방사선의 피해와 측정방법 (방사선/피해/측정방법/오염수 처리방법)

들어가기

2011년 3월 동일본 대지진 때 일본 후쿠시마 원전 사고가 일어나게 되었다. 그리고 방사능 오염에 대해서 일본 자체적으로 처리할 수 없는 수준이 되어서 일본은 결국 방사능 오염수를 방출하겠다고 알려왔다. 그래서 최근에는 IAEA에서 방사능 오염수를 방류해도 되는지를 판단하기 위해 일본에 답사를 갔다. 그리고 최종적으로 국제기준에 부합하다는 결론을 내렸고 우리나라 역시 일본이 내놓은 계획대로라면 국제기준에 부합하다고 동의했다. 하지만 여전히 불안하다. 일본 동쪽 해상에서 잡힌 생선의 방사선 수치는 말도 안 되게 높게 나왔고 해류를 타고 우리나라로 들어올 시 제주도뿐만 아니라 우리나라 동해에도 직접적인 피해를 입게 된다. 

 

 

방사선은 무엇인가?

방사선은 에너지를 가진 입자나 전자기파로, 원자핵에서 방출되는 것이다. 방사선은 빛, 열, 라디오파, 마이크로파, 자외선, 감마선 등 다양한 형태로 나타난다. 주로 원자핵 붕괴나 원자력 반응 등에서 발생하며, 방사능 물질로부터 방출되는 것이 특징이다. 방사선은 유익하게 활용되기도 하지만, 너무 많이 노출되면 건강에 위험을 줄 수 있다. 그렇기 때문에 방사선의 측정, 관리, 안전 대책이 중요하며, 이를 통해 방사선의 위험을 최소화하고 안전하게 사용해야 한다.

 

수중에 펼쳐 놓은 욱일기. [사진출처 = 연합뉴스]

방사선에 노출되었을 때 입을 수 있는 피해

1. 피부 손상

홍조, 가려움, 피부 암 등 방사선과 관련된 피부 손상을 입게 되고 피부건강 및 외관에 영향을 줄 수 있는 위험이 있다.

2. 안구 건강에 미치는 영향

안구 건조와 같은 눈 손상이 일시적으로 일어날 수 있고 회백 점 및 방사선성 발작 등 안구 손상과 관련하여 장기적으로 영향을 받게 된다.

3. 출생과 영유아에 악영향

출생 전 노출로 인한 선천성 기형 발생 가능성이 높고 지적 능력 저하, 학습 장애 및 신경 발달 장애를 얻게 된다.

4. 암 발생 가능성 증가

방사선 노출로 인해 암 발병률이 증가할 수 있는 높은 위험 요소 특히 유방암, 폐암, 갑상선 암 등과 같은 방사선에 민감한 암종이 더 취약하다.

5. 세포 및 유전자 손상

방사선이 세포의 DNA에 손상을 줄 수 있고 이러한 유전자 손상은 암 및 기타 질병의 원인이 될 수 있다.

6. 면역 및 뼈통증 장애

방사선 노출로 인해 면역 기능 저하 및 신체 저항력 감소 뼈, 연골, 근육 손상 가능성으로 통증 및 염증 증가할 수 있다.

 

방사선 측정 방법

1. 가이거-뮬러 계수기(Geiger-Müller Counter)

가이거-뮬러 계수기는 전자기 방사선을 검출하여 방사선의 세기를 알려주는 도구이다. 가장 일반적인 방사선 검출기로서, 방사능 물질과 비교적 낮은 에너지의 감마선을 검출할 수 있다.

2. 센틸레이션 검출기(Scintillation Detector)

센틸레이션 검출기는 방사선 입자와 상호작용하여 빛을 방출하는 센틸레이터 물질을 사용한다. 이러한 빛의 적층수는 화학 발광 물질에 에너지를 전달하는 방사선 입자의 양과 관련이 있다.

3. 반도체 검출기(Semiconductor Detector)

반도체 검출기는 방사선이 반도체 물질과 상호작용하여 새로운 전하 쌍을 생성하는 원리를 사용한다. 이 방법은 방사선의 에너지 분포를 정밀하게 측정할 수 있게 해 주며, 소형화가 용이한 장점이 있다.

