1. 방사선과 DNA


역사적으로 대량의 방사선이 유출된 사고는 크게 체르노빌 사고와 최근에 발생한 후쿠시마 원전사고가 있다.

사람들은 보통은 방사능이라 하는데, 엄밀히 말하면 용어를 잘못 사용하고 있는 것이다.

방사능은 방사선을 내는 능력이고 방사선은 핵물질에서 뿜어져 나오는데 보이지 않는 것이라 생각하면 된다.

인체에 치명적인 방사선의 종류는 아래 표와 같다.





그런데 실상보면  방사능(방사선)이 왜 위험한지 모르는 일반인들이 굉장히 많다.


몸에 안좋다니까 그냥 방사능(방사선)이 독인줄 아는 사람도 있고 원전부근만 피하면 된다는 사람이 있고 이런 저런 이야기는 많은데 찾아보면 왜 방사능(방사선)이 위험한건지 지식 얻기도 쉽지 않은 편이다. 심지어 나름 전문가라는 사람들도 제대로 이야기하지 않는걸 보면 답답한 노릇이다. 


방사능(방사선)의 본질은 무엇이고 왜 위험하다는걸까? 


위의 표가 이해안되는 사람을 위해 쉽게 설명하자면 알파선은 방사선을 내뿜는 물체에서 헬륨원자가 막 튀어나오는 것이고 베타선은 전기가 고속으로 막 뿜어져 나오는거고 감마선과 X선은 에너지가 막 뿜어져 나오는 것이라 할 수 있다. 중성자선은 핵이 분열하거나 합쳐지면서 남는 잉여 중성자가 고속으로 튀어나오는거라 보면 된다.



도카이 무라 임계사고때 피폭당해 살이 녹아내린 인부(끔찍한 사진이라 흑백처리)




그럼 이런 방사선이 인체에는 어떤 영향을 끼칠까?


방사선을 맞으면 일단 DNA가 파괴 되고 DNA가 파괴된 세포는 당장은 죽지 않아도 수명(수일)이 다하면 그냥 죽어버리고 만다.

위 사진은 도카이 무라 임계사고때 피폭당한 인부를 찍은 사진이다. 알파선이 이런식으로 피해를 입히는데 분명히 종이도 못뚫을 정도로 투과력이 약하지만 사람의 피부 정도는 작살낼수 있는 무시무시한 방사선이다. (위 사진에서 사각형 하얀 부분은 녹아내리는 피부에 습포제를 붙인 것)


그래서 피부가 알파선에 노출되면 피부세포가 몽땅 죽어버려 더이상 재생이 안되면서 위와 같은 끔찍한 피해를 입는 것이다. 이렇게 보면 굉장한거 같은데 엄청난 방사선이 아닌이상 맞는 그 순간은 영향을 크게 느끼지 못한다. 보통은 이렇게 강한 방사선을 직격으로 맞아도 그 순간은 약간 어지럽거나 입  안에서 쇠맛이 나는 정도인데, 위 인부도 며칠 동안은 멀쩡했다고 한다. 그리고 세포가 수명이 다되는 순간 지옥이 시작되는 것이다.


베타선이나 감마선, X선은 훨씬 강도가 약하기 때문에 저런 피해를 주지를 않지만 은밀한 곳에서 사람들을 공격하기 쉽다.


여기까지도 방사능이 그냥 인체에 해롭다 정도이고 이제부터 왜 해롭고 어떻게 DNA를 파괴하는지에 대해서 알아보자.







모든 물질은 원자로 이루어져 있는데 이 원자는 다음과 같이 구성이 된다.

양자와 중성자로 이뤄진 원자핵과 그 주변을 도는 전자로 구성되어 있는데 이 원자는 양자와 전자수가  같을때 안정이 된다. 만약 사고라도 나서 원자핵 주변을 도는 전자를 잃어버리면 어떻게 해서든지 되찾으려는 성질을 갖고 있기 때문에 다른 전자가 많은 원자랑 결합해서 전자를 공유하게 되는데 그것을 분자라고 한다. 그리고 우리 몸은 이런 분자들이 무수히 결합되서 이뤄져 있다.


자 다시 방사선으로 돌아가서......







서두의 표를 보면 방사선의 경우 알파선은 헬륨 원자 핵이다. 

이 헬륨 원자에 전자가 없다면 안정적이지 못하고 전자를 간절히 원하게 된다. 그래서 멀쩡한 다른 물체의 전자를 빼앗아 오는데, 헬륨은 전자가 두개가 있어야 하니 다른 물체에서 전자 두개를 빼앗게 된다.





그리고 다른 방사선인 베타나 감마, X-선 같은 경우에는 날아가다가 다른 원자랑 부딪칠때 그냥 전자를 튕겨버린다. 

