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방사능은 정말로 위험할까?(La radioactivité est-elle réellement dangereuse? 2002)
장-마르크 카브동, 정은비, 민음인 41, 2006, P. 68
- 까브동(Jean-Marc Cavedon, s.d.) 방사능 및 핵안전 연구소(L'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire IRSN)의 소장을 지냈다. 공저로는 나, 우라늄235의 방사능 핵(Moi, U235 noyau radioactif, 2001)(Étienne Klein, Bernard Bonin et Jean-Marc Cavedon), 물리학자들에 의해 설명된 핵(Le nucléaire expliqué par des physiciens, 2002)(Paul Bonche et Jean-Marc Cavedon)
- 정은비: 외대 불어과를 졸업하고 파리 소르본 대학에서 수학했다. 현재 전문 번역가.
- 김찬형 감수: 양대 원자력 공학과를 졸업하고 미국 텍사스 A&M 대학에서 박사학위를 받았다. 현재 한양대 원자력 공학과 교수로 재직하고 있다.
*이 책의 저자로서는, 인간이 핵을 다루는 것은 거쳐가야 할 과제인 것처럼 서술했다. 마치 삶에는 어떤 위험 요소가 있지만 그 위험요소를 최소화해서 살아가야 하듯이 말이다. 그리고 프랑스가 핵발전소가 많은데, 이 책은 이 핵발전소가 안전하다(?) 또는 안전장치에 노력을 하고 있다는 듯한 분위기를 알려주는 것 같다. 저자는 연구 당사자로서, 연구자들이 안전성에 힘쓰고 있음을 은연중에 강조하는 듯하다.
**핵 물질을 다루기를 거부할 수는 없을 것 같다. 그렇다고 핵무기를 만들자거나 핵발전소를 늘이자는 것은 아니다. 물론 자연론자들은 핵을 자체를 폐기하는 것이 정답이라고 할 것이다. 그러나 극약이 해롭다고 해서 전혀 다루지 말자는 것이 아니라 그 성질과 처방에 대해 더 깊이 있게 연구해야 하듯이, 핵물질도 위험하지만 제어장치와 준비를 갖추어 작은 영역에서 연구와 활용의 시험들이 있어야 하지 않을까 한다. 물론 핵과 연관된 시설이 위험이 있다는 것을 알지만, 나로서는, 그래도 독물질을 연구하듯이, 연구와 시험은 천천히 그리고 안전하게 다루는 방법이 필요하다고 본다. 물론 독과 핵의 비교는 비교 상대가 아니지만 말이다.
**대체에너지에 대해 항상 염두에 두어야 할 것이다. 재생 에너지란 무엇인가(Les énergies renoubelables ont-elles un avenir? 2004)(마티스, 이수지, 민음IN 22, 2006, P.73.)를 참조하여야 할 것이다. (48RMD)
# 방사능은 정말로 위험할까?(La radioactivité est-elle réellement dangereuse? 2002)(장-마르크 카브동, 정은비, 민음인 41, 2006, P. 68)
* 차례 5
모든 물질은 독이다.
그러나 적절한 양을 취하면 약이 되기도 한다.
