에너지 기후변화 관련자료

플루토늄의 독성


플루토늄 239를 비롯하여 플루토늄 동위원소 대부분은 알파선을 내는 방사성물질
이다. 우선 플루토늄 239를 중심으로
생각하면, 방출하는 고에너지의 알파선은 통과하는 과정에 주변의 물질과 강한 상
호작용을 일으켜 화학결합(특히 인체의
경우는 유전자)을 손상시키는 등의 영향을 준다.
알파선은 다른 물질과의 상호작용이 강하고 큰 입자(헬륨의 원자핵)이므로 관통력
은 약하다(‘비정(飛程)이 작다’고 한다).
예를 들면 공기 중에서는 수센티미터 정도에서도 멈춰버리고 만다. 따라서 플루토
늄 239 등의 알파선을 내는 물질이
체외에 있을 경우 일반적으로 그것에 의한 피폭은 별로 문제되지 않는다. 특히 어
떤 용기에 들어있는 경우에는 외부에
대한 방사선의 영향은 거의 문제가 되지 않는다. 독일에서 암거래를 하려고 했던
동유럽의 밀수상은 철 등의 용기에 넣어서
플루토늄을 운반했다고 하는데, 순도가 높은 소량의 플루토늄의 경우 운반한 사람
에게 방사선 장해는 없을 것이다.

그러나 일단 체내로 들어오면 큰일이다. 체
내의 조직에서는
예컨대 뼈속의 플루토늄 239의 비정은 불과 24마이크로미터(1마이크로미터는
1,000분의 1밀리미터)이고, 다른
일반조직 중에서도 40마이크로미터밖에 달리지 못하고 멈춰버린다. 그 작은 얼마
안되는 부분에 알파선의 모든 에너지가
방출되므로 전리(電離)작용은 크다. 그리고 이 전리작용은 암이나 유전
적 장해의 원인

될 수 있다.

플루토늄의 독성, 특히 발암 독성을 각별히 키우는 또 하나의 원인은
루토늄이 일단 체내로 들어가면
적어도 그 일부는 오랫동안 체내에 머물러 있어서 피폭이 계속된다는 것이다.

체내섭취의 경우 공기 중으로부터 호흡기 계통을 통해 들어오는 흡입섭취와 오염
식품 및 음료 등을 통해서 입으로부터 들어오는
경구 섭취가 있는데, 특히 전자가 큰 문제이다.

산화플루토늄과 같은 미립자가 공기 중에
머물러 있는
것을 흡입하면 비인두(鼻咽頭) -> 기관(氣管) -> 폐포(肺胞)라는 경로로 기
관지 섬모의 도움을 얻어
폐포로 들어간다. 플루토늄 입자는 일반적으로 불용성(不溶性)이므로 거기에 오
래 머물러 있는데 일부는 용해성이 되어
폐포에서 혈액으로 섞여 들어간다. 폐에서의 평균 체류기간은 수백일에서 1천일
정도로 생각되고 그 긴 체류기간 동안
폐가 피폭을 받기 때문에 폐암의 원인이 된다.
그리고 또, 혈액 중에 들어간 플루토늄은 국제 방사선방호위원회(ICRP)의 모델에
의하면 다음과 같이 각 장기에 분포된다(이것은
어디까지나 편의적 모델이지 실제 꼭 그렇다고 확실하게 알려져 있지는 않
다).



혈액으로 들어간 플루토늄은 주로 뼈(뼈의 표면이나 적
색 골수)와 간장에 집중하고
극히 일부는 생식선에도 들어간다.
이들 장기에 플
루토늄이 머무는
기간은 거의 일생동안에 가깝다. 경구 루트의 것은 소화기 계통에서 극히 일부(1
천분의 1에서 10만분의 1)가 혈액에
들어간다고 생각되고 있고 혈액으로 들어간 이후는 흡입섭취와 같이 행동한다.

요컨대, 결국 흡입된 플루토늄은(경구섭취된 플루토늄의
일부도) 오랫동안 체내(특히,
폐, 간, 뼈_에 머물러 그 부위의 암의 원인이 되며 암독성이 높다.

비글(개의 한 종류) 등을 이용한 실험에서는 1마이크로그
램(100만분의 1그램)
수준의 플루토늄 239가 폐암을 일으킨 실례가 있어서 눈에 보이지 않을 정도의 양
이라도 경계하지 않으면 안될 물질이다.
특히 앞으로의 플루토늄 계획에서는 그 1조배 ∼100조배가 사용되려 하고 있기 때
문에 독성의 문제는 무시할 수 없다.



독성의 문제에 관해서 또 하나 첨가해 두면 앞서 살펴본
것은 플루토늄 239에
관해서이다. 그런데 실제로는 원자로급 플루토늄에는 각종의 동위원소가 포함되
어 있고 이들이 혼입(混入)으로 플루토늄의
독성은 훨씬 증가한다. 플루토늄의 독성 가늠으로서 보통 법령에 의해서 정해진
연간섭취한도(ALI: 섭취하면, 방사선
작업에 직업적으로 종사하는 사람에 대해 정해진 연간 방사선의 법정 피폭한도에
도달하게 되는 양. 독성 위험신호의 양)를
사용하는데, 그 값은 <표2>와 같다.
<표2>를 보면 알 수 있듯이 원자로급 플루토늄(즉, 극히 보통의 플루토늄)
의 흡입 독성은 매우 높아서
불과 1억분의 2.8그램이라는 눈에 보이지도 않을 정도의 양이 섭취한도이다. 더구
나 이 섭취한도라는 것은 직업적 피폭자의
제한치 50밀리시버트에 대응하는 것으로, 일반대중의 피폭선량은 그 50분의 1에
제한되고 있으므로 이에 기준하여 대중의
연간섭취한도를 생각하면 원자로급 플루토늄에서는 100억분의 5.6그램이므로 1그
램은 무려 18억명의 섭취한도치가 된다.

실은 플루토늄에 한하지 않고 넵투늄, 아메리슘, 큐륨 등의 초 우라늄 원소는 모
두 똑같은 성질. 따라서 독성을 지니고
있으므로 방사성 폐기물 문제 등에서는 무시할 수 없다. 그러나 플루토늄은 연료
로서 몇톤, 몇십톤이라는 단위로 사용되려
하고 있으므로 그 독성에 특히 주의가 필요하다. <표2>를 보면 우라늄 연료
를 플루토늄연료로 대체한다는
것이 인간이나 환경에 미치는 영향에서 보면 얼마나 지금까지와는 차원이 다른 문
제를 안고 있는가를 알 수 있을 것이다.

출처 : 플루토늄의 미래 2041년의 메시지, 도서 출판 따님

다카기 진자부로 지음, 1996

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