그래서 알파선을 맞은거처럼 전자를 뺏기는 경우가 생기게 된다.

그런데 입자인 감마선이나 X-선보다는 전자가 직접 움직이는 베타선이 훨씬더 강력하다.

단, 금속판 하나면 못뚫으니까 직접 피해보는 범위는 작지만......


이렇게 방사선이 다른 물체의 전자를 빼앗아가거나 날려버린다는건 알게 되었다.


그럼 이걸 생물체에 적용을 하면 어떻게 될까?





생물도 역시 원자 그리고 원자가 결합된 분자로 이뤄져있는데, 방사선을 맞으면 전자가 날아가면서 원자간의 결합인 분자가 박살난다. 그 분자가 DNA일수도 있고 DNA옆에 있는 다른 분자일수도 있다. 위 이미지는 방사선에 의한 직접적인 DNA공격을 그래픽화 한 것이다. DNA의 연결고리를 방사선이 직격해서 분자간의 결합을 끊어버리는 것이다.





방사선의 직접적인 DNA 공격 말고 간접접인 공격은 물에 의한 공격이다.


인간의 세포내에는 DNA보다 물이 훨씬 많다.

인체내에 물이 60~80%를 항상 가지고 있기 때문에 방사선을 맞게 된다면 DNA가 아닌 물이 대신 맞을 확률이 높다. 그리고 이 물이 방사선을 맞으면 분자 결합이 끊어지면서 수소와 활성 산소로 분리가 된다. 안정화된 수소말고 전자가 부족한 활성산소는 멀쩡한 DNA에 달라붙어 전자를 빼앗게 되고 전자를 빼앗긴 DNA는 파괴되는 것이다.


산소가 다른 물체와 결합하는게 이른바 산화작용인데 간단히 생각해서 우리 몸 속의 물이 방사선 맞고 그냥 염산이나 황산같은걸로 변한다고 생각하면 이해가 쉬울 것이다. 그리고 인체의 DNA는 소규모 손상은 자가 치유하지만, 너무 크게 상처를 입으면 복구가 불가능하게 되고 죽게 된다.



요약

  • 방사선은 DNA를 파괴하거나 활성산소를 만들어내기 때문에 생명체에 매우 위험하다.








2. 방사선과 세슘



후쿠시마 사고때 TV에서 연일 세슘세슘 하는데 도대체 이 세슘이 무엇이며 왜 위험한 것인지 딱히 이야기 듣기 힘든 경우가 많다.

2011년 3월 11일 대지진이후 후쿠시마 원자로는 발전이 중지되면서 원자로 냉각에 필요한 전기가 부족해지며 연료교체중이엿던 4호기를 제외한 1,2,3호기 모두 폭발하고 만다. 그런데 초기에는 요오드가 난리다가 몇주가 지나자 요오드는 온데간데 없고 세슘으로 화두가 넘어갔다. 원자로는 우라늄으로 돌리는데 왠 난데없는 요오드와 세슘이 문제일까?





우라늄이 중성자를 맞으면 원자핵이 분열되면서 에너지를 내뿜고 그 에너지를 이용해서 물을 끓여 발전기를 돌리는게 원자력 발전이다. 그리고 위 이미지처럼 우라늄이 갈라지면서 생성되는 것을 핵분열 부산물이라고 하는데 부산물이 딱 반으로 갈라지는게 아니라 한쪽이 더크고 한쪽은 더작고 이런식으로 다양한 형태로 갈라질수 있기때문에 실제 갈라져서 나오는 부산물의 종류는 60여가지가 된다고 한다.


그 부산물 종류중에 요오드, 제논, 세슘같은 물질이 있는것이다.

그래서 핵 발전소가 있으면 꼭 세슘이 있다고 보면된다.


그런데 핵발전소를 보면 세슘이 나온다는 이야기가 없다.

발전소안에 원자로가 아무리 꽁꽁 감싸고 있다고 하더라도 2년에 한번씩 연료를 교체를 해야는데 그때 어떻게 세슘이 누출되지 않지? 하는 궁금증을 가지기 마련......




위 영상은 후쿠시마 4호기 사용전 핵연료를 꺼내는 장면인데 핵 연료는 지르코늄이라는 단단한 금속으로 만든 케이스안에 보관한다. 화면에 보이는 검은 사각형용기가 그것인데 이렇게 핵연료는 안에 들어가서 잘 보관되기 때문에 내부의 핵폐기물이 밖으로 나오지 않는다. 심지어는 아직 돌리지 않은 핵연료는 저렇게 사람들이 만져도 무방할정도다.


그런데 돌리기 시작하면 그안에 폐기물이 쌓여 대단히 위험해지지만, 지르코늄 피복이 있을땐 괜찮다.