파라셀수스
* 질문 : 방사능은 정말로 위험할까? 7
방사능은 사람의 목숨을 빼앗아 갈 수 있을 만큼 위험하지만 마단 뀌리가 발견한 것처럼 매우 매력적 물질이기도 하다. (8)
이처럼 방사능은 천사와 악마라는 두 가지 얼굴을 가지고 있다. 다시 말해서 때로는 천사처럼 우리의 생활 전반에 크나큰 도움을 주고, 악마처럼 무시무시하고 치명적인 독성을 내뿜는 존재인 것이다. 결국 가장 중요한 문제는 방사능이 위험한 때와 그렇지 않은 때가 언제인지를 알아내는 것이라고 할 수 있다. (9)
제1장. 방사능이란 무엇인가? 13
방사능 현상을 왜 일어나는 것일까? 15
방사능 현상은 물질을 이루고 있는 기본 단위인 원자로부터 시작한다. 더 정확히 말하면 원자핵으로부터 시작한다고 볼 수 있다. (15)
탄소 원자의 경우에는 6개의 양성자와 6개의 중성자가 맞닿아서 동그란 “핵”을 이룬다. 전자는 항상 양성자와 같은 수 인데, 핵의 지름에서 멀리 떨어진 곳까지 매우 빠른 속도로 회전한다. (16)
여기서 원자핵이 스스로 변하는 것을 붕괴라고 하며, 불안정한 원소의 원자핵이 스스로 붕괴하면서 내부로부터 입자를 방출하는 것을 방사능이라고 한다. .. 이때 선(radius)을 방출하는 원자들의 활동을 마리 뀌리가 방사능(radioactivité)이라고 이름을 붙인 것이다. (18)
다른 이름의 원자로 변하게 되는데, 연금술사들은 이것을 변질[transmutation]이라 하였다. (18)
알파선, 베타선, 감마선을 무엇인가? 19
이때 가장 무거운 핵종들은 주로 2개의 양성자와 2개의 중성자로 이루어진 결합체를 빠른 속도로 만들어 방출하면서 스스로 질량을 조절한다. 이런 입자들을 알파선이라 한다. (19)
중성자가 양성자로 바뀌러면 1개의 전자와 1개의 중성미자를 동시에 방출한다. 이때 중성미자는 물질을 통과하면서 아무 작용도 하지 않으므로 방사능이라고 할 수 없지만, 전자는 음전기를 띠고 화학작용을 하기 때문에 베타선이라는 이름을 갖게 된다. (19)
핵은 붕괴하면서도 그 구조를 유지하면서 에너지를 방출할 수 있다. 이때 전자기에너지 알갱이인 광자를 방출하는데, 이렇게 핵으로부터 알파선 또는 베타선과 함께 방출되는 광자를 감마선이라고 한다.(20)
방사능은 왜 위험할까? 21
먼저 방사능의 기본 단위인 베끄렐에 대해 알아보도록 하자. 1베끄렐은 1초당 한 개의 방사성 핵종이 변화하는 것을 뜻한다. (21)
이처럼 방사성 동위 원소가 붕괴를 거듭하여 사라져 가는 과정에서 방사능이 처음의 반으로 줄어드는 데까지 걸리는 시간을 반감기라고 한다. (23)
방사선을 어떻게 피할 수 있을까? 23
알파선은 종이 한 장으로도 차단할 수 있고, 베타선은 얇은 금속판으로 차단할 수 있다. 반면 감마선은 두꺼운 납이나 수십센티 미터 두께의 콘크리트가 있어야 차단이 된다. 물이나 콘크리트는 중성자를 흡수 할 수는 있지만 그러기 위해서는 몇미터 이상의 두께가 필요하다. (24) [흡수와 차단 이해가 잘 안되네 ...]
제2장. 방사선은 인체에 어떤 영향을 미칠까? 25
방사선에 인체가 노출되면 어떻게 될까? 27
방사선이 주로 공격하는 것은 바로 이 DNA 분자다. .. 단기적으로 백혈구와 적혈구를 생산하는 골수가 방사능 노출에 가장 민감하게 반응한다. (28)
인체와 같은 물질이 흡수한 방사선의 양을 방사선량이라고 한다. 방사선량의 단위는 그레이로 나타낸다. 1그레이(gray)는 방사선의 영향을 받은 물질 1킬로그램당 흡수된 1줄의 에너지를 나타낸다. (30) [그레이는 1975년에 루이스 해럴드 그레이(Louis Harold Gray 1905~1965)의 이름을 따 정의되었다.]
그러나 우리는 여기서 방사능의 잠복기에 다시금 주목할 필요가 있다. 인체가 소량의 방사능에 노출되었을때 반응이 즉시 나타나는 것은 아니지만 방사선이 세포 속의 DNA 분자를 손상시키는 경우가 있기 때문이다. (32)
방사선 때문에 암에 걸릴 수도 있을까? 32
알파이건 베타이건 감마이건 간에 방사선은 다양한 방식으로 DNA 분자의 사슬을 끊을 수 있다. (32)
방사선에 많이 노출될수록 암이 발생할 가능성도 커지는 것이다. 이것을 확률적 영향이라고 한다. (36)
방사선 피폭으로 인한 위험은 어느 정도일까? 36
[시버트(sievert, 기호: ㏜)는 선량당량(dose equivalent)을 나타내는 SI 단위계의 단위이다. 일반적인 방사선의 흡수량(흡수당량; absorbed dose)은 그레이로 표현되는데 반해, 시버트는 여기에 생물학적 효과까지 반영한 단위이다. 시버트라는 단위는 방사능 노출 측정 및 생물학적 영향을 연구한 스웨덴의 유명한 의학 및 물리학자인 롤프 막시밀리안 시버트의 이름을 딴 것이다.]
