.40 mSv (45.6%)

땅속으로부터 나오는 지각방사선 : 1.04 mSv (33.8%)

음식물속의 자연방사성물질 섭취 : 0.38 mSv (12.3%)

우주에서 날아오는 우주방사선 : 0.248 mSv (8.3%)

기타 비행기 여행 : 0.007 mSv로

 

총 3.075 mSv입니다.

 

자연방사선에 의한 피폭은 나라마다 차이가 나는데 주로 라돈과 지각 방사선의 차이 때문에 총 평균 피폭선량에서 차이가 납니다. 핀란드의 경우에는 국민들이 연간 평균 8 mSv까지 피폭을 받고 있으며 영국이나 호주의 경우에는 연간 평균 2 mSv 이하에 불과한 피폭을 자연으로부터 받고 있습니다.

 

 

 

   

한국 국민들은 세계의 평균값인 2.4 mSv보다 약간 높은 3.08 mSv의 피폭을 받고 있으며 일본은 세계의 평균보다 약간 낮은 2 mSv 이하의 피폭을 받습니다.

   

1) 우주방사선 (Cosmic ray)에 의한 피폭

우주방사선이란 우주, 특히 태양 등에서 날아오는 방사선으로 위도가 높을수록, 고도가 높을수록 피폭량이 많아집니다. 지표면에 살고 있는 대부분의 사람들은 자연방사선피폭에 의한 전체 피폭량중 우주방사선에 의한 피폭량은 10% (0.248 mSv)가 채 안되지만, 비행기를 타는 것이 직업인 조종사, 여승무원 등은 일반인들보다 훨씬 많은 우주방사선에 피폭됩니다. 그 분들은 연간 2.06 ~ 3.28 mSv의 우주방사선에 피폭되고 있습니다.

 

2) 음식물속의 자연방사성물질 섭취에 의한 피폭

 

우리나라에서 산출되는 음식물 중에 자연적으로 포함되어 있는 방사성물질의 농도는 다음과 같습니다.

출처 : 주요식품군에 대한 방사능 분석결과, (지방방사능 측정소, 경북대, KINS, UNSCEAR)

 

※ 위 방사능 농도는 처리나 손질을 하지 않은 자연상태의 질량 1 kg당 단위이며 밀리베크렐 (mBq)은 천분의 일(1/1000) 베크렐의 의미입니다.

 

해설) 자연방사성물질 중 세슘(Cs-137)은 원래 인공방사성물질이었습니다. 과거 핵보유국(미국, 소련, 영국, 중국, 프랑스, 인도, 파키스탄...)들이 실시한 지구상의 핵실험 (약 1,000회 정도) 때문에 생겨난 핵종이지만 지구 전체에 골고루 펴져 있기 때문에 현재는 자연방사성물질로 간주하고 있습니다.

 

특히 주목할 만한 자연방사성핵종은 칼륨-40 (또는 포타슘-40이라고도 함)인데 반감기 13억년인 이 자연방사성물질이 성인 1인당 평균 약 4,400 Bq 정도 몸에 분포하고 있습니다. 우리는 하루 평균 110 Bq의 칼륨-40을 섭취하고 있습니다. 따라서 인간은 항상 몸안에서 베타선과 감마선이 방출되고 있으므로 어찌 보면 사람도 방사성물질이라 할 수 있습니다.

 

칼륨이 특히 많이 들어 있는 음식이 바나나인데 필리핀산 바나나 한 개에는 평균 15 Bq의 칼륨-40이 들어있고 1 kg당 으로 환산하면 125 베크렐이 됩니다. 이 칼륨-40의 '선량환산계수'가 5.02 nSv/Bq 이므로 바나나 한 개를 먹게 되면 평균 0.075 마이크로시버트(uSv)를 피폭하게 됩니다. 이 바나나를 매일 한 개씩 먹으면 (0.075×365 =) 연간 27.4 마이크로시버트 (= 0.0274 mSv)를 피폭하는 셈입니다.

바나나 뿐만 아니라 거의 모든 음식에는 원자력발전소 사고에 따른 오염이나 인공핵종과는 무관하게 자연방사성물질이 포함되어 있습니다.

