과학

방사능과 방사선에 대해서 [1]

안녕 나는 마하깃드라고 해

 

원자력을 전공했고 부전공으로는 방사선을 전공했어.

 

그외 방사선물리, 방사선방호, 방사선생물학 등등 방사능과 방사선에 대해 심도 깊게 공부 했어

 

요즘 들어서 후쿠시마 원전사고 관련된 방사능 얘기가 개드립에서 자주 보이길래

 

간략하게나마 정리를 해주고싶어서 이렇게 처음으로 글을 작성해 볼께.

 

약  3년간 눈팅만 하던녀석이라 글솜씨가 많이 모자라더라도 양해해줬으면 한다.

 

먼저 방사능에 대해 알아보도록 할까?

 

 

 

 

1. 방사능이란.

 

 

 

물질을 구성하는 기본단위를 원자라고 해

 

이 원자는 대부분 안정적인 상태로 존재하게 돼.

 

이렇게 안정적인 상태로 존재하는 원자들에서는 방사능의 성질을 볼 수 없어

 

하지만 예외인 녀석들이 있지. 

 

같은 원자인데도 중성자가 더 많다던지, [양성자 수는 같아 물질의 성질은 같지만 질량이 달라 불안정한 원자]

 

아니면 전자가 적다던지 더 많다던지.

[양성자 수와 같게 있어야 할 전자가 적거나 많으면 그로 인해 전자포획 효과가 발생]

 

정상적인 애들보다 조금 더 많이 갖고 있는녀석이나 적게 갖고 있는녀석들이 방사능을 띄게 돼.

 

방사능은 딱 이렇다고 알고 있으면 될꺼야.

 

"방사선을 방출할 수 있는 능력"

 

대부분 방사능과 방사선의 개념에 대해 모를 꺼라 생각해.

 

방사능은 그 물질이 방사선을 방출해낼 수 있는 능력이 있는것이고,

 

방사선은 그 방사능에서 방출되는 에너지입자나 전자기파라고 정의 할 수 있어.

 

[X선같이 방사능물질이 아닌 안정원자에 전자를 가속시켜서 발생시키는 방사선도 있어~]

 

 

2. 후쿠시마 원전 사고후 문제가 되는 방사능물질에 대해 알아볼까?

 

화두로 올라있는 녀석들은 핵분열의 산물이야.

 

핵연료로 사용되는 우라늄이나 플로토늄등이 엄청난 에너지를 방출하는 과정에서

 

두 물질로 쪼개지는데 여기서 이 에너지는 우리가 사용하는 전기에너지 등으로 변환되고

 

결과물로 나오는 물질의 종류는 여러가지로 다양해.

 

하지만 심각한건 몇가지로 함축시킬 수 있어.

 

137-Cs(세슘) , 131-I[요오드] 90-Sr[스트론튬] 

 

먼저 137-Cs[세슘]에 대해 간략하게 요약하면. 이녀석은 반감기[100%의 농도가 50%로 줄어들때까지 걸리는 시간]가 30년이고,

 

유효반감기[물리적반감기와 생리현상등에 의한 생물학적반감기를 고려한 반감기]는 약 70일.

 

이녀석이 인체내로 유입되게 되면 인체내의 근육이나 조직들 전체에 퍼져서 계속해서 방사선을 방출 하게 돼.

 

배출또한 잘 되지 않는 점이 이녀석이 위험한 점이야.

 

이녀석은 베타선과 감마선을 방출해대기때문에 전신의 내부피폭을 입을 수 있게 돼.

 

 

다음 131-I[요오드]는 인체의 갑상선에 몰리는 특징이 있는녀석이야.

 

반감기는 8일정도고 유효반감기또한 7일정도로 매우 짧은편이지만...

 

이 역시 베타선과 감마선을 방출해대고 인체로 유입되면 갑상선으로 싹 몰려버리기 때문에 갑상선암의 발현에 큰 영향을 미치게 돼.

 

 

그리고 90-Sr[스트론튬] 이녀석은 성질이 칼슘과 비슷해서 인체내로 유입되면 뼈에 쌓이게돼.

