방사선은 원자핵의 불안정한 상태가 원인으로 발생하는 높은 에너지를 가진 입자나 전자기파입니다. 이러한 불안정성은 방사능 물질에서 나타나며 내부적으로 불안정한 원자핵을 가지고 있어 시간이 지나면서 자연적으로 안정적인 상태로 변화하려고 합니다. 이 과정에서 방출되는 에너지가 바로 방사선입니다.
입자 방사선
- 알파 선(α선): 헬륨-4 원자핵(2개의 양성자와 2개의 중성자로 구성)이 방출되는 방사선입니다. 알파 선은 전하를 가지고 있으며 침투력이 약해 종이나 피부로도 막을 수 있습니다.
- 베타 선(β선): 빠른 속도로 움직이는 전자나 양성자가 방출되는 방사선입니다. 알파 선보다 침투력이 높지만 알루미늄 정도의 두께로 막을 수 있습니다.
전자기 방사선
- 감마 선(γ선): 원자핵의 에너지 상태가 바뀔 때 방출되는 전자기파입니다. 감마 선은 매우 높은 침투력을 가지고 있어 두꺼운 납 또는 콘크리트로만 막을 수 있습니다.
- X-선: 전자가 높은 에너지 상태에서 낮은 에너지 상태로 떨어질 때 발생합니다. 주로 의료 진단이나 산업적인 용도로 많이 사용됩니다.
인위적인 방사선 생성
- 의료 분야: X-선, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 방사성 동위원소를 이용한 핵의학 진단 등에서 사용됩니다.
- 산업 분야: 물질의 두께나 조직을 검사하는 데 사용되기도 하며 일부 생산 공정에서도 사용됩니다.
- 연구 및 개발: 원자력 연구, 재료 과학, 생물학적 연구 등에서 방사선은 중요한 도구로 활용됩니다.
자연에 존재하는 방사선
- 자연 방사성 물질: 우라늄, 라돈, 토륨 등의 방사성 물질은 지구의 토양, 바위, 물 등에서 발견될 수 있습니다. 특히 라돈은 실내 공기에서도 발견되며 라돈 농도가 높은 지역에서는 관리가 필요합니다.
- 우주방사선: 지구의 대기권 외부에서 오는 높은 에너지 입자로 대기권을 통과하면서 다양한 방사선을 생성할 수 있습니다. 고도가 높은 지역이나 비행 중에는 이러한 우주방사선으로 인한 방사선 노출이 더 높을 수 있습니다.
- 식품: 일부 식품 특히 바나나, 브라질 너트, 당근 등에는 자연적으로 방사성 칼륨(K-40)이나 다른 방사성 물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 하지만 이런 식품으로부터 받는 방사선 노출은 매우 낮습니다.
자연에서 발생하는 방사선 노출
자연에서 발생하는 방사선에 대한 평균 노출량은 연간 2~3mSv(밀리시버트)입니다. 노출 수치는 다양한 요인에 의해 변할 수 있습니다. 예를 들어 라돈이나 우라늄이 풍부한 지역에 거주하는 경우 고도가 높은 지역에 거주하거나 비행 중일 때, 특정 직업에 종사하는 경우에는 방사선 노출량이 증가할 수 있습니다. 라돈 농도가 높은 실내 환경에서 생활하는 것 역시 노출 수치에 영향을 미칠 수 있습니다.
방사선 피폭
방사선 노출은 "시버트(Sievert, Sv)" 단위로 측정되며 일반적으로는 밀리시버트(mSv)라는 하위 단위를 사용합니다. 일반인에게는 연간 1mSv 이하의 노출이 권장되고 있습니다. 그러나 의료진이나 방사선 작업자와 같은 특정 직업군은 이보다 더 많이 노출될 가능성이 있기에 엄격한 안전 기준이 적용됩니다.
과도한 방사선 노출이 인체에 미치는 영향은 매우 다양하며 그 중에는 DNA 손상이 있습니다. DNA 손상은 세포 분열, 암 발병, 면역계 문제와 같은 장기적인 건강 문제를 발생 시킬 수 있습니다. 단기적으로도 구토, 탈모, 피부 홍반 등의 증상이 나타날 수 있으며 주로 높은 수준의 방사선 노출 사고나 방사선 치료 과정에서 발생할 수 있습니다.
DNA 손상이 일어나면 세포의 정상적인 기능이 방해받아 암 등의 질병을 유발할 가능성이 높아집니다. 이러한 손상은 후대의 세포에도 영향을 미칠 수 있어 장기적으로 봤을 때 출생 전 피해나 세대를 지나 다양한 질병으로 이어질 수 있습니다.
비행 중에 노출되는 방사선
비행 중에 노출되는 방사선은 주로 우주에서 오는 고에너지 입자입니다. 비행기가 순항 고도에 도달하면 대기층이 더 얇아져 지상보다 많은 양의 우주방사선에 노출될 수 있습니다. 이러한 노출은 대륙간 비행 한 번으로 약 0.1 mSv 정도 발생할 수 있고 일반적인 X-선 진단에서 받을 수 있는 노출량과 유사한 정도입니다.
그렇다고 해서 이렇게 비행 중에 노출되는 방사선이 반드시 위험하다는 것은 아닙니다. 그러나 자주 비행을 하는 승무원 같은 경우 년간 노출량이 누적될 수 있어 모니터링과 관리가 필요합니다.