후쿠시마 제1 원자력 발전소 ⓒ 위키백과 

문제가 되는 것은 세슘-137

사실 세슘은 비교적 희귀한 금속으로 자연계에는 질량수(양성자수와 중성자수의 합)가 133인 세슘-133이 대부분이다.

반면, 최근 일본 후쿠시마 원자력 발전소 사고와 관련되어 자주 언급되는 세슘은 주로 핵분열 생성물인 세슘-137(반감기 30년)이다.

방사성 동위원소 세슘(세슘-137)은 원자핵 분열 시 생기는 생성물 중 가장 잘 알려진 방사성 오염 물질로, 방사선 치료 등 많은 분야에서 사용되지만 위험성은 가장 크다.

세슘-133의 경우 독성이 약하고 자연 상태에서 만날 기회도 별로 없는 반면, 방사성을 가지고 있는 세슘 137은 다르다. 다른 방사성 물질과 마찬가지로 노출될 경우 암에 걸릴 위험성이 크며 노출된 정도가 크면 세포를 죽이고 돌연변이를 일으키며 심하면 사망에 이를 수도 있다.

특히 생태계의 동물은 자연 상태에서의 세슘-133과 방사성인 핵분열 생성물 세슘-137을 구분하지 못하기 때문에, 세슘-137은 생태계에 쉽게 흡수되고 먹이 사슬을 통해 농축된다.

앰플에 들어 있는 액체 상태의 세슘 ⓒ 위키백과 

세슘-137의 유효반감기는 108일

그러나 전문가들은 이러한 방사성 물질이 우리 몸에 들어왔을 때 실제 영향을 미치는 기간은 이보다 훨씬 짧기 때문에 적절한 방사선 피폭치료를 한다면 방사선 노출에 따른 위험을 줄일 수 있을 것이라고 조언한다.

유효 반감기는 알려진 대로 세슘-137의 일반적인 반감기인 30년에 훨씬 못 미치는 짧은 기간이라는 것이다.

방사성 물질은 시간이 지나면서 방사능을 잃어간다. 반감기는 방사성이 원래의 절반으로 줄어드는데 걸리는 시간을 말하며, 여러 번의 반감기를 거치면 최종적으로는 방사선을 전혀 내지 않는 시기에 달하게 된다. 이러한 물질 고유의 성질에 의한 반감기가 ‘물리적 반감기’다.

그런데 물리적 반감기 이외에 소화, 배설 등, 인체의 생리적인 현상의 영향으로 인한 ‘생물학적 반감기’도 있다. 이러한 물리적 반감기와 생물학적 반감기를 합쳐서 ‘유효 반감기’를 산출하는데 전문가들은 이 부분에 주목하는 것이다.

예를 들어 세슘137의 물리적 반감기는 30년으로 매우 길지만, 실제 우리 몸에 들어왔을 때 영향을 미치는 유효반감기는 108일로 이보다 훨씬 짧다.

물론 한꺼번에 많은 양의 방사선에 노출되면 유효 반감기도 아무 소용이 없다. 시간당 2000mSv(밀리시버트)의 방사선을 받으면 골수세포에 문제가 발생하며 암이 유발될 수 있기 때문이다.

우리의 소망과는 달리 지구에 방사선 제로인 환경은 없다고 볼 수 있다. 토양에 자연 발생하는 방사성 동위원소가 미량 존재하고, 우주에서도 방사능은 날아올 것이기 때문이다.

지금 우리가 할 수 있는 것은 방사능이 어디까지 안전한가를 따져서 허용 가능 수준을 정하고, 최대한 방사능 노출을 차단하며, 그에 맞는 여러 방사선 질병 치료법을 개발하는 것 뿐이다.

윤수영 사이언스올 편집위원