 

게다가 이녀석은 강력한 베타선 방출체로 반감기는 28년. 

 

유효반감기는 18년으로 엄청 길지. 특성이 뼈로 몰려버리기때문에 배출이 엄청나게 안되고,

 

뼈 중앙에 있는 조혈세포등이 피폭되버리게 되면 적혈구의 감소나 백혈구의 감소에 큰 영향을 미치게 돼

 

 

 

 

3. 방사능(방사선)이 생물에 미치는 영향.

 

 

이 부분은 한번씩은 인터넷이나 다른 매체들을 통해서 볼 기회가 있었다고 생각해.

 

일본 후쿠시마 식물의 변화라던지... 기형동물들이나 애기들.. 등등등 

 

방사선이 생물과 상호작용하면 DNA의 변이, DNA 체인끊김에 의한 세포의 즉사, 돌연변이 발생 등등이 있지

 

우리 인체를 기준으로 설명하자면 방사선에 피폭이 되었을때

 

첫째로 확률적 효과[즉 발생할 수도 발생하지 않을 수도 있는 일],

 

둘째로 확정적 효과[방사선 피폭량에 비례해서 발생하는 일]

 

이렇게 두가지로 구분 할 수 있어.

 

먼저 확률적 효과는 돌연변이 발생, 발암 등이 있어.

 

하지만 확률적효과 역시 피폭량에 비례해서 확률또한 증가하기 때문에 피폭량이 많아지게 되면 발생할 확률 역시 높아지지

 

두번째 확정적 효과는 적혈구의 감소, 백혈구의 감소, 피로, 피부의 반점발생 , 수포발생, 탈모, 탈피, 괴사, 반치사, 치사 등등등 피폭량이 따라 점점 그 심각성이 강해지지

 

확률적효과는 피폭량이 많아질 수록 발생률이 증가하고, 확정적효과는 피폭량이 많아질 수록 그 장해정도가 점점 심해지게 돼서 죽음에까지 이룰 수 있지.

 

 

4. 방사능(방사선)은 어떻게 감지하고 어떻게 방지할 수 있을까?

 

먼저 방사능에 의해 방출된 방사선이 위험해.

 

방사능에 의해 방출되는 방사선의 종류는

 

알파선[제일무겁고 제일에너지가 크지만 무겁기때문에 수mm~수cm이내에서만 위협적인 방사선]

 

중성자선[말 그대로 원자핵을 구성하는 중성자 하나가 운동에너지를 가지고 움직이는 방사선]

 

베타선[전자와 본질은 같으나 정지해 있는것이 아니고 운동에너지를 가지고 움직이는 전자선질량은 매우 가벼우나 입자의성질을 갖고있음]

 

감마선[전자기파의 성질을 띄고 있고, 입자의 성질이 없고 빛의 성질을 지님 질량은 없으나 에너지를 갖고 있음]

 

그외에도 몇개 있긴 하지만 크게 이렇게 네가지로 분류 할께.

 

실제 방사능은 그 물질의 통제나 관리, 방호가 확실하게 이루어진다는 전제하에서는 위험하지 않지

 

허나 대부분 전문지식이 모자란다던지, 아예 전무한 사람들이 태반이야.

 

방사능은 실제 보이지도 않으며, 냄새도 없고, 맛도 없어 그러기때문에 인간의 오감으로는 느낄 수가 없지.

 

그러기때문에 그 물질이 어느 장소에 있는지 파악 할 수 없기때문에 인간은 감지 할 수 없어.

 

즉 방사능이 가득한 곳에 있어도 인간은 그곳에서 방사능이 존재하는지 알 수 없다는거야.  

 

그래서 인간이 방사능을 탐지하기 위해선 기계의 힘을 빌릴 수 밖에 없어.

