방사능에 노출이 되면 어떻게 될까?

 

방사능이란 원자의 불안정한 핵에서 자발적으로 방출되는 방사선을 말한다.

 

 

방사능 표시

 

 

방사능이란?

 

방사능이란 원자핵에서 자발적으로 방출되는 방사선을 말한다. 특정 불안정한 원자핵의 자연스럽고 고유한 특성이다. 이 방사선 방출은 입자 또는 전자기파의 형태로 발생한다. 방사성 물질 또는 방사성 핵종은 방사성 붕괴로 알려진 과정을 거쳐 시간이 지남에 따라 다른 요소로 변환된다.

 

▶ 원자 구조 : 모든 원자는 그 중심에 양전하를 띤 양성자와 중성자로 구성된 원자핵으로 구성되어 있다. 원자핵은 음전하를 띤 전자에 둘러싸여 있다. 양성자의 수는 원소의 정체성을 결정하고 양성자와 중성자의 합은 원자 질량을 결정한다.

▶ 안정한 핵과 불안정한 핵 : 안정한 핵은 양성자와 중성자를 함께 유지하는 힘(강한 핵력)과 양전하를 띤 양성자를 밀어내는 전자기력 사이의 균형을 이룬다. 반면에 불안정한 핵은 양성자와 중성자의 불균형을 가지고 있고 자발적인 붕괴를 일으키기 쉽다.

▶ 방사성 동위원소 : 방사성 동위 원소는 불안정한 핵을 가지고 있다. 동일한 원소의 안정 동위원소에 비해 중성자가 많거나 부족할 수 있다. 이러한 불안정한 핵은 방사선의 형태로 에너지를 방출한다.

▶ 방사선의 종류 : 방사성 붕괴 중에 방출되는 방사선에는 대표적으로 세 가지의 유형이 있다.

   1. 알파(α) 붕괴 : 알파 입자는 2개의 양성자와 2개의 중성자(기본적으로 헬륨 핵)로 구성되며 알파 붕괴 중에 방출된다. 이 과정은 원자 번호를 2로 원자 질량을 4로 줄인다.

   2. 베타(β) 붕괴 : 베타 붕괴에서는 중성자가 양성자로 변환되어 고에너지 전자(베타 입자) 또는 양전자(양전자 방출)를 방출한다. 원자 번호는 1씩 변하지만 질량 번호는 그대로 유지된다.

   3. 감마(γ) 붕괴 : 감마선은 핵에서 방출되는 고에너지 전자기파이다. 감마 붕괴는 일반적으로 알파 또는 베타 붕괴 후에 발생하며 핵이 더 안정적인 에너지 상태에 도달하도록 돕는다.

▶ 반감기 : 각각의 방사성 동위원소는 고유한 반감기를 가지며 이는 방사성 핵의 절반이 붕괴하는 데 필요한 시간이다. 반감기는 동위원소에 따라 1초에서 수십억 년까지 다양하다.

▶ 이온화 방사선 : 방사성 붕괴는 원자에서 단단히 결합된 전자를 제거하기에 충분한 에너지를 전달하는 이온화 방사선을 생성하여 이온화로 이어진다. 이온화 방사선은 생물학적 조직, DNA, 세포 구조를 손상시켜 건강에 위험을 초래할 수 있다.

▶ 용도 및 응용 : 방사성 동위원소는 의학(진단 영상, 방사선 요법), 산업(방사선 촬영, 멸균), 에너지 생성(원자력), 과학 연구(탄소 연대 측정, 추적 연구)와 같은 다양한 실용적 응용 분야를 가지고 있다.

▶ 방사선 보호 : 이온화 방사선의 잠재적 건강 위험으로 인해 안전 조치가 필수적이다. 보호 전략에는 시간(노출 지속 시간제한), 거리(안전한 거리 유지), 차폐(방사선 노출을 줄이기 위해 적절한 재료 사용) 등이 있다.

 

 

방사능에 노출이 되면 어떻게 될까?

 

방사선 노출은 방사선의 종류, 받은 선량, 노출 기간, 외부 방사선인지 내부 방사선인지 등에 따라 인체에 미치는 영향이 다를 수 있다.

▶ 이온화 방사선 : 방사선은 이온화 및 비이온화 방사선으로 분류할 수 있다. 감마선, X선, 고에너지 입자와 같은 이온화 방사선은 원자에서 단단히 결합된 전자를 제거하기에 충분한 에너지를 가지고 있어 이온이라고 하는 하전 입자를 생성한다. 이온화 방사선은 방사선 노출의 영향을 논의할 때 굉장히 중요하다.

▶ 조직 손상 : 이온화 방사선이 살아있는 조직과 상호 작용할 때 세포 수준에서 생물학적 손상을 일으킬 수 있다. 방사선에 의해 전달된 에너지는 화학 결합을 파괴하고 DNA를 손상시키며 세포 기능을 방해할 수 있다. 이러한 손상은 돌연변이, 세포 사멸 또는 세포 행동의 변화를 초래할 수 있다.

▶ 급성 영향 : 급성 방사선 노출은 단기간 동안 높은 선량의 방사선을 받는 것을 말한다. 급성 영향의 심각도는 방사선량에 따라 달라진다. 고용량은 메스꺼움, 구토, 설사, 피로, 탈모, 피부 화상 등의 즉각적인 증상이 나타날 수 있으며 심한 경우 장기부전, 사망에 이를 수 있다. 이러한 증상의 심각도와 기간은 받은 방사선량에 따라 다르다.

▶ 장기적 영향 : 방사선에 대한 만성적 또는 장기적 노출은 더 낮은 선량에서도 시간이 지남에 따라 누적되는 영향을 미칠 수 있다. 장기간 방사선에 노출되면 암, 백내장, 심혈관 질환, 유전자 돌연변이 등 다양한 건강 상태가 발생할 위험이 높아진다. 방사선 유발 암의 잠복기는 암 유형에 따라 수년에서 수십 년까지 다양하다.

▶ 기관 및 시스템 : 신체의 다른 기관과 시스템은 방사선에 대한 민감도가 다르다. 방사선에 가장 민감한 기관으로는 골수(혈액 세포가 생성되는 곳), 위장관, 생식기, 발육 중인 태아가 있다. 이 기관들은 특히 방사선 손상에 취약하며 혈액 장애, 위장 문제, 불임, 발달 이상을 초래할 수 있다.

▶ 방사선 민감성 : 다양한 유형의 세포와 조직에는 다양한 정도의 방사선 민감성을 가지고 있다. 골수, 위장관, 모낭에 있는 세포와 같이 빠르게 분열하는 세포는 방사선에 더 민감하다. 신경 세포와 근육 세포는 상대적으로 덜 민감하다.

▶ 방사선 질병 : 매우 높은 선량(일반적으로 1 그레이 또는 100 래드 이상)에서 개인은 방사선 중독으로도 알려진 급성 방사선 질병(ARS)을 받을 수 있다. 급성 방사선 질병(ARS) 증상에는 메스꺼움, 구토, 설사, 열, 현기증, 쇠약, 장기 기능 저하 등이 있을 수 있다.