만약 냉각수가 말라버리는 사태가 일어나면 온도가 급격히 올라가면서 지르코늄이 녹아버리면서 그안에 있던 60종의 지옥 물질들이 쏟아져 나오는데 한마디로 헬이 되는 것이다.(멜트다운) 그리고 이런 물질들은 원자단위로 미세하게 존재하기때문에 폭발사고가 나서 외부로 쏟아지면 바람을 따라 굉장히 먼 곳까지 퍼지게된다.


이러한 사고가 이른바 방사능 사고(원전사고)고 그것의 대표주자가 바로 세슘인 것이다.





그런데 핵분열로 나오는 물질들이 60개나 되는데 왜 세슘이 가장 유명할까? 


그걸 알려면 세슘의 특징을 알아야 한다.

세슘은 기본적으로 위 사진처럼 은백색의 알칼리 금속이고 물에 잘 녹는 금속이다.


그런데 핵분열로 나오는 세슘은 그냥 자연상에 존재하는 세슘(질량:133)이랑은 성격이 좀 다른 세슘이다.

일단 이해를 하려면 원자량이라는걸 알아야 하는데 간단히 이야기해서 가장 가벼운 원소인 수소가 1이고, 자연상에서 존재하는 세슘의 무게가 수소의 133배라 이걸 세슘 -133 이라고 한다. 그런데 핵폐기물로 나오는 세슘은 자연에 존재하는 세슘과 달리 질량이 137이다. 


그래서 핵폐기물로부터 나오는 세슘을 세슘 - 137이라고 부른다. 그런데 이 세슘이 좀 불안정한 상태의 돌연변이다보니 정상으로 되돌아가려고 발버둥을 친다. 그렇게 발버둥칠 때 에너지를 방출하게 되는데 그것이 바로 방사선인 것이다. 


그리고 그렇게 원래대로 돌아가기까지의 기간을 반감기라고 한다.






세슘 2g이 있으면 그중 1g이 안정적인 상태의 바륨 -137로 변하는 시간이 30년이 걸린다는 것이다.

물론 그동안 변하는 놈들은 계속 방사선이라는 똥을 싸재낀다.


어쨋든 세슘이 이래서 가만히 있어도 위험한 물질인데 더 위험한 이유는 세슘의 화학적 성질이 칼륨(K)과 유사하다는 데에 있다. 

그래서 생물체들은 이 세슘을 칼륨(K)과 굉장히 헷갈려 한다. 그래서 더 위험해지는것이고...







생물체에서 칼륨은 무슨 역할을 할까?



칼륨(K)은 생명체에 꼭 필요한 알칼리 무기물이다.

왜냐하면 칼륨은 세포벽을 구성하는 물질이고 세포벽에서 나트륨과 함께 삼투압작용을 일으켜서 산소와 영양분 <-> 이산화탄소와 부산물을 주고 받는 작용을 하기 때문이다. 


또 신경쪽에서는 미세한 전기를 일으켜서 신경망을 작동하게끔 하기에 인체에 꼭 필요한 물질이다.

그래서 칼륨은 근육과 신경(두뇌)에 꼭 필요한 물질인 것이다.


간단히 이야기하면 우리가 야구동영상을 보고 흥분하는 것이 사실은 뇌에 있는 흥분한 세포 하나하나가 주고 받는 전기적 신호들의 조합에 의해서 흥분하게 된다는 것이다.(인체는 신비롭다)


어쨋든 세슘-137을 먹으면 몸에서는 이게 칼륨인줄 알고 넙죽 받아다가 세포벽에다가 저장해두게 되는데 이 세슘-137이 그냥 몸안에 들어왔다고 얌전히 있지 않고 방사선을 내뿜으면서 바륨으로 변하려 하기 때문에 치명적인 것이다.


즉 다른 물질과 달리 세슘은 생물체들의 아주 작은 사소한부분까지 영향을 끼칠수 있다.






세포가 없는 생물은 없다.

그리고 정말 무시무시한건 이 세슘이 어디로 가느냐에 따라서 그 생물체의 운명이 좌우될수도 있다는 것이다.

후쿠시마나 체르노빌 이후에 심장마비가 많이 늘었다고 TV에서 본 적이 있을 것이다. 


이세슘이 심장에 농축되면 필연적으로 심장마비가 오게 된다.

그리고 뇌쪽에 쌓이면 뇌출혈이 오고...

불알에 쌓이면 이른바 고자가 되는 것이고...

태아에 쌓이면 위 사진의 토끼처럼 뭔가 없는 기형이 되는 것이다.


뇌가 없거나 심장이 없는채로 임신을하면 그냥 태아상태로 죽을수 밖에 없다.


이런 모든게 세슘이 어디든 쌓일수 있기때문에 생기는 현상이다.