 

여러 검출기를 이용해서 방사선을 검출하여 그곳에 방사능이 존재하고, 그 양이 얼마큼인지, 아니면 그곳에 단순히 방사능이 존재하는지 존재하지 않는지 

 

검출기를 이용해서 알 수 있는거지.  [검출기라고 해서 한종류만 있는게 아니고 그 목적과 방사선의 종류 에너지의 크기에 따라 종류가 무지무지 많아]

 

검출기를 이용해서 방사선을 검출하고 그장소나 음식, 물건등에 가까이 가지 않는게 가장 효율적인 방호법이야.

 

방사선은 그 세기가 거리가 멀어지면 멀어질 수록 현저하게 줄어들거든

 

전자기파를 예로들어 1m거리에서 100이라는 세기가 2m거리에서는 25로 줄어버리거든

 

물론 이건 전자기파에 한해 적용되는 이론적인 설명이구,  베타선이나 중성자선, 알파선에 적용되는건 따로 있어.

 

두번째로 효율적인 방법은 거리를 멀리 할 수 없다면 그 사이에 방호물질등을 배치해서 방사선을 방호물질로 블록킹하는 법이지.

 

실제로 방사성물질을 다루는 곳은 이 블록킹을 하여 작업하게 돼.

 

두꺼운 콘크리트 외벽을 사용하거나, 납판을 방사성물질을 사용하는 곳에 설치한다던지 납으로된 용기에 방사성물질을 보관한다던지 등등 여러가지로 많아.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

첫회는 여기까지 줄일께. 막상 정한 것없이 써보기는 했는데 추가적으로 원하는 내용 있으면 댓글로 요청해주길 바래

 

다음회에 꼭 보충해서 작성하도록 할께.

30개의 댓글

2013.09.18
방사능이 체내에 축적됐을때 좋은 음식?
0
2013.09.18
@蘇酒
방사능이 체내에 축적됐을때 좋은음식이라...

제일 좋은건 방사능이 포함된 음식을 먹지 않는게 먼저겠지?

하지만 방사능이 체내에 축적 되었다면 세슘이나 스트론튬같은경우에는 배출이 매우 힘들어. 무엇을 먹는다고 해서 배출된다든가 그런 효과가
있는 물질같은건 들어본 적도 없고 배운적도 없어..
0
2013.09.18
@蘇酒
하지만 방호하는 개념에서 사용하는 물질들은 있어.

131-I같은경우에는 기본적으로 안정된 요오드와 성질이 같기때문에 김이나 미역 다시마같은 검은 해초류에 많이 포함되어있어서 이런걸 먹어서 안정요오드로 갑상선을 블록킹 시키면 131-I이 체내 유입되었을때 안정요오드로 포화된 갑상선에 축적되지 못하고 바로 배출되게 돼.
0
2013.09.18
@마하깃드
오 정말? 고마워
0
2013.09.18
@蘇酒
근데 문제점이 하나 있어~

요오드 이녀석은 갑상선에서 호르몬의 재료로 사용되는데 우리 몸의 대사를 관장하는 T3, T4로 변환되는 연료로 사용되기때문에

점점 갑상선에 있던 요오드가 점점 줄어들어....
0
2013.09.18
@마하깃드
계속 보충해 줘도 줄어든다는 말이야?
0
2013.09.18
@蘇酒
그렇지. 보충해줘도 시간이 지나면 T3, T4호르몬 변환에 사용되기때문에 점점 안정요오드는 사용돼지

이게 또 인체 신진대사에 사용되는 호르몬이라 어떻게 할 수 있는게 없어~
0
2013.09.18
@蘇酒
원전사고 직후 보건소같은 곳에서는 과염소산칼리(KClO4)성분의 알약형태의 방호제를 보급하도록 법적으로 정해두고 있어.

이 약역시 갑상선을 블록킹시켜서 방사성요오드가 갑상선에 축적되는걸 방지시켜주지.

하지만 이 약역시 점점 빠져나가기때문에 방사성요오드가 점점 유입되긴 해~
0
2013.09.18
원자력을 전공하고 방사선이 부전공이라는 표현이 좀 많이 이상하다고 느끼는 건 나뿐인가?
보통은 원자력공학이나 원자핵공학 중에서 방사선공학이라는 식으로 말하잖아?
방사선공학은 원자력공학이라는 큰 범주 안에 속하는 거니까.
0
2013.09.18
@신고리3호기
그렇기야 하지만... 원자력이 주전공이다보니 방사선관련된 지식은 필요한 만큼만 공부 할 수 있었어.

