라돈의 딸과 어미의 실체
라돈의 딸과 어미의 실체
  • 제주신보
  • 승인 2018.08.09
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변종철 제주대학교 화학·코스메틱스학과 교수

라돈침대를 출발점으로 생활 속 방사성 물질에 대한 경각심이 고조되고 있다. 라돈은 퀴리부인과 수많은 여성 도장공의 목숨을 앗아간 라듐의 딸이다. 라돈의 어미 라듐은 방사성 물질의 위험성을 인류에게 처음 각인시킨 물질이다.

요즘 언론 매체 등에서 문제아로 등장한 라돈의 어미핵종은 라듐, 라듐의 어미는 토륨(Th), 토륨의 어미는 우라늄이다. 환언하면, 토륨이 핵붕괴하면 라듐, 라듐이 붕괴하면 라돈으로 변환된다. 라돈의 딸 핵종은 폴로늄(Po)이다.

라돈은 방사성 기체이며, 우리의 삶 주위에 상당량 존재한다. 이것은 화강 기반암에 특별히 많이 함유되어 있다. 이 원소는 기체이지만, 핵반응에 의해 탄생하는 이의 딸은 고체이다.

라돈은 균열된 암반 사이에서 대기 중으로 방출된다. 따라서 환기가 잘 되지 않는 일부 건물의 실내나 지하실에서는 외부 대기에서 보다 월등히 높은 농도로 이것이 축적될 수 있다. 호흡을 통해 흡입한 라돈은 방사선 피폭 때문에 폐암의 원인이 된다.

일부 온천수, 광천수, 지하수 등에서도 평균 이상의 라듐과 라돈이 존재할 수 있다. 이처럼 방사성 원소들은 일상생활 깊숙이 침투되어 있다. 라돈 등 방사성물질을 탐색하고 완화하는 것을 목적으로 하는 산업분야가 존재할 정도이다.

이 라듐은 어둠 속에서 푸르스름한 빛을 발하는 형광성으로 사람들을 매료했다. 그러나, 라듐을 처음 발견한 마리퀴리는 방사능 중독으로 건강이 악화되어 노벨상 시상식에도 참석하지 못한 바가 있으며, 백혈병으로 숨졌다.

Ra-226(질량수)의 방사성 붕괴 때 나오는 알파입자는 공기를 이온화시키고 이로 인해 밝은 청색의 빛이 나온다. 또한 형광 혹은 인광 물질이 라듐과 함께 있으면, 라듐이나 이의 딸 원자핵 붕괴에서 나오는 방사선이 이들을 들뜨게 하여 형광이나 인광이 나온다.

라듐은 뼈를 이루는 원소인 칼슘과 화학적으로 비슷하기 때문에 체내에 있는 뼈에서 칼슘을 대체하여 축적된 후, 방사선으로 골수를 파괴하고 뼈 세포의 돌연변이를 일으킬 수 있다. 이로 의해 빈혈과 골수암이 생길 수 있으며, 이것이 퀴리와 라듐 야광 페인트 칠을 했던 여공들의 사망 원인으로 여겨지고 있다

라돈의 딸 폴로늄도 다양한 응용 가치가 있지만, 강한 방사선을 방출하기 때문에 독성이 큰 위험 원소이다. 2006년에 영국에서 벌어진 전 러시아 비밀경찰 요원 암살 사건에 사용되어 화제가 된 원소이기도 하다. 최근에는 담배 연기에서도 이것이 발견되어 흡연의 유해성을 더욱 부각시킨 원소이기도 하다.

사람에 노출되는 방사선은 자연 방사선과 인공 방사선이 있다. 자연 방사선은 지각, 우주선, 음식물 등으로부터 방출되는 것으로 전체 노출량의 85% 정도를 차지한다. 라돈은 인간이 피폭되는 총 방사선 중에 단일 피폭원으로는 가장 큰 비율을 차지한다.

모나자이트는 몇 가지 원소(Ce, La, Nd, Sm )를 포함하는 적갈색의 인산염 광물이다. 여기에는 미량의 실리카, 우라늄, 토륨도 내포되어 있다. 모나자이트는 토륨이나 우라늄의 존재로 인해 방사성을 띤다. 침대에서 검출된 라돈은 천연 모나자이트 분말에 미량 존재해 있는 토륨 등 방사성원소의 핵반응에 의한 것이다.

토륨과 우라늄의 자연 방사성 붕괴는 지구 내부 열의 주된 원천으로 여겨진다. 자연에 존재하는 토륨은 대부분 Th-232이다. 이 동위원소는 반감기가 140.5억년으로 매우 길어 태양계가 형성될 때 생성된 것이 아직도 지구 상에 존재한다.

이 원소는 상업적으로는 주로 모나자이트에서 추출·회수하며, 우라늄 생산의 부산물로도 얻는다. 이 토륨은 우라늄과 플루토늄에 이어 원자로의 핵연료로 사용 가능한 원소이기도 하다. 이것은 자연계에 흔하게 존재하는 방사성 원소이며, 우라늄보다도 4배 정도 많이 존재한다.


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