지난 2월 22일 일본 후쿠시마현 앞바다에서 잡은 우럭에서 기준치 5배를 넘는 방사성 세슘이 검출됐다.
2019년 2월 이후 2년 만에 후쿠시마현 앞바다에서 잡은 수산물에서 일본 정부 기준을 초과한 방사성 물질이 검출된 것이다.
방사선 치료(암 치료)나 석유 시추, 산업용 계측기 등에서 유용하게 사용하지만
철저한 안전관리가 중요한 방사성 세슘에 대해 소개한다.
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자연에 존재하는 세슘은 방사선 방출 없는 안정동위원소인 세슘-133
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원자 핵분열로 방사성 세슘 생성, 영향이 크고 대표적인 것이 세슘-137
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세슘-137의 방사능 세기가 절반으로 줄어드는 반감기는 약 30년
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인체에 과도하게 들어올 경우, 전신과 근육에 영향을 미쳐 철저한 안전 관리 필요
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우리나라는 국제 기준보다 10배 강화해 안전 관리 중(방사능 허용 기준치 100Bq/㎏)
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방폐물에도 세슘-137이 포함되어 있어 이를 고려하게 안전하게 처분·관리
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세슘-137은 방사선 치료, 석유 시추, 산업용 계측기 등의 방사선원으로도 사용
자연의 세슘 대부분은 방사선 방출 없는 안정동위원소
원자번호 55, 원소기호 Cs인 세슘은 후쿠시마 원전 사고 후 가장 유명해진 원소다. 자연에 존재하는 세슘 대부분은 세슘-133이다. 세슘-133은 방사선을 방출하지 않는 안정동위원소다. 알칼리 금속의 하나로, 녹는점이 28.5℃에 불과해 체온에서도 녹을 정도다.
원자 핵분열로 생기는 세슘-137
우라늄이나 플루토늄이 중성자를 흡수하여 분열하면 보다 작은 여러 개의 방사성 원자들이 생기면서 많은 에너지를 방출한다. 원자력발전과 핵무기는 이 에너지를 이용한다. 핵분열로 인해 생성되는 물질 중 가장 큰 비중을 차지하는 물질은 세슘의 동위원소 중 하나인 세슘-137(방사성 세슘)이다. 세슘-137은 자연에는 존재하지 않고, 핵분열에 의해서만 생성된다.
왜 세슘-137이 위험하다고 말할까?
세슘-137은 약 30년의 반감기를 가진다. 즉 방사능 세기가 절반으로 줄어드는 데 약 30년이 걸린다. 세슘-137은 방사선 중 하나인 베타(β)선을 방출하며 준안정상태의 바륨(Ba-137m)으로 전환되었다가, 다시 감마(γ)선을 방출하며 안정된 바륨(Ba-137)으로 전환된다.
세슘-137이 위험하다고 이야기하는 이유는 준안정상태의 바륨-137m에서 안정상태의 바륨-137로 전환될 때 나오는 감마선 때문이다.
방사선
불안정한 상태의 원자들은 특정한 입자나 빛을 방출하면서 안정적인 원자핵으로 바뀌려는 성질이 있는데, 이때 나오는 파동 또는 입자의 형태를 가지고 있는 에너지의 흐름을 방사선이라고 한다.
감마선
방사선의 하나인 감마선은 파장이 짧은 전자파로, 투과력이 가장 세기 때문에 납이나 콘크리트로 막을 수 있다.
베타선
알파선에 비해 다소 투과력이 강한 베타선은 의료기기 생산 시 기기 소독, 섬유 두께 측정 등에 사용한다. 베타선은 얇은 금속판으로 막을 수 있다.
철저한 안전관리 필요한 세슘-137
하지만 세슘-137에 오염된 식품이나 물 등이 인체에 과도하게 들어왔을 땐 악영향을 끼치므로 각별히 주의해야 한다.
인체 안으로 들어온 세슘-137은 신체 조직 내에 골고루 퍼진다. 주로 근육에 분포하여 인체 밖으로 배출되기 전까지 영향을 미친다. 만약 세슘-137을 과다하게 섭취한 경우에는 프러시안블루(감청색의 합성 염료) 1g을 물과 함께 일정기간 복용하면 장내 흡수를 막아 체외로 배출 시킬 수 있다.
세슘-137(방사성 세슘)의 반감기
물리적 반감기 30년
생물학적 반감기 109일
유효 반감기 108일
물리적 반감기
자연 상태에서 방사능 붕괴를 통해 방사능 세기가 절반으로 감소하는 기간을 말한다. 보통 반감기라고 할 때 물리적 반감기를 말하는 경우가 많다.
생물학적 반감기
방사성 물질이 몸 안에 들어와 소화, 배설 등을 통해 몸 바깥으로 빠져나가 방사능이 절반으로 감소하기까지 걸리는 시간을 말한다.
유효 반감기
물리적 반감기와 생물학적 반감기를 모두 고려해 우리 몸에 미치는 실제 영향을 유효 반감기로 나타낸다. 유효 반감기는 많은 경우, 물리적 반감기와 생물학적 반감기보다 짧다.
세슘-137의 이용
세슘-137은 식품·하수 슬러지·수술도구의 멸균 그리고 수분·밀도·수평·두께 등을 측정하는 다양한 장치에서 사용하고 있다. 세슘-137로 만든 염화세슘이 들어간 의료기기는 말기 암환자 치료에 이용됐으나 지금은 위험성 때문에 거의 사용하지 않고 있다.
석유를 시추할 때 드릴 날의 윤활제로도 널리 쓰이는 화합물이다 보니 석유를 원료로 하는 아스팔트 합성과정이나 도로에 아스팔트를 깔 때 세슘-137이 들어갈 가능성이 있다. 아스팔트 등에서 나오는 세슘은 인체에 유해한 수준으로 검출되는 경우가 많지는 않다.
kg당 100Bq(베크렐)의 방사능이 나오는 식품을 1년간 매일 먹는다면?
이 경우, 연간 피폭 방사선량은 0.03mSv(밀리시버트)이다.
이는 일반인의 법적 연간 허용치인 1mSv에 미치지 못한다.
우리나라의 방사성 세슘 안전대책
우리나라는 국제 기준보다 10배 강화한 식품 내 방사능 허용치를 운영 중이다.
또한 우리나라는 일본 후쿠시마현 수산물을 수입 금지하고, 수입식품 통관 시 방사능 검사를 실시하고 있다.
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2011년 3월 11일 원전 사고 직후부터 후쿠시마 인근 8개 현의 수산물에 대해 수입금지 조치 시행 중
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일본산 식품은 모든 식품에 대해 통관 시마다 방사능 검사, 그 외 국가는 품목과 수입 국가에 따라 검사 빈도 차등 적용
