방사능 다이제스트(1)

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어떠한 연유든 원전에서 방사능 누출 사고가 벌어진 것은 사실이므로 원전과 방사능 자체에 부정적인 시각이 갖고 있는 사람이 많은 것은 사실이다. 특히 원자력이면 원폭은 물론 원전 등 ‘원’자만 대입해도 무조건 반대하는 사람도 존재하므로 이들을 이해시키는 것이 간단한 일이 아니다. 그런데 이렇게 반대하는 사람들도 방사능에서 벗어날 수 없다는 것은 아이러니이다. 인간이 받는 방사능은 원자력발전소 등 원자력에 관한 곳에서 뿐만 아니라 자연 방사의 영향도 크기 때문이다.

태양광선이나 우주선도 방사선이다. 그러므로 인간이 지구에 사는 한 방사선의 영향으로부터 벗어날 수 없는데 일반적으로 인간이 우주선으로부터 받는 방사선량은 연간 30밀리렘정도다. 시멘트나 벽돌 등에서도 방사선이 나오는데 이것은 지각을 이루고 있던 방사성물질이 시멘트 등에 섞여 있기 때문이다. 온천용으로 사용되는 라돈탕도 라돈을 많이 함유한 재료로 타일을 만들어 사우나실을 꾸미거나 우라늄원광을 이용한다.

 

지역에 따라 약간의 차이가 있지만 1년간 한 사람이 자연적으로 받는 방사선의 양은 200밀리렘 정도다. 이들은 우주선으로부터 30밀리렘, 대지 등으로부터 50밀리렘, 인체 내의 자연방사성물질로부터 120밀리렘 등이다. 인체 내에 있는 자연방사성물질은 공기 중의 라돈을 흡입할 때 약 100밀리렘이 나오고 나머지는 칼륨40 등 자연방사성 음식물에서 나온다.

인간이 받는 방사선 중에서 가장 큰 량이 X선으로 인간이 받는 방사선 가운데 20.7퍼센트가 의료용에서 나온다. 일반적으로 X선 사진 한 장 찍을 때 100밀리렘의 방사선을 받는다. 반면에 원자력 발전시설로부터 받는 양은 0.1퍼센트 정도다.

지금까지의 연구에 의하면 평생 10밀리시버트의 방사능에 노출되면 암 발생률이 1만 명당 5〜6명 정도 높아진다고 설명된다. 이를 남북한 한국인 7,000만 명으로 계상하면 35,000〜42,000명으로 결코 작은 숫자는 아니다. 그러나 일반적으로 나라에 따라 다소 다르기는 하지만 세계적으로 암 발생률이 1만 명 당 2,000∼2,500명을 넘어선다고 알려 진다. 방사능으로 암이 걸릴 확률은 다른 암 발생 요인에 비해 0.5퍼센트에도 못 미친다는 뜻이다.

 

그동안 알려진 내용에 의하면 후쿠시마 원전에서 약 400미터 떨어진 지역에서 검출된 방사능 양은 시간당 1밀리시버트에 달한다. 이 숫자 자체를 보면 4일 동안 지속적으로 노출되면 암 발생 가능성이 확연히 높아질 수 있는 수치다. 그러나 원전에서 멀리 떨어져 미량의 방사능만이 도달하는 지역에까지 동일한 기준을 적용한다는 것은 오히려 문제를 오도할 우려가 보다 많은 것은 사실이다. 두플 박사는 방사선 노출량이 높아질수록 암 발생 확률이 커지는 것은 분명하지만 정확한 피폭량과 사고 당시의 상황을 종합적으로 검토해야 한다고 밝혔다. 극미량의 방사능 노출에 대해서는 결과를 예측하기가 어렵다는 점도 지적된다. 다량의 피폭을 중심으로 산출된 데이터를 재가공한 결과 값을 산출하므로 정확도가 떨어질 수밖에 없다는 설명이다. 이 문제는 뒤에서 집중적으로 다시 설명하지만 후쿠시마 원전이 워낙 큰 충격을 주었으므로 사전에 이해를 돕기 위해 기본을 설명한다.

 

원폭 생존자들은 많은 양의 방사능이 전신에 걸쳐 단번에 노출되었지만, 후쿠시마 인근 주민들은 높지 않은 양에 지속적으로 노출되었다는 차이가 있다. 또한 공기와 물이 방사능에 오염되었더라도 체내까지 들어오는 양은 그리 많지 않다. 피폭 당시에 기준점으로부터 얼마나 떨어져 있었는지와 실내에 있었는지의 여부도 고려해야만 정확한 예측을 할 수 있다. 여하튼 일본에서의 방사능 영향도 그다지 크지 않을 것으로 생각하는 상황에서 한국에서의 방사능 영향은 더욱 작을 수밖에 없다. 방사능의 공포란 사실 섣부른 정보로 만들어졌음을 알 수 있다.

