암 치료에도 사용되고 있는 ‘세슘’

암치료에도 사용되고 있는 ‘세슘’
일본 후쿠시마 원전 주변에서 검출돼 언론에 가장 많이 오르내린 용어로, 체르노빌 원전 사고 때에도 누출된 바 있다. 이 때문에 원전을 도입한 나라들은 세슘의 위험성에 대해서는 많은 대비책이 마련돼 있다.

세슘은 우라늄의 핵분열 과정에서 얻어지는 물질로 잘만 사용하면 암 치료 등 의료수단으로 이용가능 하지만, 반대로 정상세포가 여기에 노출되면 암 등을 유발시킨다.

동위원소(양자 수는 같으나 질량 수가 다른 원소) 중 하나인 세슘-137은 자연 상태에서는 존재하지 않는다.

즉 핵실험 등의 결과로 발생하는 인공 원소라고 이해하면 된다. 이 원소의 농도가 방사능 낙진의 영향을 가늠하는 척도가 된다. 세슘-137은 강력한 감마선으로 암세포를 죽이기 때문에 병원에서 자궁암 등의 치료에 사용되고 있다. 세슘-137의 반감기(방사선량이 절반으로 주는 기간)는 약 30년에 이른다.

# 폭발 위험 안고 있는 ‘노심’과 ‘노심용해’
후쿠시만 원전 방사능 누출과 함께 가장 많이들은 용어 중에는 노심과 노심용해란 단어도 있다.

노심과 노심용해가 빈번하게 언론에 오르내린 것은 후쿠시마 제1원자력발전소의 원자로가 노심용해라는 최악의 사태를 맞으면서 일본을 비롯한 전 세계의 관심이 쏠리고 여기에 쏠렸었기 때문이다.

만약 노심용해라는 최악의 사태가 발생할 경우 1986년 체르노빌 원전폭발이라는 참사가 재연될 가능성도 예상됐기 때문이다. 노심은 원자로의 중심부를 말한다.

즉 핵연료 우라늄의 원자핵이 중성자를 맞아 둘로 쪼개질 때(핵분열) 발생하는 에너지를 얻는 부분이다. 여기에는 핵연료봉과 함께 분열속도, 노심온도를 제어하기 위한 감속재와 냉각재 등이 들어 있다.

이런 노심이 녹아내리는 상태를 노심용해라고 한다. 이번 후쿠시마 원전의 경우처럼 노심 온도를 제어하는 냉각재의 공급이 제대로 되지 않으면 노심용해가 일어나게 된다. 노심온도가 제어되지 않으면 핵분열 반응 과정에서 발생하는 열을 식히지 못해 노심 자체의 온도가 올라간다. 만약 노심 온도가 약 3000℃ 가까이 이르면 봉 형태의 핵연료(핵연료 봉), 즉 우라늄 자체가 녹을 수 있다.

# 감속재 ‘붕소’와 사재기 열풍을 불러 온 ‘요오드’
후쿠시마 원전의 노심용해가 우려되면서 일본 정부가 우리나라에 원자로 냉각에 필요하다며 긴급 요청한 것이 붕소다.

붕소는 핵분열을 멈추게 하는 감속재로 쓰이는 물질이다. 일본이 붕소를 필요로 하는 것은 원자로의 폭발을 막고자 한 것이다. 일본은 현재 막대한 양의 붕소를 바닷물에 섞어 원자로에 쏟아 붓고 있다.

붕소는 열중성자(속도가 느린 중성자)를 흡수하는 단면적이 커 대부분 발전소에서 냉각재로 사용한다. 그 이유는 우라늄이 연쇄 분열을 일으키려면 중성자가 필요한데 붕소는 중성자를 흡수해 핵분열을 억제하는 작용을 하기 때문이다.

붕소는 독성이 없고 가장 안정적인 원소다. 붕소가 중성자를 흡수하게 되면 안정적인 원소인 리튬으로 바뀌게 된다. 밀가루처럼 고체 상태지만 냉각재로 사용할 때는 액체로 만들어 이용한다. 발전소에서는 주로 오버홀(Overhaulㆍ핵연료를 빼내 물에 담그는 일) 작업을 할 때 사용한다.

방사능 유출 이후 이를 막을 수 있는 것으로 알려지면서 사재기 열풍이 일고 있는 것이 요오드다. 주기율표의 17족에 속하는 요오드는 할로겐 원소로 비금속이며, 흑색에 가까운 결정성 고체다.

의약품과유기화합물합성, 염료 제조, 분석화학, 사진에 주로 쓰인다. 알코올에 잘 녹고 물에는 약간 녹아 이를 희석시키면 갈색 용액이 된다. 실온에서 고체상태의 요오드는 짙은 보라색 증기로 승화하여 눈과 코, 목을 자극함으로 조심해야 한다.

요오드는 다시마와 미역, 파래, 김 같은 해초에 매우 풍부하게 들어 있으며 바닷물에도 많이 포함되어 있다. 또한 쉽게 복용할 수 있도록 제약사에서 개발한 약으로도 나와 있다.

