후쿠시마 오염수에 든 '삼중수소'(3H)에서 나오는 방사선은 어떻게 위험한가?

[BGM]Wager With Angels (2022) composed by Nathan Moore (2022) [BGM]Wager With Angels (2022) composed by Nathan Moore (2022)
[MBN]'삼중수소'가 무엇? 유전자 변형 유발 가능성은? (2019)
[SBS]후쿠시마 오염수 액체인 '삼중수소'가 문제 (2019)
[BODA]'방사선'은 무엇이고 왜 위험한가? - 서울대 명예교수 서극렬 (2023.4.29.)

00:12 방사능이란?
00:40 일상 속 방사능
01:46 방사능에 피폭되면 나타나는 증상
02:45 방사능에 피폭되면 암에 걸리는 이유
04:23 방사능에 피폭되면 무조건 암에 걸린다?
05:11 체르노빌 원전사고
07:54 체르노빌 관광?
08:54 후쿠시마 원전사고 피해량
09:25 후쿠시마 오염수
11:57 오염수 해결방안

• 기호 = ${}_1^3\mathrm{H}$ 또는 $\mathrm{T}$
• 한자 = 삼중수소(三重水素)
• 영어 = 트리튬(Tritium)

수소와 중수소는 안정적이어서 방사능이 없지만, 삼중수소는 불안정해 붕괴하면서 방사선을 방출하고 헬륨-3으로 변한다.

방사능 세기는 약하지만 물의 구성성분으로 흡수돼 인체피해를 유발하는 삼중수소는 물질의 양이 반으로 줄어드는 반감기가 12.3년이어서 완전히 사라지려면 최소한 수십 년이 걸린다.

삼중수소는 이미 자연 상태에 광범위하게 존재하고 있는 방사성 물질인데다 방출하는 베타선(線) 수준이 약 6㎜로 약해 피부를 뚫거나 외부 피폭을 일으키지는 못한다는 주장도 있다.

아울러 화학적으론 수소와 동일하고, 탄수화물 등 대부분의 유기화합물이 포함돼 활발한 신진대사를 촉진시킬 뿐 아니라 만약 섭취할 경우 7~14일의 짧은 생물학적 반감기를 지나 몸에서 금방 빠져나가기 때문에 실제론 몸에 큰 해를 입힐 가능성이 없다는 의견도 있다.

다만 다량의 삼중수소를 물과 함께 섭취할 경우 문제가 되는데, 유럽방사성위원회에서는 삼중수소가 DNA 구성에 사용된 후 헬륨으로 붕괴하면 DNA 이상이 발생할 수 있다고 밝힌 바 있다.

삼중수소를 인으로 둘러싸면 빛이 나는데, 삼중수소가 붕괴하면서 나오는 베타선이 형광 물질인 인에 충돌하여 빛이 나는 것이다.

옛날에는 비슷한 용도로 라듐과 프로메튬이 사용되었지만 이것은 위험성이 커서 사용이 금지되었다. 다만 반감기가 12년 정도 밖에 되지 않아 시간이 지나면 빛이 흐려지는 것이 단점. 전세계 야광용 삼중수소 소비량은 연간 400 그램 정도로 많지 않다.

2023년까지 전세계 역사상 생성된 삼중수소의 총량은 21kg 정도에 불과하다. 수소폭탄(열핵폭탄) 제조에 쓰일 수도 있어서 일정량 이상 생산은 허가를 받아야 한다.

리튬 방식 - 연 2.5kg. 삼중수소의 대다수는 리튬 방식으로 인공적으로 생산되고 있다. 리튬 계열의 증식재(브리더, Breeder)가 포함된 핵융합로 블랭킷(Breeding Blanket)에 중성자를 쐬어 생산하는 방식이다.

중수 방식 - 대략 중수로에서 연 1.4g, 경수로에서 연 0.03g이 생산된다. 중수로에 있는 중수가 중성자를 먹어 삼중수소로 변환되는 방식이다. 이 방식은 중수의 중성자 흡수율이 낮아, 생산량도 적고 효율도 낮지만, 방치하면 삼중수소가 외부로 나가 방사능 오염을 일으키는 것을 방지하려는 목적이 더 크다.

삼중수소는 전하를 가진 베타 입자 즉 베타선을 방출하며, 매우 약해서 피부 각질층은 커녕 공기를 겨우 6mm 뚫는다.

하지만 삼중수소를 먹거나 마시게 되는 경우 몸 내부에서 직접 방사선을 맞게(피폭되게) 된다. 감마선에 비해 투과력이 상대적으로 약한 삼중수소 베타선은 세포조직이나 장기 내부를 벗어나지 못하고 집중적인 내부 피폭을 일으킨다.