다른문명연습

반감기와 방사능의 단위는 많이 듣는데도 그 뜻이나 쓰임새를 잘 몰라서 정리를 해보았다. 간략하게.

반감기

방사성물질은 각각 고유한 반감기를 가진다. 반감기란 방사성물질이 붕괴할 때 나오는 방사능이 절반으로 줄어드는 데까지 걸리는 시간을 뜻한다.  

요오드131(8일)처럼 몇 일인 것도 있고 라듐226(1600년)이나 요오드129(1570만년), 우라늄238(45억년)처럼 수천 년에서 수십억 년인 것도 있고 수 초에 불과한 것도 있다. 반감기가 지나도 방사능은 계속 나온다. 반감기가 지날 때마다 방출하는 방사능이 절반으로 줄어들면서 계속 붕괴한다. 일반적으로 반감기에 20을 곱해서 특정한 방사성물질이 방사선을 방출하는 기간을 계산한다. 그렇게 되면 요오드131은 160일, 라듐226은 3만2천 년, 요오드129는 약3억 년, 우라늄238은 900억년 동안 방사선을 방출한다.

특히 우라늄238은 원자력발전소에서 나오는 방사성폐기물 재처리시설과 고속증식로에서 대량으로 만들어질 수 있다. 또한 우라늄238은 열화우라늄탄의 원료가 된다. 미국은 실제로 1991년 걸프전에서 이라크, 쿠웨이트, 사우디아라비아에서 대전차 무기 포탄으로 360톤을 사용했다. 또한 2002년에 시작된 전쟁에서 미국과 미국의 동맹국들은 127톤을 사용했다고 하는데 실제 사용량 총량은 밝히지 않고 있다. 폭탄의 잔재들은 바그다드같은 도시에 아직도 남아있으면서 방사능을 방출하고 있을 것이다.

방사선

알파선은 불안정한 원자핵이 방출한 입자로 양성자 두 개 중성자 두 개로 이루어져 있다. 비교적 무거워서 멀리 날아갈 수 없고 얇은 종이로도 막을 수 있지만 몸 속으로 투입이 되어 직접 접촉할 경우에는 치명적이다. 베타선은 불안정한 원자핵이 방출하는 이온화하는 방사선으로 전자이거나 양전자이다. 알파선보다 가벼워서 수 미터까지 날아갈 수 있다. 감마선은 파장이 아주 짧고 이온화하는 전자기파이다. 투과력이 굉장히 커서 생물의 몸체를 완전히 통과하면서 파괴하고 변형시킬 수 있다. 방사선은 모두 암과 기형을 일으킬 수 있다.('이온화하는 방사선'이란 다른 물질을 지나갈 때 그 물질의 원자 껍질에서 전자를 떼어내어 이온을 발생시키는 선이라는 뜻이다)

방사능 단위

Gy : 그레이. 방사선에 노출된 물질에 흡수되는 에너지. 1Gy=100rad=1J/kg

rad : 라드. 방사선에 노출된 물질에 흡수되는 에너지. 1rad=0.01Gy=0.01J/kg

rem : 렘. 방사능을 생물학적 영향의 측면에서 나타낸 것. 1sv=100rem

Sv : 시버트. 시버트는 그레이나 라드에 방사선의 생물학적 영향 변수(Q)를 곱한 것이다. Q값은 베타선과 감마선에 대해서는 1, 알파선에 대해서는 10이다. 1Sv=1Gy×Q이고, 1rem=1rad×Q

Bq : 베크렐. 방사성물질 속에서 일어나는 붕괴 속도. 1베크렐은 1초에 한번 붕괴.

Ci : 퀴리. 방사성물질 속에서 일어나는 붕괴 속도. 1퀴리는 1시간에 100와트시, 즉 0.1킬로와트시의 에너지를 소비한다. 

==> 즉 Gy와 rad는 물질의 측면에서 서술한 것으로 피폭되는 물체에 흡수되는 에너지이다. rem과 Sv는 생물학적인 영향의 정도를 고려한 것이지만 격국은 Gy와 rad처럼 피폭체의 입장에서 서술되는 단위이다. Bq과 Ci는 방사성물질이 붕괴하는 속도를 표현하는 것으로, Bq은 빈도라고 해야겠고, Ci는 에너지이다. 

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* 킬로와트시(kWh) : 에너지의 단위. 100와트짜리 전구는 1시간에 100와트시, 즉 0.1킬로와트시의 에너지를 소비한다.

** 참고문헌

방사능 단위 : 이필렬, 1999, ｢에너지대안을 찾아서｣, 262면 “용어설명”에서 그대로 가져옴.

반감기와 방사선 : 이필렬, 1999, ｢에너지대안을 찾아서｣ & 헬렌 칼디코트, 이영수 옮김, 2007, ｢원자력은 아니다｣에서 해당되는 부분을 찾아 다시 정리함.

*** 재인용할 경우에는 원문을 보기를 추천함. 정리하면서 잘못 옮겼을 수도 있으므로.

**** 현대 문명은 석유문명이며 원자력 또한 그 안에 있다...는 것을 자꾸 까먹는다. 위험이 가까운 곳에 사는 사람들은 너무 가까워서, 먼 곳에 사는 사람들은 너무 멀어서일까. 무섭다, 생각날 때마다.