방사성물질과건강 北만탑산 4m 내려앉고갱도무너져 : 대형재난징조 방사능이유출될경우북한뿐아니라한국과중국에도영향을주는광범위한재난발생도우려 스위스식품사, 한국産라면판매중단 : 2003 년 06 월 02 일식품표기규정위반한국라면, 아일랜드매장서퇴짜 : 2006 년 4 월 11 일
방사능오염사건 브라질방사능오염사건 (1987 년 9 월 ) - 보건소에서 X-ray 기계도난. 고물상에서발견. - 고물상주인 : 기계속캡슐을부수어반짝이는청색가루를추출. 신기하게여겨자기가족과주위사람들에게나누어줌. -4 명사망 ( 세슘 137: 반감기가 30 년의고준위방사성물질 ) Chernobyl nuclear accident (1986 년 4 월, 우크라이나공화국 ) - 원자로노심 ( 爐心 ) 융해 - 사고당시 31 명사망 -91 년 4 월까지 7000 여명이사망. 70 여만명치료. - 누출방사능의총량 : 약 1 억 Ci( 큐리 ) - 기상변화에따라유럽전역에확산 ( 최종피해아직파악중 )
방사능이란? 방사능 : 방사능 (radioactivity) 이란불안정한원소의원자핵이 스스로붕괴하면서방사선 (radiation) 을방출하는현상. 자신은안정화됨. 방사능물질 : 방사성핵종을함유하는물질. 고체, 액체, 기체예 ) 우라늄, 라듐 (40 종여종 ); α 선, β 선혹은 γ 선방출 방사선의위해크기 : γ>β>α 선하지만, 식품등을통하여체내침투시 : α 선이가장큰피해방사선이인체에조사시, 이온이나라디칼형성 - 암발생위험 방사선에예민한세포 : 골수, 생식기, 어린이세포, 암세포 Unstable nucleus = can be due to the overall size of the nucleus, having too many or too few neutrons Eventually, unstable radioisotopes of one element are transformed into stable, nonradioactive isotopes of a different element
원소의표시 A Z X A = 원자질량 ( 양 + 중 ) Z = 원자번호 = 양성자수 X = 원소 우라늄 : 14 6 C 동위원소 : 같은화학원소에속하면서질량수가다른원자. A = 원자질량 = 양 (6) + 중 (8)=14 Z = 양성자수 (6) X = 탄소 235 U ( 존재백분율 0.715 %, 반감기 7 억 1300 만년, 핵분열가능 ) 238 U( 존재백분율 99.2 %, 반감기 45 억 1000 만년. 핵분열불가 ) 239 Pu ( 핵분열가능 )
Non-Ionizing vs ionizing Radiation Non-ionizing: Microwaves, Sunlight, Infrared Waves, Radio Waves, Lasers Ionizing: 다른중성원자에전자제거혹은첨가 이온화, 라디컬화 α 선 β 선 γ 선 and neutrons
Early Pioneers in Radioactivity Rutherford: Discoverer Alpha and Beta rays 1897 Roentgen: Discoverer of X-rays 1895 The Curies: Discoverers of Radium and Polonium 1900-1908 Becquerel: Discoverer of Radioactivity 1896
방사선종류 When nuclei of unstable isotopes gain stability by undergoing changes These reactions are: called nuclear reactions always accompanied by the emission of large amounts of energy spontaneous not affected by changes in temp, pressure, or presence of catalyst * It cannot be slowed down, speeded up, or turned off
