전리란 원자 구성의 전기적 분리라고 보면 된다. 원자를 이루는 원자핵(+)과 전자(-)에서 전자의 일부(혹은 전체)를 분리시킨 결과 +이온과 -이온을 생성하고, 때로는 분리시키고 남은 에너지가 다시 전자기파(=빛)의 형태로 복사된다. 생성된 이온은 안정된 원자 또는 분자에서 생성된 것이므로 대부분 매우 불안정하여 다른 물질을 변성시키거나 파괴할 수 있다. DNA를 파괴하여 세포를 죽이거나 기형을 만들며, 인체를 점진적으로 파괴한다. 또한 짝을 만나 안정되기까지 연쇄적인 반응을 멈추지 않으므로 피해가 단번에 그치지 않는다. 인체에는 이렇게 반응성이 큰 입자를 제거하는 기작이 존재하지만, 그 입자의 양이 방대하여 인체의 복구 수준을 넘어서면 생명을 위협받게 된다.
핵반응을 통해 방출되는 방사선으로는 헬륨 원자핵인 알파선, 고에너지의 자유전자인 베타선, 고에너지 광자인 감마선, 중성자선 등이 있다.
알파선, 베타선, 중성자선의 경우 원자의 형태를 갖추지 못한 원자 구성물이기 때문에 다른 원자나 분자와 대단히 반응을 잘 일으켜 변형이나 파괴 효과가 크다. 또 전자기파인 감마선은 가시광선과 같은 다른 전자기파에 비해 전리 작용을 일으킬 만큼 에너지가 크다.
- 알파선:0.1mm미만의 낮은 투과율 때문에 피부를 통과하지 못한다. 하지만 호흡, 상처 등을 통해 유입되면 피해가 크다.
- 베타선:1~2cm로 피부를 통과하여 손상을 줄 수 있다.
- 감마선:투과력이 커서 밀도가 높은 납이나 콘크리트로 된 두꺼운 벽으로 막아야 한다. X선과 교집합을 이룬다.(차단하려면 X선은 1~2mm, 감마선은 3~4cm 정도의 납이 필요하다.)
알파선은 종이로도 막아지며, 베타선은 알루미늄 판으로 막을 수 있다.
즉 투과율은 알파<베타<감마, 파괴력은 알파>베타>감마 이다.
흔히 쓰이는 방사선 오염의 단위
- 유효선량[←실효선량/실효선량당량]:등가선량에서 인체 조직별로 양과 감수성이 달라서 피폭 정도가 다르므로 가중치를 둔 인체 전체에 대한 종합적인 값이다. <오염의 밀도-발병률 기준>이라고 보면 된다. 가중치는 생식선이 가장 높다. 역시 Sv를 사용한다. 예를 들어 손에 500mSv만큼 오염됐다면 유효선량은 0.05배인 25mSv이다.
(가중치가 없는 흡수선량은 결정론적[급성] 영향의 평가에 이용되고, 가중치가 있는 등가선량, 유효선량은 확률적[지발성](즉, 후에 끼치는 영향) 영향의 평가에 이용된다.)
1Gy=100rad(라드), 1rad=100erg/g
1Sv=100rem(렘)
참고:국제원자력안전학교
※각종 자료에서 어떤게 어떤건지 어떻게 알까? 뉴스 기사에 나오는 Sv가 흡수선량인지 등가선량인지 유효선량인지는 그것이 쓰인 목적을 통해 판단하면 될 것이다. 아마 보통 nSv/h와 같이 방사능 세기를 나타낼 때에는, 대부분이 감마선(가중치가 1)이므로 흡수선량≒등가선량일 것같다.(확실하진 않다.)
여기까지는 이론이다. 이제 실질적으로 방사능 오염 수위를 계산하여 안전함을 따져보자.
<장기적 피폭>
자연 방사능:
약 100mrad(=1mGy)/y(≒114nSv/h)
◇ 위키피디아에서는 전세계 평균 2.4mSv/y(≒273nSv/h) 정도라고 한다.
◇ 국내에선 50~300nSv/h.
자연 방사능은 약 100~200nSv/h, 1~2mSv/y라고 알아두면 된다.
일반인 유효선량 기본한도:
1mSv/y(≒1nSv/h)
!자연방사능과 의료용 방사능 치료, 즉 일상적인 피폭을 제외한 값이다.
자연 방사능:
약 100mrad(=1mGy)/y(≒114nSv/h)
◇ 위키피디아에서는 전세계 평균 2.4mSv/y(≒273nSv/h) 정도라고 한다.
◇ 국내에선 50~300nSv/h.
자연 방사능은 약 100~200nSv/h, 1~2mSv/y라고 알아두면 된다.
일반인 유효선량 기본한도:
1mSv/y(≒1nSv/h)
!자연방사능과 의료용 방사능 치료, 즉 일상적인 피폭을 제외한 값이다.
※[1mSv/y≒114nSv/h] [100nSv/h=0.876mSv/y]
(Sv/y 가 Sv/h 의 1만배 좀 덜되고 Sv/h가 Sv/y의 1만분의 일보다 좀 크다고 생각하면 단위환산하기 편함. 24*365=8760≒10000)
<순간적 피폭>
전문가들은 보통 순간적 피폭의 경우 500mSv(유효선량)까지는 건강에 큰 이상이 없다고 보고 있다.
전문가들은 보통 순간적 피폭의 경우 500mSv(유효선량)까지는 건강에 큰 이상이 없다고 보고 있다.
★헷갈리니까 방사능 측정시 체크할 것:
1흡수선량/등가선량/유효선량
2자연방사능포함여부
※접두어 표
m(밀리/미리)
| 10-3 |
µ(마이크로)
| 10-6 |
n(나노)
| 10-9 |
※기타 알아둘 것들
단기간에 발생하는 급성[결정론적] 영향은 세포 변성 및 괴사가 가장 큰 원인일 것이다. 설령 단번에 죽지 않더라도 세포를 새로 생성하지 못하게 되어 죽게 되기도 한다.
확률적[지발성] 영향은 비교적 긴 기간에 걸친 영향으로 발암 등이 대표적이다.
방사선은 앞서 말했다시피 연쇄적인 피폭을 일으킨다. 따라서 방사선을 쬔 후에 벗어나도 내부피폭이 진행될 수 있고, 피폭된 사람 중 방사선이 남아있는 사람은 타인을 피폭시키게 된다.(따라서 심각하게 피폭된 사람은 격리된다.) 그러나 방사선은 반응성이 매우 크므로 확산 도중 소멸하게 된다.
방사선에 오염될 경우 신체 내부로 방사능 물질이나 방사선이 유입되지 않도록 제거해야 한다. 일단 내부로 들어가면 제거하기 어렵고 여러 기관으로 유입되며 피해가 커지기 때문이다.
방사선은 매우 빠른 속도로 확산된다. 알파 입자는 빛의 5% 속도, 베타 입자는 거의 빛의 속도, 감마선은 빛이므로 빛의 속도를 지닌다. 따라서 일단 방사선이 유출될 경우 대기를 타고 전세계가 방사능 위험에 노출된다.
방사선과 방사능 물질을 구별해라. 방사선은 여러 번의 전리를 일으키며, 방사능 물질은 여러 번 방사선을 분출한다.
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