4. 필름 및 TLD

어두운 색으로 노출된 영역의 크기가 방사선 피폭의 양에 비례하여 변하는 방사선 피폭 감시용 사진 필름이나 온도종속 발광체 도편(TLD)을 이용한 방법이다. 이러한 방법은 피폭량을 장기간 기록할 수 있으며, 방사선 작업자의 개인용 방사선 감시 도구로 널리 사용된다.

 

방사선 측정 도구

1. 게이마선 검출기 (Geiger-Muller Counter)

주로 감마선을 검출하는 데 사용되는 휴대용 측정기이다.

2. 알파 센서 (Alpha Sensor)

알파 입자를 감지하고 측정하는 센서로, 알파 입자의 에너지와 농도를 측정할 수 있다.

3. 베타 센서 (Beta Sensor)

베타 입자를 검출하고 측정하는 센서로, 베타 입자의 에너지와 농도를 측정할 수 있다.

4. X선 분광기 (X-ray Spectrometer)

X선의 에너지를 분광하는 도구로, 물질의 구성 요소를 분석할 수 있다.

5. 미니 훈시 미터 (Mini-Hygiene Meter)

방사능 물질에 노출된 표면의 오염 정도를 측정하는 이송성 도구다.

6. 실시간 방사선 감지기 (Real-time Radiation Detector)

실시간으로 방사선 레벨을 측정하고 결과를 표시하는 휴대용 장치다.

7. 방사능 측정용 카운팅 시스템 (Radiation Monitoring Counting System)

방사능을 측정하고 통제하기 위해 사용되는 고정 설치되는 시스템이다.

 

방사능 오염수 처리 방법

1. 응고 및 여과

응고는 오염된 물에 화학 물질을 추가하여 더 큰 입자를 형성한 다음 여과를 통해 제거할 수 있다. 활성탄, 멀티미디어 필터 또는 멤브레인 필터와 같은 여과 방법을 사용하여 물에서 방사성 입자를 포획하고 제거할 수 있다.

2. 역삼투

역삼투(RO)는 물에서 오염 물질을 제거하기 위해 반투막을 사용하는 과정이다. 오염 물질의 통과를 차단하는 멤브레인을 통해 물을 강제로 통과시켜 특정 방사성 핵종을 포함한 방사성 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

3. 이온 교환

이온 교환은 물 속의 방사성 오염 물질과 이온을 교환하는 특정 수지를 사용한다. 수지는 방사성 이온을 선택적으로 결합 및 제거하여 무해한 이온으로 대체한다. 이 방법은 세슘-137 및 스트론튬-90과 같은 방사성 핵종을 제거하는 데 특히 효과적이다.

4. 침전 및 침강

침전은 방사성 오염 물질이 고체 입자 또는 침전물을 형성하도록 하기 위해 물에 화학 약품을 첨가하는 것이다. 그런 다음 이러한 입자는 침전 탱크 또는 정화기 바닥에 침전되어 침전을 통해 물에서 제거할 수 있다.

5. 증발 및 증류

증발 및 증류 방법은 오염된 물을 가열하여 증기를 생성한 다음 응축하여 정제수로 수집한다. 이 과정은 방사성 오염 물질이 기화되지 않고 뒤에 남지 않기 때문에 물과 방사성 오염 물질을 효과적으로 분리한다.

6. AOP(Advanced Oxidation Processes)

AOP는 화학 반응을 이용하여 물에서 방사성 오염 물질을 분해하고 제거한다. 오존 처리, 과산화수소나 자외선을 이용한 고급 산화 또는 Fenton 반응(철과 과산화수소 사용)과 같은 기술을 사용하여 방사성 물질을 분해하고 제거할 수 있다.

7. 생물학적 처리

일부 미생물과 식물은 특정 방사성 물질을 흡수하거나 축적하는 능력이 있다. 그래서 미생물을 이용해 방사성 오염물질을 흡수하고 농축하는 식물정화(phytoremediation)와 방사성 물질을 분해하고 대사하는 생물학적 정화(bioremediation)를 진행한다.