우리 생활 속, 방사선은 얼마나 있을까요?

방사선은 방사성 원소가 붕괴하면서 방출되는 입자들로, 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 우리 주변에서 방사선에 대한 경각심이 크게 증가하였습니다.

하지만, 방사선은 하늘에도, 땅에도, 음식에도 늘 존재해 왔다는 사실 알고 계신가요?

오늘은 눈에 보이지는 않지만 우리 생활 속에서 존재하는 방사선에 대해 알아보겠습니다.

1. 방사선이란 무엇일까?

일반적으로 물질을 구성하는 기본입자인 원자는 안정한 것과 불안정한 것으로 나뉘게 됩니다. 이때, 불안정한 원자의 경우 안정적으로 변하기 위해 스스로 붕괴하며 몇 가지 입자나 전자기파를 방출하게 되는데, 이를 모두 방사선(放射線)이라고 합니다.

즉, 방사선이란 (에너지가 높아) 불안정한 상태에 있는 원자핵 또는 원자가 안정적인 상태를 찾기 위해 방출하는 에너지의 흐름을 의미합니다.

현재까지 지구상에 알려진 방사성 물질은 약 1,700여 종이며, 그 중 일반적으로 이야기하는 방사선은 물질과 반응해

‘전리(이온화)를 일으키는’ 전리방사선입니다. 전리방사선에는 X선과 γ(감마)선 뿐 아니라 방사성 물질에서 방출되는

α(알파)선, β(베타)선, 그리고 핵분열 과정에서 방출되는 중성자선이 있습니다.

특히 전리방사선의 경우, 인체의 세포에 닿아 통과하면 세포 안에 있는 단백질이나 핵산과 같은 물질에 전리작용을 일으키게 되는데, 이 때 방사선의 양이 크고 전리작용도 많으면 세포의 증식과 생존에 필수적인 DNA에 화학적 변성을 가져와 인체에 유해한 영향을 미치게 됩니다.

이러한 특성으로 국제방사선방호위원회(ICRP)에서는 사람이 받는 방사선의 양을 최소화하는 것이 안전하다는

가정 하에 방사선방호기준을 정하고 있습니다. 국내에서도 국토 전역의 방사선량을 365일 실시간으로 체크하는

등 방사선을 안전하게 관리하기 위해 노력하고 있습니다.

2. 우리 곁에 자리잡은 생활 속 방사선

우리는 태어날 때부터 지속적으로 방사선을 받으면서 생활해 왔습니다. 예를 들면 우주에서는 우주선(宇宙線)이라고 하는

자연방사선이 항상 쏟아지고 있습니다. 또 지구를 구성하고 있는 많은 물질이 방사선을 내는 성질을 가지고 있어 대지에서도 자연방사선이 배출되고 음식물이나 체내에도 방사선을 방출하고 있습니다.

자연방사선과 다르게, 필요에 의해 인위적으로 만들어 내는 방사선을 인공방사선이라고 합니다. 인공방사선은 흔히 TV나 전자레인지와 같은 가전제품, 공항 수화물 보안검색장치 등 의학 치료나 산업 현장에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.

병원에서 볼 수 있는 X선 촬영은 물질을 투과하는 방사선의 성질을 이용한 대표적인 검사 방법입니다. 이 밖에도 컴퓨터

단층촬영(CT)나 혈관 조영술에도 인공방사선이 활용되고 있습니다. 최근에는 각종 암은 물론 심장질환, 맹장염의 진단에도 방사선이 사용되고 있어 헤아릴 수 없을 정도로 많은 사람의 생명을 위해 사용되고 있습니다.

의료적인 목적 외에도 인공방사선은 많은 산업 현장에서 이용되고 있습니다. 식품이나 농업분야의 경우 품종개량에 활용되거나 식품에 생기는 세균을 죽여 오래 보존할 수 있도록 해주는 역할을 하고 산업 현장에서는 눈으로 찾을 수 없는 기계 부품의 균열을 찾아내는 용도로 개발되어 작업환경 내 큰 사고를 예방하고 있습니다.

3. 자연방사선과 인공방사선에 대한 인체 노출

방사선이 발생되는 근원에 따라 자연방사선과 인공방사선으로 구별하고는 있지만, 방사선이 가지는 성질이나

인체에 미치는 영향은 자연방사선이나 인공방사선이 모두 동일합니다.

우주에서는 연간 0.35mSV(밀리시버트), 공기에는 연간 1.3 mSV, 대지에서는 연간 0.4 mSV의 방사선이 발생하고, 음식물에서도 연간 0.35 mSV가 방출됩니다. 뿐만 아니라, 우리의 몸이나 심지어 담배에서도 방사선이 발생되고 있습니다.

이를 바탕으로 연간 평균 방사선량을 조사해 보면, 우리는 평균 연간 약 2.4 mSV 정도의 자연방사선을 받으며

살고 있습니다.

인공방사선의 경우, 정부에서는 국민을 안전하게 보호하기 위해 일반인이 연간 1mSV 이상 노출되지 않도록 철저하게 관리하고 있습니다. 대표적인 인공방사선 방출원인 원자력 발전소 역시, 연간 총 방사선량을 0.05 mSV 이하로 엄격히 규제하고 있습니다.

반도체 제조과정 중 하나인 임플란트 공정에서도 중성인 실리콘 웨이퍼에 불순물을 주입시킬 때 방사선이 발생하게 되는데 이때 발생하는 총 방사선량은 엄격히 규제되고 있습니다. 실제로 08년부터 11년까지 산업안전보건연구원에서 진행한 정밀 작업환경연구의 결과, 반도체 생산 과정에서 0.011~0.015 mSV/yr 수준의 방사선량이 측정된 바 있습니다.

이같은 양은 우리가 일상적으로 받는 자연방사선량에 미치지 못하는 적은 양의 방사선으로 사실상 인체에 변화를 가져오기에는 극히 적은 량에 해당합니다.

4. 방사선은 미량이라도 검출할 수 있다?

그렇다면 방사선은 어떻게 측정할 수 있을까요? 방사선은 눈에 보이지도 않고 냄새나 맛도 없기 때문에 방사선이 가진 주요 성질인 물질을 전리 하는 힘을 이용해 측정을 하게 됩니다. 즉, 방사선은 계측기를 통해 물질이 전리된 것을 간단히 전기신호로 검출할 수 있으므로 비교적 쉽게 감도 높은 측정이 가능합니다.

아래 영상은 실제 방사선 계측기를 가지고 삼성전자 반도체 FAB 내 임플란트 공정부분의 방사선량을 측정한 영상입니다.