방사선과 방사능에 대해 알아보기

원자력 하면 가장 무서운 것은 방사능입니다. 최근 후쿠시마 오염수 방류로 인해 방사능에 대한 두려움이 더욱 커졌습니다. 방사능은 원자력 물질이 방출하는 방사선의 성질을 나타내는 용어입니다. 방사능과 방사선에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

원자력 방사선과 방사능의 이해

방사선, 방사능 및 방사성 물질

방사선은 고에너지의 입자나 전자리파로, 원자나 분자의 구조를 변경할 수 있는 능력을 지니고 있습니다. 방사선은 자연에서 발생하거나 인간이 생산한 것일 수 있으며, 다양한 용도로 사용되고 있지만 노출되면 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 적은 양의 방사선은 일생생활에서 흔히 만날 수 있지만, 방사선에 대량으로 노출되면 생명까지 위협당할 수 있습니다. 이온화 방사선(전리방사선)은 원자나 분자에서 전자를 제거하거나 추가하는 프로세스로 인해 발생하는 방사선을 나타냅니다. 이온화 방사선은 고에너지를 지닌 입자들이 물질과 상호 작용함으로써 전자를 제거하거나 추가하는 것을 모두 일컫습니다. 엑스선과 감마선 등이 여기에 해당합니다. 방사선에는 알파 입자, 베타 입자, 감마 선 등이 해당됩니다. 

 

방사선의 종류 

알파 입자 :

알파 입자는 헬륨 원자핵으로 이루어진 두 개의 프로튼과 두 개의 중성자로 구성되어 있습니다. 이 입자는 길이가 짧고 질량이 크기 때문에 물질과 충돌할 때 상대적으로 빠르게 에너지를 잃고, 공기나 종이와 같은 물질을 통과하지 못합니다. 피부나 종이로 차단할 수 있습니다. 체내에 유입되면 손상될 수 있습니다. 

 

베타 입자 :

베타 입자는 전자 또는 양전하를 가진 입자로, 원자핵에서 중성자가 변화할 때 발생합니다. 알파 입자보다는 통과력이 높아서 피부나 옷 등을 통과할 수 있습니다. 알파 입자나 감마 선에 비해 휘어지는 경향이 있어서 적절한 차단물질이 필요합니다. 피부에 손상을 입힐 수 있습니다. 

 

감마 선 :

감마 선은 고에너지 전자기파로서 전기장과 자기장을 통해 통과할 수 있습니다.

매우 깊숙한 피부층까지 통과할 수 있고, 급격한 에너지 손실이 없어서 흡수 또는 반사가 어려워 차단이 어렵습니다. 감마 선을 차단하기 위해서는 높은 밀도의 물질이 필요합니다.

 

중성자선 : 

중성자선은 전기적으로 중성인 중성자라 불리는 입자에서 방출되는 선입니다. 중성자는 양전하나 음전하를 가지고 있지 않으며, 원자핵의 일부로 존재하며 전자 궤도 주위에 위치합니다. 중성자는 물질을 통과하기 쉽고 전기적으로 충돌하지 않기 때문에 전기적으로 충전된 입자인 양성자 또는 음성전하보다 훨씬 깊은 곳으로 들어갈 수 있습니다. 중성자선의 특성은 그들이 전기적으로 충전되지 않기 때문에 어떤 물질에서도 상대적으로 자유롭게 통과할 수 있다는 점입니다.

 

원자력발전소에서는 방사선을 차폐하기 위해, 차폐제로 물, 철판, 그리고 콘크리트가 사용됩니다. 격납건물이라고 하는 원자로 및 1차 계통을 대부분 감싸고 있는 건물은 철판 위에 두꺼운 콘크리트로 감싸고 있는 형태로 제작되어 대부분의 방사선 물질을 차단합니다. 

방사선 차폐

 

방사선의 단위

주로 사용되는 방사선 단위는 베크렐과 그레이입니다.

 

베크렐 : 

베크렐은 방사성 물질이 1초 동안 1회의 방사성 붕괴를 경험하는 횟수를 나타내는 단위입니다. 베크렐은 방사능의 강도를 나타냅니다. 우리가 먹는 음식에도 방사능이 들어있기 때문에 성인의 경우 약 5천 베크렐 정도는 체내에 가지고 있습니다. 

 

그레이 (Gray, Gy):

그레이는 흡수된 방사선의 에너지를 나타내는 단위입니다. 1 그레이당 1J의 에너지를 의미합니다. 그레이는 방사선이 물질에서 전달된 에너지의 양을 측정하는 데 사용됩니다. 의료 및 산업용 방사선 치료 등에서 사용됩니다.

 

시버트 (Sievert, Sv):

시버트는 방사선이 인체에 미치는 생체 효과를 나타내는 단위입니다. 그레이와 다르게, 시버트는 방사선의 피폭 효과를 고려하여 인체 조직의 민감도를 반영합니다. 시버트는 그레이에 방사선의 피폭 효과에 대한 가중치를 곱한 값으로 나타낼 수 있습니다.

 

이러한 단위들은 국제적인 합의체인 국제원자력기구(IAEA)와 세계보건기구(WHO) 등에서 표준화되어 사용되고 있습니다.

 

이상으로 원자력방사선과 방사능에 대해 알아보았습니다. 실생활에 밀접한 관련이 있는 만큼, 잘 알아 두시면 좋습니다.