소량의 방사선에는 어떻게 대응해야 할까? 38
50밀리시버트에서 100밀리시버트 이하의 방사선은 인체의 건강에 아무런 영향을 미치지 않거나 영향이 있다고 해도 직접 관찰할 수 없다. (38)
그러나 방사능이 암을 유발할 가능성이 그리 크지 않으며, 소량일 경우에는 해가 없다는 이들의 주장을 사실화시키려면 이를 뒷받침해 줄 수 있는 좀 더 많은 사례와 연구가 진행되어야 할 것이다. (40)
방사선량에 따라 암 발생률이 달라질까? 40
[많으면 많을 수록 그렇다]
100밀리시버트 이하: 결정적인 영향 없다. (40)
우리는 1년 동안 약 1밀리시버트의 자연 방사능을 흡수하게 된다. (41) [서울 지하철 경복궁역에는 화강암지역이라 자연 방사능이 흐르고 있다고 한다. 그 양이 적다고 했는데 몇 밀리시버트 인지 알고 싶다. 지하철 총신대역에서 과천 역까지도 방사능이 흐르고 있다고 한다. / 인터넷 자료는 기준치를 0.3정도라고 하는데 그 기준치가 100밀리시버트인지 알려져 있지 않다(이 기준으로 30밀리시버트일까?). (48RKMD) ]
자연 방사능도 위험할까? 41
방사능은 자연 속에서도 확실히 존재한다 ... 자연 방사능으로는 빛, 태양열, 우주선 등이 있으며, 우리가 먹는 음식물에도 자연 방사능이 포함되어 있다. (43)
반면에 화석에서 방출하는 자연 방사능은 2밀리시버트 정동인데, 그 중 4분의 3은 우리가 호흡하고, 마시고, 먹는 중에 몸속으로 흡스된다. 그러나 화강암이 많은 지장에서 살 경우에 이 수치는 변하게 된다. .. 프랑스 브르타뉴 지방은 0.5밀리시버트 .. 인도의 케랄라에는 50밀리시버트에 이른다. (43)]
밀리시버트당 0.005퍼센트의 암 발생률을 일반적 기준으로 삼는다...(44)
제3장. 원자력 발전소는 정말로 위험할까? 45
원자로의 안전장치는 믿을 수 있을까? 45
서구형 원자로에서도 대형 사고가 난 적이 있다. 1979년 3월 28일 미국 펜실베니아 주 쓰리마일 섬에서 발생한 사고... (49)
체르노빌 사고는 어떤 피해를 남겼을까? 50
1986년 4월 26일 [새벽 1시 20분경] 우크라이나에 위치한 체르노빌 원자력 발전소의 제4원자로가 폭발했다. 흑연에서 발생한 불길은 10일 동안 높이 치솟아 올랐고, 대량의 방사성 동위 원소가 공기 중으로 급속히 퍼져 나갔다. (50) [현장 사망자는 2명에 불과했으나 사고 수습을 위해 현장에 투입된 소방관 29명과 600여 명의 헬기 조종사들이 수개월 뒤부터 사망하거나 후유증에 시달렸다.]