요오드는 인체의 필수 미량성분으로 몸에 평균적으로 14㎎ 정도 들어 있다. 대부분은 갑상선에 들어 있어서갑상선호르몬을 만드는 핵심 역할을 한다. 따라서 요오드가 인체에 유입되면 대부분 갑상선으로 몰리게 된다.

문제는 원전폭발 등으로 인해 방사능 물질인방사능 요오드’(요오드131)에 노출되는 경우다. 방사성 요오드는 핵분열 시 발생하는 대표적인 핵종으로, 갑상선 등에 피해를 주는 물질이다.

세슘, 스트론튬과 함께 대표적인 핵분열 생성물로 꼽힌다. 반감기가 비교적 짧아 원자력 발전소 사고가 발생하면 초기에 문제를 일으키는 경우가 많다. 방사성 요오드가 갑상선 내에 축적되면 지속적으로 방사선을 방출하며 세포를 망가뜨려갑상선암등등 각종 암을 유발하게 된다.

특히 갑상선에서 이뤄지는 호르몬 작용을 교란시켜서 인체세포가 정상적으로 신진대사를 할 수 없게 된다. 갑상선은 인체의 모든 세포가 정상적으로 신진대사를 할 수 있도록 유지시키는 필수적인 요오드를 포함하고 있는 호르몬이다. 특히 티록신을 분비하는 중요한 기관이다.

요오드 치료에는 요오드가 약이라는 말이 있다. 미역 등 자연 요오드를 먹으면 방사성 물질이 체내에 쌓이는 것을 막을 수 있다는 논리도 사람의 몸은 필요한 요오드가 일정량 이상을 넘을 경우 자연적으로 배출시키기 때문이다.

즉 해로운 방사성 요오드가 몸에 축적되기 전에 자연 요오드(비방사성요오드)로 몸을 채워 방사성 요오드가 몸 밖으로 빠져나가게 하는 것이다. 방사능에 피폭되기 전 비 방사성 요오드인 요오드화칼륨을 일정량 복용하면 방사능 피폭 후 방사성 요오드가 몸속에 쌓이지 않고 대부분 소변으로 배출된다.

후쿠시마 원전 폭발 후 일본 정부가 신속히 주민들에게 요오드화칼륨을 복용케 조치도 이런 이유에서다. 때문에 과량은 복용할 필요는 없다. 전문가들은 요오드는 우리 몸에 소량만 필요하기 때문에 필요 이상 섭취해도 배설하게 된다고 설명했다.

 

한국원자력의학원 국가방사선비상진료센터 이승숙 센터장은 요오드 사재기 현상과 관련 “현재로서는 안정화요오드를 전혀 복용할 필요가 없다”고 말했다. 그는 또 “피폭시에나 효과가 있는 것이지 사전에 이를 우려해 복용하면 오히려 갑상선 기능 이상 등 부작용이 나타날 수 있다”고 강조했다.

#방사선 측정단위 베크렐(Bq)·시버트(Sv)는?
후쿠시마 제1원전 1ㆍ3호기가 냉각계통 고장에 따른 수소폭발, 2호기의 노심 용융으로 미량의 중성자가 방출, 사용 후 핵연료를 보관한 4호기의 폭발과 화재에 따른 추가 방사능 누출 확인. 사태가 심각하게 돌아가자 일본정부는 후쿠시마 제1원전 주변의 방사선량을 마이크로시버트 단위에서 밀리시버트 단위로 상향 조정했다.

그러나 대부분의 일반인들은 마이크로시버트,  밀리시버트 단위가 얼마나 위험한 것인지 알 수 없다. 그냥 위험하다고만 인지하고 있을 뿐이다. 방사선 측정 단위는 여러 가지가 있다. 과거에는 큐리(Ci)·렘(rem) 등을 사용했지만 지금은 베크렐(Bq)·시버트(Sv)로 통일했다. 베크렐은 물체가 내는 방사능의 양에 사용하며 시버트는 사람의 몸에 피폭되는 위험도, 즉 방사선량을 측정할 때 사용한다.

우리가 병원에서 1회 X선 촬영할 때 대략 0.03-0.05 밀리시버트(mSv)의 방사선량을 받게 된다. 이 수치는 인체에 별다른 영향을 미치지 않는다고 판단해 의료용으로 사용하고 있는 것이다.

현재까지 100 밀리시버트의 방사선을 한꺼번에 맞더라도 별 영향이 없다고 규정하고 있다. 그러나 1000 밀리시버트를 맞으면 구토 및 설사 증세가 나타나며, 7000 밀리시버트 정도면 며칠 내 사망하게 된다.

후쿠시마 원전의 시간당 방사선량은 최고 약 1200마이크로시버트(1mSv는 1000μSv와 같다)로 알려지고 있다. 세계보건기구(WHO)는 후쿠시마 원전 상황과 관련  “현재로서는공중보건위험도가 대단히 낮은 것으로 보인다”고 평가한 바 있다.

하지만 전문가들은 사고 기간이 길어지고 지속적 피폭이 이뤄지면 상황은 달라질 수 있다고 우려한다