세슘 137의 반감기가 30년이지만

세슘 137의 반감기가 30년이지만 생물학적 반감기는 100일 정도밖에 안 되므로 안 위험하다는 말을 하는 분들이 많은 것 같습니다.
그리고 세슘이 중금속처럼 물고기나 사람 체내에 축적된다는 것은 괴담이라는 주장을 하는 사람도 보입니다.
이들은 의사의 경고마저도 업신여기고 자신의 지식을 신뢰하는 것으로 보입니다.

저의 페이스북 친구이신 분들 가운데도 방사능 세슘의 위험성을 무시하는 이런 틀린 지식을 접하게 되실 듯합니다. 보편적으로 알려진 내용 위주로 간단한 설명을 해 놓겠으니, 이것이 혹 올바른 판단을 방해하는 잘못된 지식을 걸러 내시는 데 도움이 된다면 기쁘겠습니다.

(1) 생물학적 반감기

반감기는 생물학에서 차용해서 쓸 뿐 원래의 생물학 용어는 아니었습니다. 하지만 굳이 생물학적 반감기라는 용어를 사용한다면, 비타민의 경우 수시간에서 몇 주 정도입니다. 칼슘이라면 생물학적 반감기가 몇 시간 정도입니다.

이런 가운데 세슘 137의 생물학적 반감기가 100일 정도라는 것은 일반적인 미네랄에 비해 몸밖 배출이 잘 안 된다는 것을 말해 줍니다.

(2) 반감기 동안 발생하는 일들

세슘 137의 반감기가 만약 매우 짧다면 생물학적 반감기와 상관 없이 영향이 빠르게 감소한다고 생각할 수 있을 것입니다. 그렇기 때문에 세슘 137의 반감기가 30년이나 된다는 것은 중요한 문제입니다.

이제 세슘 137의 반감기가 30년이라는 말의 의미를 살펴 보겠습니다. 세슘 137은 베타선을 내고 고에너지 바륨 137로 붕괴합니다. 30년이 지나면 절반의 세슘 137이 고에너지 바륨 137로 바뀐다는 뜻입니다. 그런데 고에너지 바륨은 반감기가 짧고 매우 강한 감마선을 방출하여 저에너지 바륨 137이 됩니다.

세슘은 알칼리금속인 칼륨과, 바륨은 알칼리토금속인 칼슘과 매우 유사합니다. (어차피 알칼리금속과 알칼리토금속이 화학적으로 가까운 편에 속합니다. 그래서 세슘이 칼슘의 자리에 들어가는 일이 흔하게 됩니다.)
세슘이 뼈로 가면 위치는 칼슘의 위치인데 칼슘의 역할을 하지는 못하는 셈입니다.

세슘 137 원자들이 몸에 들어가면 근육에 많이 들어가게 되지만, 특히 뼈로 들어간 경우는 잘 빠져나오지 않고 칼슘의 자리에 위치해서 오랜 기간 방사능을 내게 됩니다. 방사성 스트론튬과 함께 아주 적은 양으로도 골수암, 폐암, 백혈병을 유발한다고 알려져 있습니다.

다시 붕괴 이야기로 돌아가겠습니다. 세슘 137이 베타붕괴하면 고에너지 바륨 137이 되고, 이것은 짧은 시간에 매우 강한 감마선을 내놓으면서 안정한 바륨 137로 바뀝니다. 이 감마선이 세포를 공격하는데, 특히 생식세포라면 DNA에 중요한 문제를 발생할 수 있습니다.

(흔히 생식세포 DNA를 파괴하는 것이 문제라고 생각할 수 있는데 그렇지 않습니다. 만약 생식세포 DNA를 파괴한 것이라면 세포 자체가 죽는 것을 의미할 수 있어서 유전적 문제가 덜할 수도 있습니다. 정작 유전적 문제를 일으키는 것은 상대적으로 약한 영향의, 즉 더 미량의 방사선입니다. 생식세포 분열에 이상이 없을 정도로 아주 살짝 DNA를 변형시키는 그것이 문제입니다. 인간의 태아에 아주 좋지 못한 유전적 문제를 발생시킵니다.