요약

  • 세슘은 먹으면 다른 방사능 물질들과 달리 세포벽 내부에 쌓인다.
  • 몸안에 칼날이 들어오는거랑 마찬가지라 무척 치명적이다.
  • 행여나 심장같은 중요기관안에 들어가면 그대로 죽을 수밖에 없다.








3. 희대의 세슘누출사건 - 고이아니아


단일 세슘 누출사건중 가장 유명한 것은 고이아니아 세슘누출 사건인데, 서프라이즈에서도 방영된적이 있는 엄청나게 유명한 사건이다.



고이아니아시는 브라질에 있는 고이아스 시에 위치한 도시이다.




1985년 이곳에 병원 하나가 이전을 하는데, 그 지역에 병원이 없어지면 곤란했던 건물 소유주가 반대를 하는바람에 법원이 철거를 못하게 하면서 1977년에 구매했던 암치료용 방사선 기기를 건물에 두고가서 문제가 시작된다.





이 방사선기기에는 염화세슘이 들어가는데, 그게 앞서 이야기했던 세슘-137로 만들어지는 굉장히 위험한 물질이다.

그래서 병원측은 이 기기는 매우 위험하다고 여기저기 알려봤지만, 다들 무시했고 그냥 기기에 경비를 세우는 식으로 대응을 하게 된다.


당시 브라질은 굉장히 기강이 허술했던 나라여서 경비가 돈만 받고 농땡이를 치면서 출근을 안했다.

그러다가 9월 13일 그 주변에 사는 두명의 청년인 산토스 아우베스와 와그네르 모타 파헤이는 뭐 뜯어갈게 없나 하고 왔다가 왠지 돈좀 될 것 같아 보이는 암치료 기계를  발견했는데, 이게 600kg이 넘는 큰기계인지라 통째로 뜯어서 집으로 가져가게 된다.


그리고 이 기기를 집에서 해체하는데 방사선이 계속 나오다보니 몸이 안좋아질 수밖에 없었다.

구토, 설사등의 가벼운 피폭 증상을 보였는데, 병원가서 설사약만 먹고 계속 해체작업을 했고 16일 마침내 위험하기 때문에 단단히 봉인한 염화세슘 캡슐도 꺼내게 된다.





그리곤 어두운곳에서도 신비한 푸른빛(체렌코프 광)을 내뿜는걸 보고 이것을 신비한 물질로 생각하고 주변에 자랑을 했고 이걸 9월 18일 근처 고물상 주인에게 25달러에 팔게 된다. 당연히 고물상 주인도 이걸 신기해하면서 주변사람들에게 자랑하고 친척들에게 나누어 주기까지 했는데, 21일 이걸 가져간 친척중 한명은 그걸 자기 아내와 딸에게 보여주었더니 6살난 딸이 그거보고 신기해하다가 먹어버리고 만다. 그리고 마누라는 미용에 좋을줄 알고 피부에 바르기도 했다.







그리고 보름후인 9월 28일 몸이 서서히 나빠진 마누라 마리아 가브리엘라 페헤이라는 그 근처에 유일한 허가받은 보건기구인 동물병원을 찾아갔는데 비닐봉지안에 든 문제의 푸른가루를 본 수의사는 좀더 큰 병원으로 가라고 충고했고 마리아는 그냥 털래털래 대중교통을 이용하여 큰 병원까지 가면서 무방비인 다른 사람에게 방사선을 뿜게 된다.





고이아니아 올림픽 운동장에서 방사선 검사를 받고 있는 주민들



마침내 29일 정부에서 푸른 가루의 정체를 깨닫고 대책을 세우려 일단 42명의 기술진을 파견했다.

휴대용 방사선 측정기의 바늘이 오염농도 최고 수준을 가르켰지만, 기술진들은 어리석게도 기계가 고장났나 보다 생각하고 별 보호장구도 착용을 안했다가 고장이 아니라 진짜로 오염이 쎈걸 나중에 알고 부랴부랴 이것저것 준비했다고 한다.

그만큼 눈에 보이지 않기때문에 대책세우기도 힘들었다.


그리고 이게 공론화되자 그전에 터진 체르노빌 사고도 있는지라 사람들이 방사능이라면 치를 떨었기때문에 너도나도 검사해달라고 해서 감당이 안된 정부는 그 부근 주민들을 모두 올림픽 경기장에 모아다가 단체로 검진을 하게 된다. 그리고 검진결과 249명이 오염진단을 받고 5천여명이 급성스트레스 증후군 진단을 받았다.

그렇게 치료를 한다고 했지만 결국 249명중 10년안에 111명이 죽게 된다.



세슘가루를 먹은 다스 네베스 페헤이의 살아생전 모습



일단 세슘가루를 먹은 딸 다스 네베스 페헤이라는 10월 23일  방사능 내부피폭으로 신장과 폐손상, 내출혈을 일으키고 신체 면역이 마비된끝에 패혈증으로 사망했고 어머니인 마리아 페히이라도 같은날 사망했다. 