방사능, 조사량, 피폭량단위 방사능의단위 : 단위시간에붕괴하는입자의수로표시 -1 Bq ( 베크렐 ): 1 초에 1 개의원자핵이붕괴하는것 -1 Ci ( 큐리 ) : 라듐 1 g 의방사능. 1 Ci= 370 억 Bq 1pCi (picocurie) = 10-12 Ci ; 1Ci = 3.7 10 10 Bq 조사량 ( 식품 ) 의단위 : 조사량의단위 Gy ( 그레이 ) 는식품이조사될때에흡수하는방사선의에너지양으로, 1Gy 는 1kg 의식품이조사될때 1J 의에너지가흡수되는것과같은양. 피폭량의단위 : 방사선이인체에흡수된수치 - 렘 (rem) - 시버트 (Sv): 1 Sv= 100 rem. 월성원전사고최대피폭량 - 4.44 msv = 444mRem 피폭량한계치 : 방사능종사자 : 5000 mrem (5.0 rem) / year 일반인 500 mrem (0.5 rem) / year
방사능피폭증세 일본후쿠시마 : 후생노동성은 2013 년 3 월, 도쿄전력측에내부피폭선량재평가실시를지시하고그결과 142 명에대한내부피폭선량을수정하였다. 범위는최소 1.01mSv 에서최대 89.93mSv 까지분포돼있다 1Sv = 100 rem
방사능노출 일반인평균적노출 : 240~ 360 mrem / yr 자연적노출 295 mrem (82%) 지구 (228 mrem), 인체 (40 mrem) 우주 27 mrem 인위적노출 : 65 mrem (18%) 의료 (15 mrem; chest x-ray ~10 mrem) 상품 (10 mrem; tobacco, cosmetics...) 기타 (2 mrem) 10rem 방사선을한꺼번에맞아도인체에생물학적으로별다른영향이없으며, 한꺼번에 100rem 선량받으면구토및설사증세를보이나즉각적인영향은없으며, 700rem 을맞을경우수일내사망. 원전수거물관리시설에서나오는방사선량은연간약 1mrem 정도.
수명단축기대치 Health Risk Estimate of Life Expectancy Lost Smoking 1 pack cigarettes per day 6 years Being 15% overweight 2 years Alcohol consumption 1 year Being in any accident 1 year Natural hazards 7 days Medical radiation 6 days *Adapted from B.L. Cohen and I.S. Lee, Catalog of Risks Extended and Updated, Health Physics, Vol. 61, September 1991.
방사선원과 차단물질 -방사성물질 : 방사성핵종을일정수준이상함유한물질자발적, 지속적방사선방출 -방사선발생장치 : 에너지 ( 예 : 전기 ) 를사용하여인공적으로방사선에너지로변환방출 ( 예 : X-ray 발생장치 ) 방사선의방사선과투과력차단
137-Cs : T 1/2 =30 years, beta 3-H : 12.4 years, beta 14-C : 5730 years, beta S-35 : 87.4 days, beta P-32 : 14.3 days ( 약 2주 ), beta I-125 : 60.1 days, gamma, X-ray
방사성탄소 (Carbon-14) 연대측정법 -3,500 년이하의연대측정에는비교적정확. 하지만살아있는거북의등껍질을조사해도죽은지 1500 년으로나타난다거나, 1 억년이상으로추정되는석회암속의나무가 890 년으로나오는오류도있음. - 원리 : 식물이동화과정에서취한방사성탄소가식물이죽은후붕괴되기시작하여그양이감소한다는현상을이용. 방사성탄소는지구대기에있는질소와중성자의상호작용으로끊임없이만들어지며, 대기중에존재하는이산화탄소분자와섞인방사성탄소는지구의생태계에서순환하게된다. 즉녹색식물이광합성을하기위해공기중방사성탄소가포함된이산화탄소를흡수하고, 식물로들어간방사성탄소는이식물을먹은동물로자연스럽게이동하여, 자연스럽게먹이사슬을통해지구상의동물로이동한다. 방사성탄소는몸속에서서서히붕괴되어그양이감소하지만, 감소된양은공기와먹이를통해다시보충된다. 그러나유기체가죽으면방사성탄소의공급은끊기게되어유기체의조직에있는방사성탄소의양은점점줄어들게된다. 결국방사성탄소는 5730 년동안자연적으로붕괴되어양이반으로줄어든다. 방사성탄소의붕괴는일정한속도로일어나기때문에결국유기체에남아있는탄소의양을측정하여연대를측정한다.
