4. 일상생활에서 받는 자연방사선이란?
 
방사선 피폭원
 
 

인류는 지구상에서 삶을 영위하는 동안 필연적으로 방사선을 받을 수밖에 없습니다. 인류에 대한 방사선피폭원은 크게 우주가 생겨날 때부터 존재하고 있는 자연 방사선인 “자연 방사선 피폭원”과 원자력발전소의 운영, 방사성동위원소의 사용, 방사선의 의학적 이용 등 인간의 인위적인 행위에 의한 “인공 방사선 피폭원”으로 구분할 수 있습니다.

   
 
피폭원
자연피폭원
- 지각방사능(천연방사성핵종)
- 우주선(cosmic ray)
- 외부피폭
- 우주선생성물(H-3, C-14)
인간행위로
인한 피폭원
- 원자력에너지 이용
- 핵실험
- 동위원소 및 방사선이용
- 의료목적
- 산업(이공학 포함) 이용
- 행위로 인한 자연방사선 추가피폭(광부, 항공(우주)승무원)
   
  현재 우리가 받고 있는 방사선량의 기여도를 살펴보면 자연 방사선 피폭원이 대부분을 차지하며, 일반인이 염려하는 인공 방사선 피폭원에 의해 유발되는 방사선량은 상대적으로 작은 수준입니다.(다음 도표 참조)
   
 
일반인의 평균 피폭방사선량 구성비
개인의 연평균 피폭방사선량 (mSv)
피폭원 선량





지표 Rn
지표 토론(Rn)
지표,건물의 감마선
음식물중의 천연핵종
우주선

1.175
0.1
0.35
0.3
0.25

소계

2.175

의료(진단)
핵실험 낙진
직업상 피폭
원자력시설방출 방사능
기타 잡선원

0.3
0.01
0.005
0.003
0.01

소계
0.328
총계
2.5
   
  여기서 인공 방사선 피폭원중 의료행위에 기인한 피폭선량이 90% 이상을 차지하고 있는 점은 주목할 만한 사실이며 선진국일수록 의료상 피폭선량이 높은 비율을 차지하고 있는 점은 주목할 만한 특징입니다.
자연 방사선 피폭원은 우주가 생겨날 때부터 존재하였으며 환경의 일부분으로 방사선을 방출하는 물질은 지각, 토양, 해양, 건축물, 음식물 그리고 우리가 호흡하는 공기 중에도 존재할 뿐만 아니라 인체 내에도 존재합니다. 따라서 사람들은 생활하는 동안 항상 자연환경중의 방사선에 노출되어 있으며 이는 미래에도 마찬가지입니다.
 
자연 방사선 피폭원
 
 

* 우주선(宇宙線, Cosmic Ray)

우주선이란 우주의 항성(주로 태양)에서 오는 방사선을 말하며, 지구에 도달하는 우주선은 태양 또는 외계에서 발생하는 아주 큰 에너지의 입자(주로 양성자)입니다. 우주선 입자가 부분적으로 차폐체 역할을 하는 지구의 대기권(물 10m에 해당되는 차폐능력을 지님)과 반응을 하면 보다 낮은 에너지를 갖는 입자가 다량 생성되지만, 이들 저에너지 입자의 대부분은 대기권을 통과하는 동안 흡수되고 결국 해수면(Sea Level)에 도달하는 우주선은 뮤온(muon), 감마선, 중성자 그리고 전자들이 대부분입니다. 모든 방사선에 의한 피폭 중에서 우주선에 의한 피폭 기여분은 약 15% 정도이고 해수면으로부터 고도가 높은 곳에 위치할수록 피폭방사선량은 증가합니다.

   
 