그런데 마을 사람들이 방사능을 너무 두려워한 나머지 시신이 들어 있는 600kg짜리 두꺼운 납으로 된 관을 마을 공동묘지에 묻는다고 항의를 하며 관에다 돌을 던지기도 했다. 그리고 이 세슘캡슐을 분해했던 청년 둘도 각각 10월 27일과 28일날 사망, 고물상 주인역시 1994년 여름 사망하게 된다.

방사능이 약할수록 DNA에  손상을 준게 시간을 두고 나타나기 때문에 당장은 안죽더라도 피폭진단을 받은 사람이  계속 암이나 면역력 저하로 죽어나가게 된 것이다.

그리고 방사능 오염원 제거작업은 2년후인 1987년 까지 계속되서 200리터 드럼캔으로 3800드럼과 금속컨테이너 1400개 분량의 오염물질이 수거되었는데 시 교외에 아바디아 임시방폐장을 만들고 전부 모아다가 보관하고 있다.

이처럼 방사성 세슘이 퍼져버리면 세슘자체로도 엄청난 파괴력을 가진 대 재앙이 될수 있다.
그런데 체르노빌이나 일본에 적용되는 세슘 사태는 이거랑은 또 다른 방식으로 작동을 하는데, 좀더 버라이어티하고 스케일이 크다고 할 수 있다.







4. 세슘은 어떻게 생태계에 농축되는가?




2011년 3월 대지진으로 후쿠시마는 냉각체계가 파괴되고 수소폭발을 일으켰다. 

연료교체중인지라 쉬던 4호기를 빼고 1,2,3 호기 모두 폭발해버렸는데, 핵분열 부산물들은 금속이라고 해서 뭉쳐있는게아니라 원자단위의 미세한 먼지형태기 때문에 펑 하고 터지면 중력에 역행해서 수소랑 같이 십수km 상공까지 상승하게 된다. 간단히 하늘의 흰구름이 수증기랑 섞인 거대한 세슘덩이라고 보면된다.


그리고 거기서 바람을 따라 여기저기로 흩어진다. 그런데 사태가 이지경이 되니까 일본측에서는 해수를 막 쏟고 그 물을 바다에 버린다. 그이후 대다수의 폐기물들은 초기 이후에는 간간히 수증기 내뿜을때를 제외하고는 전부 바다로 가게 되고 그래서 공식적으로 70~80%는 바다로 가고  나머지는 육지로 비산되었다고 한다. 


바다쪽은 나중에 이야기하고 일단 육지로 흩어진 세슘은 이렇게 될까?






체르노빌의 경우를 보면 알수 있지만 저렇게 세슘은 엄청나게 넓은곳으로 퍼지게 되는데, 이 오염된 세슘은  체내에 축적되면서 생체조직을 파괴하고 각종 질병을 유발하게 된다. 그런데 이게 알파선을 직접 맞는것마냥 바로 티가 나는게 아니다.


그래서 아직까지 논란거리가 되고 있긴하지만 체르노빌 사태의 경우 25년이 넘은지라 어느정도 정보가 축적된 상태인데, 그게 위 이미지의 후유증 이야기다.






그리고 이 세슘은 반감기가 30년이기때문에 한번 퍼진 세슘은 위의 그래프처럼 굉장히 오랜시간이 지나야 그 양이 줄어들게 된다.

그리고 이렇게 비산된 세슘은 어떻게 자연계에 영향을 미칠까?





일단 중력에 의해서 가라앉거나 비에 섞여서 땅에 내린 세슘의 일부는 토양에 달라붙게 된다.

그리고 그게 칼륨인줄 알고 식물들이 흡수하게 되고 그걸 초식동물들이 먹게 된다.


그러면서 식물이 농축한 세슘을 몸에 좋은 칼륨인줄 알고 처묵처묵하게 되는거고 그렇게 세슘먹고 빌빌대는 초식동물을  육식 동물이 또 잡아먹게 된다. 거기에다가 물에도 세슘이 녹아 있기때문에 그곳의 물을 마시면 역시 세슘을 먹게되는 것...


이래저래 세슘에 버무려지게 된다.


그리고 바다로 가게된 세슘은 확산되면서 농도가 옅어지지만 대신 생선들은 멀리 움직이기때문에 훨씬 먼곳까지 영향을 끼친다.




2012년5월 30일 기사 내용이며, 미국에서도 이것에 대해서 대단히 우려를 하고 있는 실정이다.






일본에서도 연구한 결과가 이렇다.

세슘이 붕괴되서 자연적으로 바륨이 될때까지 이런 일이 계속해서 벌어진다는 것이다.

