방사능 / 방사선 BEAN 세번째 발표(4月)

“나는 우리 인류가 새로운 발견으로부터 부정적인 면보다는

긍정적인 면을 도출해낼 것이라고 믿습니다” –피에르 퀴리-

궁금증 #0. 눈앞으로 다가온 방사능의 위협

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후쿠시마 원전사고 개요

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후쿠시마 원전사고 경과 일지

3/12 후쿠시마 제1, 제2 원전 반경 20km 이내 주민소개 3/17 인천공항등 주요장소에 방사능오염감시기 설치

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국제원자력기구(IAEA)에서 도입한 사건등급(Event Scale)

0등급은 변이(Deviation) 1~3등급은 사건(Incident) 4~7등급은 사고(Accident) . - 사건(Incident)은 위험이 시설 내부로 국한된 경우 - 사고(Accident)는 위험이 외부로 확대된 경우

자료 : 국제원자력기구

위험등급

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원자력발전소 사고

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원자력발전소 사고

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원자력발전소 사고

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원자력발전소 사고

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궁금증 #1. 방사선/방사능이란?

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▶ 우라늄 (235U)

▶ 세슘 (134Cs, 137Cs)

▶ 요오드 (131I)

▶ 라듐 (226Ra)

등과 같이 방사선을 방출하는 물질

▶ 방사선의 세기

▶ 단위 시간당

원자핵 붕괴 수

▶ 불안정한 원소들이 스스로 붕괴하여 다른 원소로 바뀔 때 방출하는 입자 혹은 전자기파 ▶ 물질을 투과 성질 ▶ α(알파)선, β(베타)선,

γ(감마)선

▶ 자연방사선/인공방사선

방사선과 방사능

방사선 (Radiation)

방사능 (Radioactivity) 방사성 물질

자료 : 한국원자력문화재단

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방사선과 방사능 (계속)

자료 : 한국원자력문화재단

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방사선

알파선

플루토늄, 라듐, 우라늄 등 높은 원자번호의 방사성 핵종에 의해 방출되는 빠른 속도의 헬륨핵 피부를 통과하지 못하나 체내에 유입 (상처난 피부, 호흡, 경구섭취) 되면 유해성이 매우 높아짐

베타선

세슘-137, 요오드-131 등의 불안정한 원자의 핵으로부터 방출되는 고에너지 전자 피부를 투과할 수 있고(1~2cm) 상피와 상피하에 손상을 줄 수 있음 알루미늄 판으로 막을 수 있음

방사선의 형태

감마선

파장이 짧고 에너지가 높은 전자기 에너지 알갱이인 광자(빛) 방출 투과력이 커서 밀도가 높은 납, 콘크리트 벽 으로 막아야 함 X선으로도 투과할 수 없는 영역(물체내부 등) 탐구에 사용됨 (암 치료 등에도 사용됨)

엑스선

자외선보다 짧은 파장의 영역의 전자기파 형태로 X-Ray 는 알 수 없는 유형의 방사선을 의미함 의료분야 및 비파괴검사 등에 중요하게 사용됨

…

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자료 : 한국방사선동위원소협회

방사선의 종류와 투과력

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방사선/방사능 관련 단위

구 분 설 명 국제단위 (SI 단위) 구 단 위 관 계

방사능 방사능 붕괴수 초당 붕괴수 Bq(베크렐) Ci(큐리) 1Ci = 3.7×1010

Bq

방사선

조사선량 표준상태 공기 1cc 중 발생 전하 C(쿨롬)/Kg R(뢴트겐) 1R = 2.58×10-4

C/Kg

흡수선량 단위중량당 흡수된 방사선에너지 Gy(그레이) rad 1Gy = 100 rad

유효선량 (등가선량)

흡수선량 X 방사선 가중치 Sv(시버트) rem 1Sv = 100 rem

자료 : 한국방사선동위원소협회

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자연방사선에 의한 연간선량

외부 방사선피폭 -우주선이나 대지로부터 오는 방사선 즉, 몸 밖에서 오는 방사선을 우리 몸이 받는 것.

내부 방사선피폭 - 공기를 들여 마시거나 음식을 먹는 등으로 우리 몸 안에 들어온 방사성물질로부터 나온 방사선을 우리 몸이 받는 것.

연간 합계 2.4 mSv의 자연방사선을 받으며 살고 있다. (세계평균)

하루에 1갑씩 1년 담배를 피울경우

연간 8.8~9 mSv 노출

자료 : erom 생명과학연구원

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널리 이용하고 있는 인공방사선

공업적 이용 원료의 분석, 방사선투과검사(비파괴검사)에 의한 금속구조물 속의 결함탐사, 항공화물 검사, 저장조 안의 원료물질 높이 측정, 물질의 두께 측정, 의료용품의 방사선 멸균, 식품의 방사선 조사 등.

의료적 이용 X선에 의한 진단, 컴퓨터 단층촬영(CT), 양전자 단층촬영(PET) 등 각종 핵의학진단과 방사선조사에 의한 암 치료 등.

농수산 이용 방사선조사에 의한 농작물의 품종개량, 시비법(비료 주는 방법) 개량, 해충방제 등.

기초과학 연구 이용 반응메커니즘이나 생물학적 대사과정의 구명 등 생명과학에서의 방사성추적자 이용, 방사광이나 중성자, X선 등을 이용하는 신소재 연구, 물질구조 해석, 재료물성 연구 등.