유물의연대측정 투린 ( 이 ) 의수의 : 4,3mx1.1m 수의의앞과뒤, 양면에수염을기르고머리가길며, 그리스도가받은것과비슷한상처를가진남자의희미한. 세조각의수의를영국, 미국, 스위스의실험실에서독자적으로방사성탄소연대측정한결과 (1988), 모든측정의결과가서기 1260 년부터 1390 년사이의연대로밝혀짐. 따라서 - 수의가중세때의것이며, 2000 여년전의그리스도의것이아님을증명.
방사능오염식품 vs 방사선조사식품 방사능오염식품후쿠시마 체르노빌 스리마일등원전사고나원폭실험등으로인해발생한인공방사성핵종 ( 134 CS, 137 Cs, 131 I 등 ) 에오염된식품. 체르노빌원전사고가발생한지 30 년이넘었지만사고근접국가에서지금도방사성핵종이검출되고있다. 2011 년일본후쿠시마원전사고이후 2013 년 9 월부터식품의방사능허용기준을방사성요오드 (131I) 는 300 Bq/Kg, 방사성세슘 (134Cs / 137Cs) 은 100 Bq/Kg 이하로강화되었다. 방사선조사식품방사능오염식품과조사처리식품은완전히다르다. 조사처리식품은대개살균 살충 발아억제 숙성지연등을위해의도적으로방사선을쫴준식품이다. 조사처리식품은방사선이통과하여식품에잔류하지않는다 (10kGy ( 법적한계 ), Gy: 그레이 ). Co-60 많이사용 * 스위스식품사 : 한국産라면판매중단 - 2003 년 * 식품표기규정위반한국라면 : 아일랜드매장서퇴짜 -2006 년
방사선조사식품 원리 : 방사선의직접조사로미세유기체 세균등제거방사선원 : 1 Co - 60 Cs - 137 2 X - ray 배경 : 방사선조사에의해생성된 OH radical 등에의해, DNA double strand 부분에서절단되어, DNA 수복저해에의해균이사멸하게되는원리. 사용분야 : 1 곡식뿌리발아억제 과일성장억제 2 곡식에대한곤충침식방지 3 미생물제거 육류저장기간연장 4 식품의품질향상 스위스식품사, 한국産라면판매중단 : 2003 년 06 월 02 일식품표기규정위반한국라면, 아일랜드매장서퇴짜 : 2006 년 4 월 11 일미국 : 제한없음
가정의 1 급발암물질라돈 : 라듐에서생성되는방사성비활성기체원소 (86Rn) 측정및주기적환기필요
건물내의방사능원 : 라듐과라돈 라듐 : - 우라늄과토륨의붕괴과정에서생성, - 네종류의동위원소 ( 226 Ra, 228 Ra, 224 Ra, 223 Ra) - 반감기 -1601 년 라돈 : - 자연계에널리존재하는방사성가스로, 238 U 계열의알파붕괴과정에서생성된 226 Ra ( 라듐 ) 의붕괴생성물질. - 222 Rn 의반감기 :3.8 일. - 현재실내공기의주요방사능오염원. -4pCi/L 이하로환기요망 공기중의라돈농도혹은라돈으로부터발생하는방사선의세기는실내공기의오염도를표시하는중요한수단의하나이다. 미국이나유럽에서는 1 년에약 2 만명정도가라돈의흡입때문에발생하는폐암으로사망한다고추정하고있다.
