물리산책 -방사선 방사선이란 무엇이며, 어떻게 측정할까?
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hanjy9713
2023.07.18. 20:03조회 5
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물리산책 -방사선
방사선이란 무엇이며, 어떻게 측정할까?
원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 양성자와 중성자가 결합하여 원자핵을 형성할 때는 양성자와 중성자의 비율에 의해 안정한 원자핵이 만들어지기도 하고 불안정한 원자핵이 만들어지기도 한다. 불안정한 원자핵은 양성자 두 개와 중성자 두 개로 이루어진 알파입자, 전자, 전자기파인 감마선, X선, 중성자 등을 내놓고 안정한 원자핵으로 바뀐다. 어떤 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내놓는 알파선, 전자, 감마선, X선, 중성자를 방사선이라고 한다. 방사선은 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 내놓는 전자기파보다 에너지가 크기 때문에 훨씬 더 위험하다.
불안정한 원자핵을 가지고 있는 원소가 방사선을 내놓고 다른 원소로 변해가는 것을 방사성 붕괴라고 한다. 불안정의 정도에 따라 방사성 붕괴에 걸리는 시간이 다르다. 어떤 양의 방사성 원소가 붕괴하여 반이 남는 데 걸리는 시간을 반감기라고 한다. 반감기가 짧을수록 더 불안정한 원자핵이다. 원자력 발전의 연료로 사용되는 우라늄235의 반감기는 약 7억 년이고, 연료로 사용하지 않는 우라늄238의 반감기는 약 46억 년이다. 이런 원자핵들은 매우 안정한 편이어서 쉽게 붕괴되지 않는다.
그러나 이런 원자핵에 중성자가 들어가면 양성자와 중성자의 비율이 달라져 불안 정도가 커지기 때문에 쉽게 분열된다. 이렇게 해서 분열될 때 나오는 분열생성물들은 대부분 매우 불안정안 방사성 원소들이다. 이런 방사성 원소들은 안정한 원소가 될 때까지 여러 번의 붕괴과정을 거친다. 이 과정에서 나오는 중간 생성물들도 모두 방사성을 가지고 있는 불안정한 원자핵들이다. 핵분열 과정에서 생성되는 방사성 물질은 200여 종이나 된다.
방사선이 인체에 미치는 영향은 어떻게 측정할까?