다시 말해 일반적으로 세포를 파괴하는 수준의 방사선보다는 약하고, 그대신 의미 있는 세기를 가진 그런 방사선이 유전적 문제를 발생시킨다는 뜻입니다.

이때 몸 안에 들어오는 방사성 물질의 양이 극미량이다 보니 방사선 에너지가 흔히 일상생활에서 접하는 에너지보다 작지 않은가 생각할 수 있는데, 에너지 개념만으로 생물학에 적용하면 안됩니다.
생물학적 내부피폭은 방사선 근원과 대상인 세포 사이의 거리가 0에 가까워 외부 방사선에 비해 많게는 1조배 정도까지도 피해를 준다고 되어 있기 때문입니다. 특히 뼈의 성분이 되는 경우에는 고정되기 때문에 골수에 피해가 더 큽니다.)

그런데 그 안정한 바륨이라는 것이 무엇이냐, 독성물질입니다. 성질은 칼슘과 같고(같은 알칼리토금속) 독성을 나타내는 중금속입니다. 세슘 137이 베타선과 고에너지 감마선을 방출한 후로도 문제라는 뜻입니다.

생물학적 반감기가 의미 없는 이유는 그 반감기란 절반이 사라졌다는 뜻이지 나머지 절반은 남아 있습니다. 게다가 생물학적 반감기가 (일반적인) 반감기와 매우 다른 점이 있습니다. 반감기라고 할 때는 남은 절반도 똑같은 비율로 감소합니다. 그런데 생물학적 반감기는 그렇지 않습니다. 반이 빠져나가고 나서 나머지 반은 훨씬 오래 남아있을 수 있습니다. 왜냐하면 몸의 구성 성분이 되어 있을 가능성 때문입니다.

위에서 살펴본 대로 세슘 137이 뼈의 칼슘 자리에 들어있을 수 있고, 뼈 구성 성분은 쉽게 빠져나가는 것이 아닙니다. (그리고 안정한 바륨이 되고 나면 더 칼슘의 성질에 가까워진 셈이어서 뼈에 더 오래 남아 있습니다. 이미 말한 대로 바륨은 독성물질로서 신체축적이 잘 되고 신장, 심장, 폐에 장애를 일으키기도 합니다.)

세슘 137의 반감기가 30년이지만 생물학적 반감기는 100일 정도밖에 안 되므로 안 위험하다는 것은 매우 잘못된 이해라는 것을 강조하는 바입니다.

(3) 체내 축적

어디에서 세슘 137이 축적되지 않는다는 틀린 지식을 유통하는 것인지 모르겠는데, 일반적인 문헌을 조금 찾아보면 먹이사슬을 따라 축적된다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 방사성물질이 아니더라도 반응성 큰 중금속이면 당연히 축적이 되는 것인데, 왜 축적이 안 된다는 것인지 모르겠네요.
(떠도는 틀린 지식보다는 교과서를 믿는 것이 좋습니다.)

{리처드 파인만의 물리학 강의 책을 보게 되면 분자생물학, 화학 등 과학 전분야에 걸친 지식이 서술되어 있습니다. 이렇게는 못할망정 물리학을 연구하고 가르친다는 분들이 다른 과학분야에 대해 무지한 자세를 보이는 것을 이해하기 힘드네요.
가장 어이없는 것이 방사능 세기라는 측면에서 신체 외부와 내부 소스인 경우를 똑같이 취급하는 것입니다.
그리고 생물학을 고려해야 한다고 했더니 어떤 분들은 생물학적 반감기를 갖고 정반대의 설명을 하네요. 세슘 137의 생물학적 반감기는 다른 물질들에 비해 매우 길다는 사실, 오염수 방류는 지속적인 스트림을 형성한다는 사실, 특히 생물학적 반감기는 그것이 지난 후에 남은 것들이 그 반감기를 따르지 않는다는 사실을 이해하기 바랍니다.

얼마전 한 의사선생님의 걱정과 경고가 있었는데, 이 글이 한 부분이라도 이해하는 데 도움이 되었으면 좋겠습니다.}


출처 https://www.facebook.com/100002944577363/posts/pfbid02LFXX2ujNPTnQsPPEUvH23HVsUfnNYPsxBHM48GyBv3imf8XDvaa55Wxb8jfYy4Qel/?mibextid=Nif5oz