그럼 몸에 들어온 세슘은 바륨이 될때까지 절대 안나가고 버티고 있을까?


그건 그렇지 않다.

생물체는 계속해서 칼륨을 먹다보니 칼륨섭취량이 너무 높아지면 버리기 위한 체제를 갖추고 있다.

인간의 경우 칼륨을 대장으로 흡수하고 신장을 통해 잉여 칼륨이 몸밖으로 배출되는데 세슘도 역시 같은 체계로 작동을 한다.

그래서 인체실험을 해보고 세슘이 이러한 원리로 체내에서 반감되는 기간이 110일이라는걸 알아내게 되는데 그것을 생물학적 반감기라고 한다.






즉 몸안에 들어온 세슘은 어딘가 저장되어 있다가 시간이 지나면 나가긴한다 이거다.


그런데 나갈때까지 폭발할수 있는 폭탄과 같은 존재가 세슘인 것.

그러니 시간이 지나면 몸에서 세슘이 줄어야 하는게 정상인데 세슘이 뿜어져 나오는 땅에서 살면 계속 꾸준히 세슘을 먹기때문에 체내의 세슘 농도가 점점 올라갈 수 밖에 없다. 


나가는양보다 들어오는 양이 많아지기 때문이다.

그래서 고농도로 오염된 토양에 사는 생물체일수록 고농도로 세슘에 오염될수 밖에 없는 것이다.


그리고 이게 히로시마 원폭이후 피폭자들에게 일본 된장인 미소를 많이 먹으라는 말이 나온 이유가 되는데, 된장같은 고칼륨 식품을 먹으면 세슘보다 미소된장의 칼륨 성분을 먼저 흡수하기때문에 세슘은 잉여로 취급되서 대변으로 배출되기 때문이다.




요약

  • 원전사고가 나면 세슘이 사방으로 퍼진다.
  • 생물체들은 이게 좋은건줄 알고 처묵처묵해서 생태 피라미드순으로 고농축되는데 이게 시한폭탄이다.
  • 먹는다고 완전 끝장은 아니고 예방하려면 칼륨을 많이 먹는게 도움된다.







5. 아이에게 가혹한 세슘

사실 정부에서 발표하는 기준치라는걸 보면 일정 이하의 세슘은 먹어도 무방하다고 이야기를 한다.

그래서 일본 수산물만 하더라도 기준치 이하라는 이유로 수입이 되고 있다. 


그런데 세슘이라는 물질은 다른 방사선 핵종과 좀 다른점이 있다.

일정 기준치를 넘지 않는다면 안전하다고 하는 각종 독극물과도 다른 차원의 문제인데, 그 이유는 독극물들은 분자지만 세슘은 원자단위이기 때문이다.


원자 차원의 문제다보니 기준도 틀려지게 되는 것.







위에 있는 기준은 2011년 일본의 세운기준인데 체르노빌 이전에는 그마나 이것도 없었는데 부랴부랴 세운 것이다.

방사능에 대해서 연구결과가 없으니까 일단 미국에서 발표한 기준을 가져다가 썼기 때문.


그런데 이런 기준은 사실 핵전쟁같은 응급시에 먹어도 되는양이고 실제로 저 정도 장기간 먹으면체내에 농축되면서 몸을 매우 상하게 만든다. 그래서 지금은 저거보다 강화되긴했는데 그것도 부족하다는 말이 나올수 밖에 없다. 왜냐하면 이미 체르노빌로 장기적인 세슘 농축이 어떤 결과가 나오는지 알려져 있기 때문이다.


그래서 독일의 방사선 방호협회라는 민간단체는 평상시 사람들을 기준으로 해서 아래와 같은 기준을 만들게 된다.






위에랑 다르게 굉장히 낮아진걸 볼 수 있다.
즉 지금 음식물에 들어가는 세슘과 같은 각종 방사성 동위원소에 대한 기준은 국가에 따라서 다 다르지만 이 단체에서 낮게 잡은 것인데, 특히나 어린이들은 더 기준치를 낮게 잡은데에는 그만한 이유가 있다. 왜 성인과 아이들에게 다르게 작용될까?

그 이유는 생물체는 칼륨과 세슘을 헷갈려 한다는 데에 있다.
그럼 세슘의 해악을 알려면 누가 가장 칼륨을 필요하는지부터 알아야 한다.





인간의 생애중 가장 칼륨이 고픈시기는 바로 태아 시절이다.
우리가 엄마 뱃속에 있는 시기를 말하는 것이다.

1개의 난자가 60조개의 세포로 분열되는 시기이며, 이렇게 세포를 많이 만드는 만큼 칼륨역시 많이 필요하게 된다. 그러다보니 세슘이 흘러들어가기 좋은 시기이기도 하다. 그리고 이 시기에 분열중인 태아의 세포로 흘러들어간 세슘이 폭발해버리면 위 사진과 같은 끔찍한 결과를 초래하게 된다.