해서 부전공으로 방사선을 좀더 심도있게 공부하고 싶어서 방사선에 관련된 여러 강의를 몇개 더 들었어
0
2013.09.18
@마하깃드
의대 방사선종양학 같은 거 제외하면 각 잡고 방사선 파는 과목은 죄다 원자력 관련 학과에 개설되기 마련이잖아.
서울대 공대 기준으로 방사선공학이라든지, 방사선계측실험이라든지, 그런 과목들은 다 원자핵공학과 교과목들이다.
부전공은 타과 과목에나 해당하는 얘기고. 같은 과에서 수업 들었으면 그건 부전공이 아니지.
0
2013.09.18
@신고리3호기
비꼬는꺼 개쩌네 작성자 잘읽음!
0
2014.04.29
@신고리3호기
너이새끼 왜 시비냐? 뭐 어쩌라는겨... 쟤가 전공, 부전공 뭐했는지가 그렇게 중요하냐?
서울대 공대 기준이 그렇다고 모든 대학의 이공계가 그렇다고 보는 건 물론이고,
중요한 기초지식을 주작으로 써준 애한테 존나 띠껍게 말한다 너.
흥! 물론 이것도 시비는 아니라구
0
2014.04.29
@마하깃드
잘읽었다
0
2013.09.18
@신고리3호기
난문과라 모르겟는데
문과로치면 경영학관데 무역학이 부전공인거나 비슷한건가보네
아니면 경영학전공에 경제학부전공 뭐이런 느낌인것같은데
딱히 이상하다기보다 이런게 전공부전공선택한애들보면 오타쿠같음.
작성자덕에 좋은지식얻어간다 고마워
0
2013.09.18
잘 읽었다
요오드 말고도 안정된 원소랑 방사능 원소가 같은성질띄는 원소 있는지 알고있어?
0
2013.09.18
@아나;;
요오드만 안정원소와 방사성원소가 잇는게 아니구

그 종류는 엄청나게 많아 ㅎㅎ

예를 들어서 원자가 양성자 한개인 1-H[수소]는 그 구조가 양성자 1개와 그 양성자 주위를 뱅뱅 돌고있는 궤도전자 한개로 이루어 져있어.

양성자를 +1이라 치고 전자를 -1이라 생각해서 보면 두 합이 0이 되지?

이렇게 두합이 0이 되는 녀석은 대부분 안정원소인데 두 합이 0이 된다고 해서 무조건 안정원소라는건 아니야.

2-H[중수소]는 양성자1개. 중성자1개 그리고 전자 한개로 이루어져잇고.

3-H[삼중수소, 트리튬]은 양성자 1개 중성자 2개 그리고 전자 한개로 이루어져있어.

중성자는 전기적으로 전하를 띄고잇지 않아서 0이야.

전기적으로 본다면 다 0이지만 질량이 다 다르지?
0
2013.09.18
@아나;;
이런걸 동위원소라고해.

양성자 수는 같아서 성질은 같으나 질량이 다른녀석들.

그리고 양성자에 대한 중성자의 비가 0.6~1.7이 된다면 방사성붕괴가 이루어져.

양성자가 중성자에 비해 많으면 알파붕괴의 형태로 알파입자를 방출하고 좀더 가벼워진다던지,

중성자에 비해 양성자가 많으면 양성자가 궤도전자를 끌어들여서 중성자로 변해서 그 물질의 성질이 달라진다던지.

여러형태로 붕괴하거나 변성하거나 여러 효과가 많아. 이부분은 조금 복잡할 수도 있어서 설명은 안할께.

질문에 대한 답은.

동위원소라는 녀석들이 있는데. 그원소들 각각마다 종류가 엄청 다양해 자연적인것도 잇고, 인공적인것도 잇어.

