방사능의 종류 및 식품을 통한 방사능 노출

방사능

 

방사능이란 전자기파나 입장의 형태로 에너지를 방출하는 물질의 성질을 말한다. 이것은 물질 안에서 불안정한 핵(nucleus)이 붕괴하기 때문이다. 방사능을 가지는 물질을 방사성 물질(radioactive substance)라고 하며 방출되는 입자나 전자기파를 방사선(radioactive ray)라고 한다.

 

방사능의 종류

핵에서 에너지를 가지고 나오는 방사선의 종류나 핵이 붕괴하는 방식은 다양하다. 방사능 역사의 시작때부터 잘 알려진 것은 알파붕괴, 베타붕괴, 감마붕괴를 통해 나오는 알파선, 베타선, 감마선이다. 알파선은 핵으로부터 헬륨원자의 핵이 방출되는 것으로 그 결과 원래의 핵은 질량수가 4, 원자번호가 2 감소한 핵으로 변환된다. 핵의 베타붕괴에서는 핵 안에 들어 있던 중성자가 양성자로 변환되며 이 때 나오는 전자가 베타선이다. 중성미자(neutrino)의 반입자인 반중성미자(antineutrino)도 함께 나오지만 거의 감지되지 않는다. 베타붕괴의 결과 핵은 질량수는 변하지 않고 원자번호가 하나 증가한다. 양성자 수가 넘친 핵의 경우 양성자가 중성자로 바뀌며 양전자(positron)와 중성미자를 방출하는 베타붕괴도 일어난다. 하지만 이때 양전자는 방사선이 되지 못하고 방출되자마자 주변의 물질에 들어 있던 전자와 함께 소멸되어 두 개의 광자를 내 놓는다. 임의의 방향으로 방출되기는 하지만 두 광자는 항상 반대방향으로 움직인다. 원자의 낮은 에너지준위에 있던 전자를 포획하며 일어나는 베타붕괴도 있지만 이 경우에도 에너지는 중성미자가 가지고 나가기 때문에 위험한 방사선을 내지는 않는다. 이 두 경우 모두 핵은 원자번호가 하나 감소하고 질량수는 그대로인 다른 핵종으로 변환된다.

감마붕괴는 알파붕괴나 베타붕괴, 핵분열이나 핵융합 또는 다른 핵반응의 결과 새로 만들어진 핵들이 들뜬상태가 되므로 이것이 보다 안정된 상태로 되면서 전자기파를 방출하는 것이다. 이때 핵은 변환되지 않는다. 핵이 변환되지 않으면서도 전자가 방출되는 경우도 있는 데 이것은 핵에서 방출한 감마선이 원자의 낮은 에너지준위에 있던 전자에게 전달되어 전자를 튕겨내는 내부전환(internal conversion)이다. 튕겨나간 전자의 에너지준위는 보다 높은 에너지준위에 있던 전자가 전이하여 채우게 되는데 이때 엑스선(X ray)이 방출된다.

핵에서 양성자나 중성자 또는 매우 가벼운 핵이 방출되는 경우도 있는 데 이에 따라 원자번호나 질량수가 변한다.

 

방사능 오염식품

후쿠시마 · 체르노빌 · 스리마일 등 원전사고나 원폭실험 등으로 인해 발생한 인공 방사성 핵종에 오염된 식품을 방사능 오염식품이라 한다. 1986년 현재 우크라이나 지역인 옛 소련의 체르노빌 원전사고가 발생한지 30년이 넘었지만 사고 근접국가에서 수거된 동식물의 일부 시료에서 지금도 방사성 핵종이 검출되고 있다. 2011년 후쿠시마 원전사고를 통해서도 주변 수산물 등 일부 식품이 방사성 핵종에 오염됐다.2013년 7월 일본 원전의 방사능 오염수 누출 사고로 수산물의 소비에도 영향을 미쳤다.

 

방사능 조사처리 식품

방사능 오염식품과 조사처리식품은 완전히 다르다. 조사처리식품은 대개 살균 · 살충 · 발아억제 · 숙성지연 등을 위해 의도적으로 방사선을 쫴 준다. 대개는 식품 내에 존재하느 식중독균 등 유해 세균을 없애기 위해 방사선을 식품에 부과시키는 것이다. 조사처리식품은 방사능 오염식품과는 달리 방사선이 식품에 잔류하지 않는다. 검지(방사선을 쪼였는지 확인 여부)가 힘든 것은 그래서이다. 여러 번 반복해서 쬐지 않고 10kGy(법적 한계) 이하 쬐는 한 조사 처리된 식품은 안전하다는 것이 세계보건기구(WHO) · 국제식량농업기구(FAO) · 미국 식품의약국(FDA) 등의 공식 입장이다. 우리 정부도 감자 · 건조 향신료 · 특수의료용도 · 식품 등 29개 식품에 대해 방사선 조사를 허용하고 있다.

 

식품을 통한 방사능 노출

원자력 발전소 등의 사고로 대기에 방출된 방사성 물질의 인체노출 경로는 다음과 같다.