삼중수소 개념과 인체 위험성 알아보기

일본에서 후쿠시마 원전 오염수 방류를 시작하면서 많은 논란과 걱정이 많은 상황입니다. 오염수에 인체에 위험한 삼중수소가 들어있어서 수산물 또는 해양을 오염시키고 인체에 위험을 주는 것 아니냐는 것이 가장 큰 부분이 아닐까 생각합니다. 이 부분에 대해 자세하게 한 번 알아보도록 하겠습니다.

삼중수소의 개념

삼중수소에 대해 쉽게 이야기하자면 일반 수소와는 다른 속성을 가진 무거운 수소 이자, 라디오파를 방출하는 방사성 물질입니다. 산업 및 연구분야에서 사용되며, 핵발전소에서 생기는 부산물 중 하나입니다.

좀 더 구체적인 내용을 말씀드리자면 삼중수소(Tritium, T or ³H)는 수소의 한 가지 동위 원소로서, 프로톤 1개와 중성자 2개를 핵에 가지고 있습니다. 이것은 무거운 수소의 형태이며, 자연적으로는 매우 희박하게 존재합니다. 삼중수소는 주로 핵반응에서 생성되며, 일부 고에너지 물리 실험과 핵융합 리액터에서 사용됩니다. 삼중수소의 위험성은 주로 그것이 방사성을 가지고 있기 때문입니다. 삼중수소는 베타 붕괴를 통해 헬륨-3(³He)으로 변환되며, 이 과정에서 베타 입자(고속 전자)를 방출합니다. 그러나 이 베타 입자들은 매우 약한 에너지를 가지므로 외부에 있는 생물체에게 직접적인 위협을 가하지 않습니다. 실제로 그들은 종이나 피부 같은 얇은 장벽에 의해 막힐 수 있습니다.

삼중수소의 위험성

삼중수소의 위험성은 주로 그것이 방사성을 가지고 있기 때문입니다. 삼중수소는 베타 붕괴를 통해 헬륨-3(³He)으로 변환되며, 이 과정에서 베타 입자(고속 전자)를 방출합니다. 그러나 이 베타 입자들은 매우 약한 에너지를 가지므로 외부에 있는 생물체에게 직접적인 위협을 가하지 않습니다. 실제로 그들은 종이나 피부 같은 얇은 장벽에 의해 막힐 수 있습니다.

그러나 문제는 삼중수소가 환경으로 유출될 경우입니다. 삼중수소가 방출되면 대기 중의 수증기와 반응하여 '삼중수'라고 불리는 T2O 또는 HTO 형태를 만들어냅니다. 이렇게 되면 사람들이 숨을 쉬거나 식용물을 마실 때 들어갈 수 있으며, 식물과 동물도 마찬가지입니다. 일단 몸 안으로 들어가면 삼중수소는 바이오 로직 컴포트머트(생명체 내 다양한 부분) 사이를 자유롭게 이동할 수 있으며, 세포 내 DNA와 상호작용하여 손상을 줄 가능성이 있습니다.

장기적인 노출은 암과 같은 질병의 위험성을 증가시킬 수 있다고 여겨집니다. 따라서 핵 발전 시설 등에서 운영하는 곳에서는 일반적으로 엄격한 방사선 보호 조치를 통해 삼중수소의 누출을 최소화하려고 합니다. 그럼에도 불구하고, 삼중수소는 그 작은 크기와 화학적 특성 때문에 완전히 격리하는 것이 어렵습니다. 이것은 핵발전소나 연구 시설에서 삼중수소를 다룰 때의 주요 도전 과제 중 하나입니다. 특히, 핵융합 리액터에서는 삼중수소가 주요 연료로 사용되며, 이러한 시설에서의 삼중수소 누출은 심각한 환경 및 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 따라서 이러한 위험을 관리하고 최소화하기 위해 엄격한 안전 절차와 기술이 필요합니다.

삼중수소의 안전수치

삼중수소의 안전 수치는 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 이에는 노출 시간, 노출 방식(흡입, 섭취 등), 개인의 건강 상태 등이 포함됩니다.