그 성질은 같으나 질량이 다른녀석들이 방사성을 띌 가능성이 높다는거야.

양성자대중성자비가 0.6~1.7 인녀석들이 대부분이야
0
2013.09.18
잘 읽었어~~
0
2013.09.18
@슴베찌르게
고마워~
0
2013.09.19
입자의성질은 없는데 빛의성질은있다??
빛자체가 입자성과 파동성을 동시에 가지는데 위의말은 조금 모순이있는거아니냐
0
2013.09.19
@보라돌이
먼저 입자의성질은 없는데 빛의성질은 있다 라고 언급한적은 없어.

빛자체가 입자성과 동시에 파동성을 가지기는 해. 하지만 공간을 진행할때는 파동성만을 갖고

물질과의 상호작용 단계에서 입자성을 띄게 돼. 공간을 진행할때는 입자로 인정하진 않아. 파동이라고 일컬어지지.
0
2013.09.19
@마하깃드
내가정확하게 서술하지않은게 문제가좀됫네
감마선의 설명에나온걸 말하고싶었어
0
2013.09.19
@보라돌이
보라돌이가 말하는건 빛의 이중성에 대해서 말하는 것 같아

빛이 굴절되거나 반사되거나 등등 파동의 성질이 있고

이 빛이 물질과의 상호작용에서 광전효과나 컴프턴효과는 파동성으로만 입장하기가 불가능하지.

그래서 빛역시도 입자로 인정하게 입자성이란 개념이 도입되게 된거야.
0
2013.09.19
@보라돌이
공간을 진행할때는 파동성.

물질과의 상호작용할때는 입자성.

빛은 이 이중성을 띄는데 항상 한가지만 띄고 있고 두가지 성질이 동시에 존재하는 일은 없어~

방사선의 X선이나 감마선같은 전자기파 역시 빛의 개념이니 적용돼~
0
2013.09.19
@마하깃드
내가조금난독일지도모르는데 결국 입자의성질과 빛의 입자성은 다르다는말이지?
0
2013.09.19
@보라돌이
그렇다고 봐야지

광자와 다른 입자들은 조금 다른개념이라고 생각하면 돼
0
2013.09.21
궁금한게있는게있는데 방사능을 없에거나 줄일수있는
기술이나 기계가있어? 체르노빌사건때는 대처를잘햇디던데 어떻게한거야?
0
2013.09.23
@게드립초보
만약에 어떤 장소에 방사능물질이 유출되서 바닥이나 그장소의 공기속에 있다고 하고, 그것을 정해진 방법으로 바닥을 닦아서 없애거나,

공기를 여과시켜서 없애거나 방사능물질을 화학적으로 흡착시켜서 없애는 작업등을 제염작엽이라고해,

이런건 사고가 발생한 후에 긴급작업으로 분류되구 있구, 사람이 직접하는 작업이야.

체르노빌사건땐 대처가 비교적 빨랐고, 사고의 규모와 실태같은걸 하나도 숨기지 않고 당국이 발표함으로 피해가 과소평가 되지 않았어.

하지만 일본 후쿠시마같은경우 도쿄전력이 은폐만 하려고 하지, 실제적으로 피해규모를 적게 발표한다던지, 유출규모를 계속해서 과소평가되게끔 걔네들 딴에서는 국민에게 불안감을 안겨주기 싫단 이유로 실태를 과대평가 하지 않고 계속해서 과소평가시 한거지.

체르노빌때 대처를 하긴 했지만, 그렇다고 피해가 적다고는 할 수 없어.

예전에 일어났던 일이지만, 그 근방에 살았던 아이들이 성장한 지금 갑상선암, 백혈병, 여러기타 질환들의 발병률이 타 개체와 비교했을때 상대적으로 높아. 이는 방사능에 의한 장기피폭이 있었단 얘기야. 그건 대처를 했지만 어쩔 수 없었던 방사능물질의 확산과 유입에 의해서겠지.
0
2013.09.23
@마하깃드
그렇구나 덕분에 잘알겟어 자세히알려줘서고마워 !!
0
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