  

3) 땅속으로부터 나오는 지각방사선에 의한 피폭

땅속에는 K-40 (680 Bq/kg)을 비롯하여 자연방사성물질인 라듐(Ra-226, 평균 37.1 Bq/kg), 토륨(Th-232, 평균 60 Bq/kg), 세슘(Cs-137, 평균 28.3 Bq/kg), 스트론튬(Sr-90, 평균 4 Bq/kg), 플루토늄(천연Pu) 등이 포함되어 있는데 이러한 방사성물질로 인해서 시간당 12.3 uSv/h의 지각방사선에 의한 선량률(방사선수치)이 전체 방사선량의 33.8% (한국인 평균 1.04 mSv) 정도 기여하고 있습니다.

 

주로 땅속의 물질을 가공해서 건축자재를 만드는데 건축자재에 포함된 천연방사성핵종의 농도는 다음과 같습니다.

 

 

 

 

시료(수)	천연방사성핵종농도(Bq/g)			*I
	40K	226Ra	232Th
일반벽돌 (16)	0.47~1.0 (0.79)	0.013~0.054 (0.030)	0.018~0.060 (0.042)	0.29~0.81 (0.57)
적벽돌 (9)	0.61~0.87 (0.74)	0.021~0.046 (0.036)	0.020~0.066 (0.048)	0.37~0.77 (0.61)
타일 (7)	0.31~1.0 (0.63)	0.044~0.082 (0.058)	0.034~0.096 (0.056)	0.42~1.09 (0.68)
석고보드 (3)		0.21~0.33 (0.27)		0.70~1.11 (0.90)
콘크리트 (3)	0.56~0.65 (0.60)	0.026~0.027 (0.027)	0.039~0.042 (0.039)	0.47~0.52 (0.49)
시멘트 (2)	0.24~0.25 (0.24)	0.033~0.036 (0.035)	0.018~0.021 (0.019)	0.28~0.31 (0.29)
목재 (3)	0.079~0.17 (0.11)	0.0052~0.0085 (0.0065)		0.044~0.085 (0.058)
화강암 (3)	0.93~1.2 (1.1)	0.021~0.086 (0.053)	0.018~0.13 (0.086)	0.47~1.3 (0.97)
모래 (1)	1.0	0.029	0.056	0.71
블록 (1)	0.72	0.015	0.025	0.42
황토 (1)	0.75	0.040	0.090	0.83
황토벽돌 (1)	0.70	0.033	0.080	0.74
*I : Activity concentration index of European Commission (1999) = CTh/200 + CRa/300 + CK/3000 ≤ 1 (or 6)

출처 : 국민방사선위해도 평가보고서 (2005년)

 

※ 여기서 천연방사성핵종의 농도는 kg이 아니라 그램(g)당 베크렐 단위로 다른 것들, 특히 음식물중의 농도와 비교하기 위해서는 데이터에 1,000을 곱해주어 비교해야 합니다. 이렇듯 건축자재에도 방사성물질이 아주 많이 들어있습니다. ^^

 

4) 라돈기체에 의한 방사선피폭

우리가 자연에서 받는 방사선 피폭중에 가장 많은 부분을 차지하는 것이 바로 ‘라돈’ 기체입니다.

라돈은 주로 땅속의 ‘라듐’ 원소에서 방출되는 기체인데 유럽의 광부들이 폐암 발병 비율이 높다는 연구결과가 1879년 발표되었고, 1899년 퀴리부인이 '라듐'에서 '라돈'이 나오는 것을 발견하였습니다. 그리하여 1920년대에 광부들의 폐암 발병 이유가 바로 일반인들에 비해 수백배 수천배나 많은 라돈을 흡입하기 때문이라는 것이 학계에 발표되었고 1970년대에 세계 각국에서 가옥내 라돈 조사를 대대적으로 실시하여 연간자연방사선피폭량 중에 약 50%가 라돈에 의한 피폭 때문이라는 것을 밝혀내었습니다. (출처 : 유엔방사선과학위원회 UNSCEAR)

 

현재 미국과 같은 선진국에서는 건축업자가 대규모로 주택을 지을 때는 반드시 라돈 농도를 측정하여 제출하도록 하고 있습니다. 우리나라에서는 1990년대에 가옥내 라돈 농도조사가 대규모로 시행되었습니다.