있어야 할 기관이 없다거나 망가져 버린채로 태어나는 바로 기형아를 말한다.
그래서 체르노빌 사태이후 자주 보이는 기형아들은 이런 이유때문에 태어나게 된거라 할 수 있다.
다른 방사성 핵종에서 찾아보기 힘든 세슘의 해악은 이렇게 몸에 꼭 필요한 칼륨과 연관되어 있기 때문에 무서운 것이다.





체르노빌에서 145km 떨어진 고멜지역에서 반다제브스키라는 박사가 사망자 대상으로 조사한 결과가 있다. 칼륨이 많이 필요한 영아들은 엄마가  먹은 세슘이 농축되면서 체중에 비해서 대량의 세슘을 지니게 되고 결국 사망에 이르게 된다는 것이다. 그리고 꼭 태아가 아니라고 하더라도 세포분열이 왕성한 유아/ 청소년기의 인간 역시 대량의 칼륨을 필요로 한다.






위 그래프는 사망자를 해부해서 세슘 농축양을 측정한건데 태어나고나면 태아적 처럼 소량으로 치명적인 영향을 끼치지는 않긴하지만 계속해서 칼륨을 요구하기때문에 성인에 비해서 많은  세슘이 농축될수 밖에 없다는 이야기다. 그 결과물이 옆의 각 장기당 농축된 세슘의 양이다. 전부 성인보다 두배 정도 되는걸 볼 수 있다.

이게 수학논리로는 세슘 축적이 설명되지 않는 이유이기도 하다.
같은 양을 먹어도 성인은 멀쩡한데 어린이들은 훨씬 아플 수 있다는 이야기다.


그렇게 칼륨이 고픈 생명체일수록 세슘이 달려들게 되어 있고 취약한 시기일수록 더 악랄한 결과로 나오게 되어 있으니까......

그외 특이한 점은 저 위에 심장에 축적된 세슘의 양에 주의할 필요가 있다.
인체의 모든 기관중에 가장 중요하면서도 재생이 가장 느린 기관이 바로 심장이다.

1년에 1%씩만 교체되며 타격을 입을시 회복이 어려운 기관인 심장에 세슘이 쌓이고 세슘이 터지면서 주변근육을 괴사시키고 결국 심장이 조금씩 망가지게 된다. 

그리고 그 끝은 ....

갑자기 심장이 멎어버리는 것이다.
물론 1년에 1%씩만 교체된다는건 확률적으로 세슘이 달라붙을 확률도 그만큼 떨어진다는건데, 하여튼 저 위에 그래프에 저렇게 많은 세슘이 달라붙어 있다는건 해부당한 아이가 만약 병으로 안죽었어도 심장 이상으로 정상적으로 살아남기 힘들었을 것으로 추측된다.





반다체프시키 박사는 애들이 세슘 137을 kg당 20~30Bq 정도로 소량 섭취했는데 심장 부정맥과 심장마비로 고통받고 결국 죽는 다는 이야기를 하고 있다.
그 이유인즉 위 그래프대로 매일 세슘 10 베크렐씩을 먹으면 600일 이후에는 잔존 세슘이 1400베크렐을 찍기때문이다.

굉장히 소량이라고 해도 누적해서 먹으면 저렇게 많이 쌓이게 되고 이렇게 쌓인 세슘이 성장기 어린이일수록 치명적인 장기로 몰려가기 쉽기때문이다. 

그런데 한방에 천 베크렐을 먹으면 800일이 지나면 완전히 몸에서 빠져나간다.
그래서 핵전쟁 이후 일시적으로 세슘 농도가 높을때 몇백 베크렐씩 되는 고농도의 음식을 먹어도 괜찮다고 하는 이유가 그런 것인데, 한번 먹고 나서 안먹으면 그래도 빠른 시일내에  빠져나가기 때문이다. 물론 세슘으로 인해 암이나 백혈병같은 질병도 높은 확률로 발생할수 있지만, 애들의 경우 그보다 먼저 심장마비로 죽게 될확률이 높으니 세슘은 정말 위험한 물질인 것이다.




그런데 식물들의 경우에는 어디 한군데가 망가져도 동물처럼 크게 지장이 있는게 아니라 모든걸 작살낼만큼 고농도의 세슘이 있는경우가 아닌 이상 오히려 이런식으로 생장이 더 좋아지는 현상이 일어날 수 도 있다. 혹은 이상하게 자라는 기형 식물이 나오기도 하고...

그래서 풍작이로구나! 하고 이걸 먹는다면?