궁금증 #2. 인체에 미치는 영향?

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왜 위험한가?

방사선의 위험도는 노출량과

노출시간에 따라 위험도가 달라짐

인체에 노출되었을 경우, 단기적으로

백혈구와 적혈구가 파괴되어 빈혈이

생기거나 전체적인 면역기능이 떨어짐

조금 강도가 높은 방사능에 노출된

경우 피부, 눈, 폐, 소화 기능 역할을

하지 못하고 DNA 가 손상되고

돌연변이를 일으켜 암을 유발

방사능에 오염된 공기나 물 또는

음식물을 입으로 섭취했을 경우는

인체에 치명적 손상을 가함

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131요오드, 133제논(크세논), 137세슘

우라늄, 플로토늄 등이 핵 분열할 때 생성

베타 붕괴를 일으켜 베타선을 방출하므로,

피부 노출시 피부 투과(1~2cm)로 인한 조직

손상과 피부암 발생, 세포 변이시킴

방사성 I-131이 다량 체내에 흡수되어

갑상선에 축적되면, 갑상선 기능을 손상.

반감기가 8일 정도로 짧아 크게 위험하진

않음. (하지만 유아, 청소년의 경우,

소량만으로도 갑상선암 유발)

세슘-137은 자연상태에서는 존재하지 않고

핵실험 등의 결과로 발생하는 인공 원소임

스트론튬, 일본 후쿠시마 제1원전 30Km 밖

토양과 식물에서 검출

- 스트론튬 : 골수암과 백혈병의 원인. 칼슘과 성질이 비슷해

체내에 들어갈 경우 뼈에 축적되기 쉽고, 반감기가 18년이

나 되기 때문에 요오드와 세슘보다 인체에 치명적

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방사선에 대한 대처

방사선 무색, 무취, 무향, 무음

자료 : 한국원자력안전기술원, 단위 : nSv/h 평상시 양 : 50~300 nSv/h

생물학적 위험 방사능 위험 방사선 관련지역 접근 금지

주의 경고 발령시 외출 자제

창문을 닫고, 에어컨 및 환풍기 정지

가축/애완동물에게 충분한 먹을거리 공급

콘크리트 건물 내부 / 대피소로 이동

피부 상처부위가 노출되지 않도록 주의

비상시에는 아무 음식이나 먹지말고, 행정기관

등에서 공급하는 음식만을 섭취

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방사선 비에 의한 피해를 줄이려면…

외출 자제, 외출 시 우산, 비옷 챙기자.

특히 처음 내리는 비에는 방사능 농도가 짙어 피하는 게 좋다

방사선에 민감한 어린이와 임신부는 분열이 활발한 세포가 많아 반드시 비를 피해야 합니다.

어른들은 비를 설사 맞더라도 몸에 큰 상처가 없는 한 별 문제는 없다.

외출에서 돌아오면 깨끗하게 씻자.

이승숙/국가방사선비상진료센터장

피부가 방어막이 잘 돼 있기 때문에 상처가 있는 부위를 통해서가 아니면 물에 녹

아있는 걸로 흡수되기가 굉장히 어렵습니다. 샤워해서 겉에 혹시 묻어 있다면 그

걸 제거하면 깨끗해지고, 머리에 묻은 것도 머리를 감는 정도로 거의 제거가 된다.

따라서 과장된 공포감 보다는 차분하고 이성적인 대처가 필요하다.

궁금증 #3. 바이오시스템공학과의 연계

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• 다당류의 분해

• 살균

• 바이오에탄올

• 바이오디젤

• 시설하우스

•식물공장

• 노외기계

•무인자율주행

바이오시스템공학과의 연계

활용 보호

대체 대응

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활 용

다당류에 방사선을 조사하여 효율적으로 저분자 다당 및 올리고당 제조가 가능

저분자 다당류 올리고당 제조

방사선 기술을 이용하여 포장 후 멸균으로 2차 오염을 방지하고 제품의 품질에 미치는 영향을 최소화하여 우주식품으로써 갖추어야 할 미생물학적 조건을 충족

우주 식품 제조

축산분뇨의 자원화 과정에서 악취및 미생물 문제 해결을 위해 방사선을 조사하여 일반 육묘상토보다 식물영양학적인 측면에서 우수한 양질의 육묘상토 생산

축산분뇨의 첨단 처리

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보 호

최근 노지 작물에 대한 안전성 우려로 인해 하우스 재배된 작물의 가격이 상승하는 추세

시설하우스

최고의 식품 안전성을 추구할 수 있는 형태의 작물재배방식

식물공장

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대 응

원전사고등의 사건 발생시 일반차량의 접근이 어렵기 때문에 적절한 전용 차량등이 필요할 수 있음

노외기계

방사능이 많은 지역을 사람이 직접 접근하는 것 보다는 무인 자율주행을 통해 접근하는 것이 필요

무인 자율 주행

논문: 베타씬트 광섬유 센서를 이용한 토양의 스트론튬-90, 우라늄-238의 탐지 (U.S. Department of Energy)

방사성 물질의 검출 센서 및 방법 개발

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대 체

바이오 에탄올

바이오 디젤

Thank you

Biosystems Engineering Academic Network

“나는 우리 인류가 새로운 발견으로부터 부정적인 면보다는

긍정적인 면을 도출해낼 것이라고 믿습니다” –피에르 퀴리-