   
  * 지각 감마(γ)선

약 40억년전에 지구가 생성되었을 때 지각에는 많은 종류의 방사성핵종이 함유되어 있었습니다. 이러한 방사성핵종 중에서 반감기가 짧은 핵종은 시간이 경과됨에 따라 모두 붕괴되었고 현재 지구상에 남아있는 핵종은 반감기가 1억년 이상인 핵종과 이들의 자핵종(Daughter Nuclides)중 반감기가 긴 핵종들 뿐입니다.
지각을 구성하는 주요한 세가지 방사성핵종은 U-238, U-235와 Th-232로 이들이 붕괴할 때 직접 방사선을 방출할 뿐 아니라 붕괴로 생성된 단반감기의 딸핵종들이 연쇄적으로 붕괴하면서 방사선을 방출합니다.
세계에서 지각 방사선이 높은 지역으로는 브라질 상파울로 남방 200km 지점에 위치한 Pocos de Caldas(250mSv/y), 브라질 Guaripari (175mSv/y), 인도 Kerala 해안 (평균 3.8 mSv/ym, 최고 17mSv/y) 등이 있습니다. 우리나라에서는 옥천계 지질대 (충북 일원, 대전)와 화강암 지반지대 (서울, 경기, 강원)가 지각방사선준위가 높은 것으로 알려져 있습니다.

   
  * 건축자재중 방사능 농도

대부분 지각에서 채취되고 있는 건축 자재에는 U-238, U-235와 Th-232 등의 방사성핵종과 자핵종이 포함되어 있으므로 일상생활에 있어 인간에 대한 주요 방사선 피폭원으로 작용합니다.

   
 
재료
우라늄
토륨
K-40
ppm
mBq/g (pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
화강암
4.7
63(1.7)
2
8(0.22)
4
1,184(32)
모래
0.45
6 (0.2)
1.7
7 (0.19)
1.4
414 (11.2)
시멘트
3.4
46 (1.2)
5.1
21 (0.57)
0.8
237 (6.4)
석회석
(콘크리트)
2.3
31 (0.8)
2.1
8.5 (0.23)
0.3
89 (2.4)
사암(砂岩)
콘트리트
0.8
11 (0.3)
2.1
8.5 (0.23)
1.3
385 (10.4)
벽재
1
14 (0.4)
3
12 (0.32)
0.3
89 (2.4)
석고
(부산물)
13.7
186 (5.0)
16.1
66 (1.78)
0.02
5.9 (0.2)
천연 석고
1.1
15 (0.4)
1.8
7.4 (0.2)
0.5
148 (4)
목재
-
-
-
-
11.3
3,330 (90)
벽돌
8.2
111 (3)
10.8
44 (1.2)
2.3
666 (18)
  * 출처 : NCRP Pub. No. 94 (1987)
   
  * 라돈과 그 자핵종(Radon and Its Progeny)
  지각 및 건축자재에 포함된 U-238의 연쇄붕괴과정에서 생성되는 라돈(Rn-222, T=3.82일)은 다른 물질과 화학적으로 결합 또는 부착하지 않는 불활성기체이고 상대적으로 긴 반감기를 갖고 있기 때문에 충분한 시간동안 공기 중에 머물러 있으므로 다른 자연방사선원에 비하여 라돈과 라돈자핵종에 의한 연간 유효선량 기여도가 50% 이상으로 가장 높습니다. 폐암의 한 원인으로 지목받는 라돈과 라돈자핵종에 의한 건강상의 위해는 토양 중의 우라늄의 함량이 높은 지역과 광산의 갱내, 동굴 또는 주택과 같이 밀폐된 공간에서 특히 높아지는 것으로 알려져 있습니다.
라돈은 불활성기체이므로 호흡을 통해 라돈가스를 흡입하면 붕괴하기 전에 다시 폐 밖으로 배출됩니다. 더욱이 반감기가 3.8일에 불과하므로 폐에 머무르는 동안 붕괴의 정도는 극히 적습니다. 따라서 라돈에 의한 폐암의 위해를 언급할 때 라돈 그 자체로 인한 피폭보다는 라돈자핵종에 의한 피폭을 중요하게 보는 것이 타당합니다. 라돈의 붕괴과정에서 생성되는 Po-218, Pb-214, Bi-214 그리고 Po-214과 같은 라돈자손은 생성될 때부터 정전기적으로 전하를 띤 입자이므로 공기 중에 존재하는 먼지, 담배연기, 수증기 등에 즉시 부착되어 에어로졸을 형성하거나 벽 또는 물체의 표면에 침착됩니다. 반감기가 짧은 라돈자핵종이 호흡을 통해 직접 또는 에어로졸 형태로 흡입되면 폐에 흡착하여 붕괴되면서 방출되는 알파에너지를 주변 조직에 부여함으로써 장기적으로 폐암을 유발할 수 있는 생물학적 손상을 야기할 수 있습니다.