- 사건 초기 복구에 참여한 작업자 중 44명이 사망하고 일부 인근 주민이 사망할 정도로 대량의 방사능이 방출되었다. (51)
방사능에 오염된 버섯은 먹어도 될까? 53
프리온(53) [프리온(prion)는 광우병을 유발하는 인자다. 바이러스처럼 전염력을 가진 단백질 입자라는 뜻이다. 프루시너가 붙인 이름이다. 프루시너(Stanley Ben Prusiner, 1942-) 미국 신경학 의사. 1997년 노벨생리의학상 수상. ]
요오드와 세슘에서 비롯된 방사성 동위원소들은 유럽전역에 넓게 퍼졌기 때문에 농도가 연해져서 영향을 크게 미치지는 못하였다. 한 예로 프랑스는 체르노빌 피폭 사건의 영향을 거의 받지 않았다. (55)
요오드 131과 세슘 134는 반감기가 짧아서 전부 사라졌지만, 세슘 137은 체르노빌 사건이 일어난 지 15년이 지난 오늘날에도 남아있다. (56)
따라서 세슘으로 가득한 농토에서 재배한 버섯을 가끔 먹는 정도라면 그다지 위험하지 않다. 그러나 실제로 그런 버섯을 먹기는 힘들다고 봐야 한다. 인체에 해가 없다고 하더라도 방사능과 관련된 엄격한 법규 때문에 그런 버섯을 구할 수 조차 없기 때문이다. (57)
원자력 가까이에서 일을 하면 위험할까? 57
“원자력 가까이에서 일을 하면 위험할까?” / 혹시 이 질문에 대해 “아니오.”라고 대답했다면 원자력 안전장치가 생각보다 매우 안전하다는 것을 알고 있는 사람이다. (57)
핵폐기물은 어떻게 처리해야 할까? 58
방사성 동위원소의 반감기는 짧게는 백만 분의 1초에서 길게는 10억년에 이르기까지 매우 다양하다. (58)
셋째 방법은 100만년 동안 방사성 물질을 잘 보관할 수 있는 장소를 찾아내는 것이다. .. 특히 프랑스는 17,000년 전에 만들어진 후 그 모습을 그대로 유지하고 있는 퇴적층 연구에 집중하고 있다. 지하 500m에 위치하고 있는 이 퇴적층은 두께가 130미터인데, 물이 거의 스며들지 않고 갈라진 틈도 없어 겉으로 보기에는 방사성 물질을 보관하기에 알맞아 보인다. (60)
만약 이 중 어느 하나라도 잘못된다면 언제든 불행이 닥칠 수 있다. (60)
제4장. 방사능의 위험에 대비할 수 있을까? 61
'알라라'와 '바나나'는 무슨 뜻일까? 63
알라라(ALARA).. 이는 “합리적으로 가능한 수준의 최소화(As Low As Reasonably Achievable)"라는 뜻이다. .. 즉 방사능은 때에 따라서 매우 위험하지만 그 위험정도를 최소화하는 수준에서 사용할 수 있다는 것이다. (63)
그러나 의사결정을 어렵게 하는 새로운 요소가 또 생겨났다. “바나나(BANANA)증후군”이 바로 그것이다. 이는 “어디든지 사람이 살고 있는 근처에는 아무것도 짓지 말라(Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anybody)”는 뜻으로 강력한 지역 이기주의를 나타내는 말이다. (65) [님비현상(NIMBY)는 공공의 이익에는 부합하지만 자신이 속한 지역에는 이롭지 아니한 일을 반대하는 이기적인 행동을 뜻한다. Not In My Backyard(직역하면 내 뒷마당에는 안 돼)의 약자로 쓰레기 소각장, 장애인 시설, 노숙자 시설, 공항, 화장터, 교도소와 같이 많은 주민들이 혐오하는 특정 시설이나 땅값이 떨어질 우려가 있는 시설이 자신이 거주하는 지역에 들어서는 것을 반대하는 사회적인 현상을 말한다.]
방사능에 대한 확실한 해결책은 없을까?
모두에게 공평하고 지속적인 발전을 이끌어 내기 위해서는 아무 결정도 내리지 않는 것은 잘못된 결정을 내리는 것과 마찬가지이기 때문이다. 모두에게 공평한 결정이 내려지려면 아무 말도 없던 사람들도 입을 열어야 하며, 그와 동시에 자신한 말에 책임을 질 줄 알아야 한다. (66)
* 더 읽어볼 책들 68
- 박종관, 공포의 핵을 잡아라, 아이앤북, 2003.
- 정원상, 뀌리 부인이 들려주는 방사능 이야기, 자음과 모음, 2005
- 황중환, 재미있고 신비한 방사선의 세계, 산하, 2005.