노인은 세포분열이 별로 왕성하지 않으니까 괜찮은데 아이들이나 젊은 사람들은 골로 가게 되는 것이다.
그래서 체르노빌의 경우에도 노인들은 돌아와서 살아도 아이들은 돌아오지 못했던 것이다.

추가로 이야기하자면 영양상태가 부실해서 칼륨이 고픈사람일수록 세슘 흡수율이 높게 되고 운동선수처럼 활동적인 사람일수록 세슘을 더 많이 먹게된다는 것이다. 근육에 칼륨이 많이 필요하기 때문......

그리고 세슘은 태아에게, 영아에게, 그리고 어린이 같은 우리가 보호해야하는 대상일수록 더 잘 달라붙는다.
반면 세포 분열이 느려지는 노인일수록 훨씬 높은 농도에서도 버틸수 있는 것이다.



요약
  • 세슘은 선별적으로 작용하는데 특히 애들 괴롭히는걸 좋아한다.
  • 임산부와 아이들은 세슘이 있는건 피해야 한다.
  • 노인은 걱정 안해도 된다. 그거 먹고 죽을거면 젊은 사람들이 먼저 죽을테니까.








6. 자연 방사능과 세슘

자연에도 극소량이지면 방사능과 세슘이 존재한다.

여태까지 세슘이 엄청 위험하다는걸 강조하고 있었는데 꼭 세슘이 아니더라도 이 세상은 방사선으로 가득차 있으며 세슘만이 사람을 죽이는 방사능 물질은 아니라는 것이다. 세슘과 헷갈리다는 칼륨만 하더라도 k40 이라고 자연붕괴하는 방사성동위 원소 칼륨이 있다. 이건 자연적으로  0.012% 미량 존재한다.

그리고 칼륨만 있는것도 아니다.





뼈로 가는 칼슘 역시 자연상태상에서 48Ca라는  방사성 칼슘이 있고 라돈같은 지구의 지하에서 방사능을 발생시키는 기체가 올라오기도 하며 지표면의 암석에도 다양한 방사성 동위원소가 포함되어 있다. 우주에서도 우주선이라고 불리우는 방사능이 가끔씩 지구 대기로 내려오기도하고 자기장에 의해 오로라가 생기기도 한다.


 이처럼 우리는 알게 모르게 그만큼 방사선에  많이 노출되고 있는 상황이다.


그래서 원자력 업계에서 공개하기를 성인기준으로 K-40이 약 4,000베크렐이 존재하며  C-14 약 2,500베크렐이 존재한다고 한다.

또 이들 체내의 자연방사성핵종에 의한 피폭선량은 연간 0.35 mSv(밀리시버트)가 된다고 한다.





그래서 위와 같은 비교표가 있을수가 있다.
비행기 또는 방사성 동위원소가 많은 지역을 지나거나(라돈 온천) 고위도지방 같은 경우 더 많은 방사선을 쬐는 것이다.
그래서 흔히 이야기되는 브라질 가리바리시가지의 자연방사선이다. 

이런식으로 대량의 자연방사선을 쐬고 있고 우리가 방사능에  노출되어 있으니  방사능 물질 쪼금 먹는건 "당장 건강에 이상없습니다."   라고 당당히 이야기하는 것이다. 


하지만 인공방사능은 생각보다 강력하다.





위 표는 세슘과 칼륨을 비교한 것이다.
붕괴방식은 몇가지가 있지만, 간단히 하느라 이렇게 정리한 표인데 좀더 자세하게 알고 싶다면 각 원소를 검색해보면 된다.
이 표만 두고 보면 똑같이 광선을 내뿜는 (1베크렐) 상황에서는  1.311 : 1.174로  칼륨 40쪽이 더 강하다.

하지만 반감기가 무려 13억년이다.

세슘은 반감기가 30년이라 훨씬 빨리 터지기때문에 같은 분량에 의한 피폭량을 비교한다면 433,333,333배 세슘이 위험해지게 된다.
거기에 칼륨-40이 0.012% 밖에 없으니까 다시 0.012로 나눠서 구해보면 자연상태의 칼륨보다 세슘137은 36,111,111,111배(361억배) 위험하다는 이야기다. 물론 이런식으로 칼륨과 비교될 정도의 고용량의 세슘에 노출되는 경우는 고이아니아 케이스나 원자로 내부같은 미친 상황이 아니면 벌어질 가능성은 희박하지만 하지만, 간단히 이야기해서 한발이 강력한 저격총 k-40 보다는 약해도 연사로 쏘는 세슘 137이 훨씬 강력할 수 밖에 없다는 것이다.





요약
  • 우리는 방사선을 항상 맞으며 산다.
  • 맞는 정도의 차이는 있지만 인체는 꽤 쎈 방사선도 버틴다.
  • 그런데 세슘같은 인공방사선 핵종은 그것도 무시 할만큼 강력할 수 있다.







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