한국에서의 가옥내 라돈 농도는 평균 55.5 Bq/m³으로 핀란드, 알바니아, 체코의 반도 안되는 수준이지만 일본에 비하면 3배 가까이나 높습니다. 일본은 지각의 구성성분이 '화강암'이 아닌 '현무암' 지질대에 속하므로 방사성물질의 함유량이 원래 적은데다가 건축자재로 콘크리트나 벽돌대신 목재를 많이 사용하기 때문이라고 합니다.

 

전세계 가옥내 다른 농도 조사 결과비교 (2차, 3차 조사 결과)

 

 

 

 

위 그림에서 보듯이  

계절별로는 아무래도 환기를 자주하는 여름보다 겨울철에 라돈 농도가 높습니다.

 

우리나라 가옥 형태별 라돈농도와 그에 따른 피폭량은 아래 표와 같습니다.

 

이렇듯 사실 우리는 자연방사선에서 무시할 수 없을 만큼의 피폭을 받고 살고 있기 때문에 이번 후쿠시마 사고에 따른 인공방사선에 의한 피폭이 미량에 불과할 경우에는 그 영향을 무시해도 된다고 주장한 것입니다.

 

즉, 예를 들어, 자연방사선 피폭이라 하더라도 개인별, 지역별로 차이가 나므로 사람들의 자연방사선피폭이 평균 2.4 ± 1.2 mSv의 피폭 범위에 있다면 개인별로는 1.2 mSv의 오차나 표준편차가 생길 수밖에 없다는 것이며 자연방사선 이외에 다른 영향으로 인하여 이 오차범위 1.2 mSv 이하의 피폭을 받는다고 하면 1.2 mSv의 오차나 표준편차 범위내에 묻혀 버리게 되므로 피폭에 의한 영향이 자연방사선피폭의 영향과 구분해 낼 수 없게 됩니다. 즉, 이 정도의 피폭은 무시를 할 수밖에 없다는 것입니다.

 

따라서 이론적으로는 아무리 작은 양의 피폭이라도 그에 상응하는 위험이 있다는 말이 맞기는 하지만 그것은 자연에서의 방사선피폭이 0 (제로)일때라는 가정하에서나 맞는 말이고 실제 자연방사선이 존재하는 상황에서는 어느 정도의 수준 이하에서는 그 위험을 측정해 내거나 밝혀 낼 수 없으므로, 자연방사선의 영향 안에 포함된다는 것을 생각할 때 미량의 피폭에 대한 지나친 우려는 오히려 스트레스만 쌓이고 건강에 별 도움이 안 된다는 것입니다.

 

아래의 그림은 이번 후쿠시마 사고로 인한 3월 15일부터 21일까지 동경에서의 피폭선량률(오렌지 색 선)이 다른 피폭원이나 자연방사선피폭과 비교해서 어느 정도의 수준인지를 표시하는 그래프입니다. 하루 1갑 반 정도를 피우는 흡연자는 연간 30 mSv의 방사선이 추가적으로 피폭된다는 것은 놀라운 사실입니다. 그리고 CT촬영, 항공기 승무원, 원자력발전소 작업자의 피폭과 비교해 볼때 동경에서의 피폭이 어느 정도의 수준인지를 알 수 있습니다. 자연방사선량률로만 놓고 볼 때는 원전사고에도 불구하고 선량률이 높은 중국의 양쟝, 이라크, 브라질 과다라파리, 홍콩, 미국의 덴버, 베네수엘라, 인도 뭄바이와 같은 시보다 오히려 동경이 더 작은 선량률을 보이고 있음을 주목할 필요가 있습니다. 현재의 방사선피폭 때문에 동경을 떠나야 한다면 앞에서 언급했던 도시의 사람들도 어디론가 피난을 떠나야 합니다...물론 동경이 앞으로도 현재 상태와 같다고는 장담 할 수 없으며 상황이 어떻게 변할지는 알 수 없습니다. 그리고 오염된 음식물 섭취에 대한 것은 고려하지 않았습니다. 그렇다 하더라도 과연 이 지구상 어디가 정말 안전할 수 있을까요?