- 나오미 파사초프, 강윤재, 라듐발견과 마리 뀌리, 바다출판사, 2002.
- 다카기 진자부로, 강현옥, 청소년을 위한 마리 뀌리 따라잡기, 파라북스, 2005
* 논술, 구술 기출 문제. 69.
(48RMD)]
***인명
앙리 베크렐(Henri Becquerel 1852-1908) 프랑스 물리학자. 그는 1896년 미지의 방사선을 확인함[이 방사선은 빛의 파동적 성격과 달리 입자로 되었다. 1897년 영국의 조지프 톰슨(Joseph Thomson 1856-1940 영국의 물리학자)이 밝은 선은, - 빛, 전파, 렌트겐 선이 자석의 영향을 입지 않은데 비하여 - 자석의 영향으로 진로를 바꾼다는 사실을 알았다.] [1896 프랑스의 물리학자 앙리 베크렐은 유리처럼 굳어진 어떤 화합물 즉 수정을 연구하였다. 이 수정 속에 우라늄이 빛을 발하여 사진의 건판에 점을 만들었다는 것을 발견했다. 여기서도 우연(우발)이 있다. 그는 날씨가 흐려서 건판과 수정을 봉투에 넣어 책상 서랍에 넣어두었다가 며칠 후 이 현상을 발견하게 되었다.] - [우라늄은 프러시아의 화학자 클랍로트(Martin Heinrich Klaproth)가 1789년 발견하였으며, 수소보다 287배 무겁다. 그 당시 우라늄은 색유리를 만드는데 쓰였다. - 이 빛의 형식에 대한 탐구는 마담 퀴리로 연결된다]
마담 퀴리(Marie Curie 1867-1934), 폴란드 출신 프랑스 물리학자. 그녀는 베크렐이 발견한 방사선이 우라늄 원석에서 나오는 것을 입증하였다. / 뀌리 부부와 베끄렐은 1903년 노벨 물리학상을 공동 수상한다. 1911년 노벨 화학사을 타다. / 라듐과 플로늄을 발견하였다. 1995년 4월 20일 사망후 61년만에 여성으로서는 최초로 판테온에 이장되었다.
뀌리(Pierre Curie, 1859-1906) 프랑스 물리학자. 연래 자기 연구자였는데 마리뀌리와 결혼 후 방사능에 관심을 가졌다. 방사능(radioactivité)과 자기력(magnétisme)과 압전기(piézoélectricité)등을 연구했다. / 뀌리 부부와 베끄렐은 1903년 노벨 물리학상을 공동 수상한다. /.
그레이(Louis Harold Gray, 1905-1965) 영국 물리학자. 방사선양 단위인 그레이는 1975년에 루이스 해럴드 그레이(Louis Harold Gray 1905-1965)의 이름을 따 정의되었다.
필리푸스 파라셀수스(Philippus Aureolus Paracelsus, Theophrastus Philippus Aureolus Bombastus von Hohenheim, 1493-1541) 스위스의 의학자․화학자. 학문세계의 중세적 풍습의 타파에 주력하였다. 의학 속에 화학적 개념을 도입하는 데 힘써서 의화학의 원조가 되었다. 파라셀수스(1433-1541) 스위스 화학자 의사.
프루시너(Stanley Ben Prusiner, 1942-) 미국 신경학 의사. 1997년 노벨생리의학상 수상. 프리온(prion)의 존재를 밝혔다. 프리온은 광우병을 유발하는 인자이다.
시버트(Rolf Maximilian Sievert, 1896-1966) 스웨덴 물리학자. [시버트(sievert, 기호: ㏜)는 선량당량(dose equivalent)을 나타내는 SI 단위계의 단위이다. 일반적인 방사선의 흡수량(흡수당량; absorbed dose)은 그레이로 표현되는데 반해, 시버트는 여기에 생물학적 효과까지 반영한 단위이다. 시버트라는 단위는 방사능 노출 측정 및 생물학적 영향을 연구한 스웨덴의 유명한 의학 및 물리학자인 롤프 막시밀리안 시버트의 이름을 딴 것이다.]
(48RMD)