방사선 보호에 관한 국제기구인 ICRP(International Commission on Radiological Protection)의 권고에 따르면, 일반 대중의 연간 방사선 노출 제한량은 1 mSv(millisievert)입니다. 그러나 이 값은 모든 방사성 물질에 대한 총합 노출을 의미하며, 특정 물질만으로 이런 수치를 채우는 것은 바람직하지 않습니다. 삼중수소가 방출하는 베타 입자의 에너지는 매우 낮으므로 외부에서는 거의 위협이 되지 않습니다. 그러나 삼중수소가 몸속으로 들어갔을 때(예: 흡입이나 섭취), 내부적으로 베타 입자를 방출하므로 문제가 될 수 있습니다. 삼중수소가 형성하는 T2O나 HTO(삼중수)는 일반적인 H2O와 동일하게 생물체에 의해 흡수되며, 이 경우 DNA와 상호작용하여 손상을 줄 가능성이 있습니다. 그래서 실제로 어느 정도의 삼중수소 농도가 위험한지를 정확히 판단하는 것은 복잡합니다.

일반적으로 많은 국가들과 기관들은 식용물 중 삼중수소(Tritium)의 최대 허용량을 1L당 10000 Bq (Becquerel; 초당 붕괴 횟수)로 설정하고 있습니다. 하지만 이것이 절대적인 안전 선이라고 보기보다는 사람들이 받아들일 수 있는 리스크 수준을 나타내는 가이드라인 정도로 생각하는 것이 좋습니다.

현재 오염수 방류상황

요미우리신문과 NHK 등 현지언론에 따르면, 오염수 방류 다음 날인 지난 2023년 8월 25일 오전 후쿠시마 제1원전에서 40㎞ 이내 11개 지점에서 바닷물을 채취해 삼중수소 농도를 측정했는데 모든 지점에서 검출 하한치인 L당 7∼8Bq을 밑돈 것으로 확인됐습니다. 국제원자력기구(IAEA)가 방류 데이터와 안전성 평가 내용을 공개하기 위해 개설한 웹페이지에 따르면 이날 오전 11시 현재 희석 오염수 내 삼중수소 농도는 L당 207Bq입니다. 도쿄전력은 바닷물에 희석한 오염수를 하루에 약 460톤(t)씩 방류하고 있습니다. 방류 시 삼중수소 농도는 L당 1500Bq 미만으로 규정하고 있습니다.

결론

지금 현재 삼중수소의 위험성은 아주 약하다고 할 수 있습니다. 약간의 삼중수소 노출 자체가 크게 건강에 해를 끼치지는 않기 때문입니다. 실제로 삼중수소는 몸에서 비교적 빠르게 제거됩니다. 평균적으로 삼중수소의 반감기는 약 10일 정도입니다. 이는 우리 몸이 자연스럽게 삼중수소를 제거하는 속도를 의미합니다.

또한, 삼중수소가 환경에 방출되지 않도록 관련 시설에서는 엄격한 안전 절차를 따르고 있습니다. 이러한 절차에는 방사성 물질 처리와 저장, 직원 교육, 정기적인 모니터링 및 검사 등이 포함됩니다. 그럼에도 불구하고, 특정 상황(예: 핵 사고)에서는 대량의 삼중수소가 환경으로 방출될 수 있습니다. 이 경우에는 해당 지역 주민들이 안전하게 대피할 수 있도록 신속하고 효과적인 대응 조치가 필요합니다.

하지만 장기적이고 지속적인 삼중수소의 노출은 건강에 문제를 일으킬 수 있다는 사실을 인식해야 합니다. 오염수가 방류되는 동안 또는 그 이후에도 꾸준하게 계속 모니터링하여야 합니다. 핵 에너지와 같은 강력하지만 위험성을 내포한 기술을 사용할 때에는 항상 그 위험성을 최대한 줄이려는 노력과 함께 꾸준한 연구와 개발이 필요합니다. 이러한 고민과 연구를 통해 우리 사회가 안전하면서도 지속 가능한 에너지 소스를 확보하는데 도움이 될 것입니다.

 

후쿠시마 원전 오염수 방류가 개인경제생활에 미치는 영향