CT 촬영과 MRI 촬영은어떻게다른가? CT(computer tomography; 컴퓨터단층 ) 촬영이란? CT 는회전하는 X 선관과검출기를이용해인체내부를단면으로잘라내어영상화하는장치. 3 차원영상가능. CT 는 X 선이인체를통과하면서감소되는양을측정하여인체의내부간이나신장같은장기들의밀도차로영상확보. 종양등판독가능. 방사선! MRI (Magnetic Resonance Imaging) 는 X 선처럼방사선이아니므로인체에무해하고, 입체적인영상화가가능하며컴퓨터단층촬영 (CT) 에비해대조도와해상도가더뛰어나다. 인체물속의수소가자기장에놓일때그속에들어있는양성자를탐사한다. 서로다른조직속의있는수소는구별가능하며이로써보다선명한인체내부의사진을만들수있다. 횡단면촬영만이가능한 CT 와는달리관상면과시상면도촬영할수있고, 필요한각도의영상을검사자가선택하여촬영할수있다. 이러한장점으로인해널리쓰이고있지만, 검사료가비싸며촬영시간이오래걸린다. *frontal plane( 전두면 = 관상면 ) : 머리에서부터발까지통과하는수직면 *sagittal plane( 시상면 ) : 신체의전후면또는신체의정중선에평행이되는단면
의료방사선량비교 ~0.1 Chest X-ray 10mrem = 0.01rem = 0.001Sv = 0.1mSv (~0.2~0.34)
한국 6 개월내비밀리수소폭탄핵실험 " 한국 6 개월내비밀리수소폭탄핵실험가능?? ( 수소폭탄최대만발제조가능 서균렬서울대교수 ) 2017.10.30 3 요소 : 재료, 기술, 자금 북한방사능유출우려 : 6 차례의핵실험으로피로가쌓인북한의풍계리핵실험장이붕괴가능성이있다는최근의우려와관련해서교수는 풍계리핵실험장이함몰되면그간모여있던핵종들이뛰쳐나와핵물질이해류를타고 2 주에서한달안에베링해를건너알래스카까지갈수있다 며 한국도발뻗고있을수있는상황은아니다 고우려했다 [ 출처 : 중앙일보 ] " 한국 6 개월내비밀리수소폭탄핵실험가능 2017.10.30 외통위증언
우라늄농축 (Uranium Enrichment) 천연우라늄에는세가지동위원소가존재하며그조성비는 U234 0.0054%, U235 0.71%, U238 99.28% 이다. 농축이란 U235 의함유량을높이는공정을말한다. 천연에존재하는우라늄동위원소중 U235 만이핵분열반응을일으킬수있어농축이필요하며, 원자로내에지속적인핵분열반응을유지하기위해서는 U235 의농축도가약 4% 정도가되어야한다. 우라늄농축은원심분리법, 개스확산법등이있다. 원심분리법 : 원통속의 UF6 개스를원심력에의해분리. 무거운 U238 은원통밖으로그리고가벼운 U235 는원통속으로모이는원리이용. * 우라늄을 3~5% 로농축하면원자력발전의연료가되고, 90% 이상으로농축하면핵무기의원료가된다. 플루토늄 : 우라늄원자로반응의생성물 플루토늄 8kg 이면히로시마에떨어진것과같은핵폭탄 1 기를만들수있다. 일본이보유한약 50 톤의플루토늄으로는약 5000 기의핵폭탄을만들수있다." 원자폭탄 : 우라늄농축혹은핵연료재처리 ( 플루토늄 )
핵무기제조 *2000 년한국원자력연구소레이저우라늄농축 (77%) 성공 ( 소규모 )-IAEA 사찰
원전사고 일본후쿠시마사고 -2011 년 피해는미미
원자력의문제점과대체에너지 - 천연우라늄자원 : 약 500 만톤 ( 약 80~ 90 년후고갈 ) 원자력발전비용 - ( 해체비용불포함 ) - 고리 1 호기예상해체비용약 7000 억원, 100 만킬로왓트급 약 3 조소요 (~ 발전소건설비용 ) - 방사능물질의저장문제 -대체에너지 독일 : 2002년풍력에너지전체의 5% 2010년 10% 2020년 20%