 

사실 우리나라에서 검출되는 방사능 물질의 위해성에 대해서 위험이냐 안전이냐를 단언하여 말할 수 있는 사람은 없다고 해도 과언이 아니다. 특히 방사능에 대한 무작정 공포를 보이며 토해 내는 우려 섞인 질문들을 모두 말끔하게 설명할 수 없는 것도 사실이다. 그러나 학자들은 무작정 방사능에 대한 의혹만 보내는 것도 옳은 방법은 아니라고 설명한다. 적어도 한국에서 치명적인 방사능이 검출되지 않는 한 방사능에 대한 공포를 확대 생산할 이유는 없다는 뜻이다. 그러나 이런 설명에도 불구하고 모든 사람들이 이해하려하지 않는데 문제의 실상이 있는 것은 사실이다.

 

방사능의 영향에 관해서는 환경문제에 관한 한 세계에서 가장 선진국이라고 볼 수 있는 뉴질랜드의 경우도 참조가 될 수 있다.

 

‘뉴질랜드의 흡연 인구는 약 320만 명으로 해마다 약 1000명이 폐암으로 사망하는데 이는 위험도로 볼 때 해마다 0.0033에 달한다. 미국에서도 하루에 한 갑 이상씩 담배를 피우는 2,200만 명의 애연가 중에서 75,000명이 죽는데 이는 위험도가 해마다 0.0034이며 일부 학자들은 담배 한 개피가 약 13분의 생명을 단축시킨다고 주장한다.

그런데 뉴질랜드에 사는 사람들은 해마다 약 17mSv의 방사선에 노출된다. 한 번에 90Sv의 방사선에 노출되면 인체는 치명적인 영향을 받으며 22Sv 정도의 방사선에 노출되면 심한 질병을 앓게 된다. 히로시마와 나가사키에서 평균적으로 17Sv의 방사선에 노출된 24,000명이 치료를 받았으며 이들 중 81명이 백혈병으로 사망했다(원자폭탄에 직접 노출되지 않는 경우에는 20명). 이 병은 방사선에 노출된 후 5년 간의 잠복기를 가지며 20년 간이 가장 위험한 시기이다(20년만 지나면 더 이상 위험이 없다고 판정).

일본인 희생자의 경우 해마다 위험도는 61/20 = 3.05(암에 걸릴 위험)이며 개인적인 위험도는 해마다 3.05/24000 = 1.25 x 10-4이다. 방사선에 의한 위험도가 흡수한 에너지의 크기에 비례한다면 단위 Sv 당 개인적인 위험도는 1.25 x 10-4/17 = 8.4 x 10-6이 된다. 이 수치는 백혈병에 의한 죽음만을 고려한 것으로 방사선에 의해 다른 질병으로 죽은 사람까지 고려하면 6 x 8.4 x 10-6이 된다.

뉴질랜드인이 1년 간 평균적으로 17mSv의 방사선을 흡수하므로 20년 간 흡수한 총량은 0.34Sv이며 이를 개인적 위험도로 계산하면 0.0000056이 되어 흡연에 의한 위험도의 1/600이다. 만약 벽돌로 만든 집에서 살고 있다면 벽돌을 구성하고 있는 미량의 방사성 원소에 의해 매년 5mSv의 방사선을 더 많이 흡수하며 화강암으로 만들어진 집에 살 경우는 더 많은 방사선을 흡수하게 된다.’

 

미국의 경우 핵발전소 근처에 살고 있는 사람들이 방사능으로부터 큰 위험을 느끼지 않는 것은 발전소에서 방출되는 방사선의 양을 1mSv보다 작다는 것을 이해하기 때문이다. 이는 매년 담배 한 개피를 피우는 위험도와 같은 수준이다.

한국의 경우 매우 특이한 자료가 있다. 고리 원전과 월성 원전이 있는 영남 지방은 지질의 차이로 인해 서울, 경기도, 강원도 등 소백산맥 이북지역에 비해서 지각 감마선량률이 매 시간당 30나노시버트 정도 낮다. 이 차이를 1년 8760시간으로 환산하면 매년 0.26시버트가 되어 고리 원전 지역 주민이 원전으로 인해 추가로 피폭하는 방사선량의 10배 안팎에 해당하는 방사선량을 서울 시민이 더 피폭당하고 있다는 것이다. 한마디로 원전 주변 주민이 정상운전 중인 원전으로 인해 추가로 피폭당하는 방사선량은 아무런 의미가 없다는 설명이다.

이와 같은 설명에도 많은 사람들이 방사능이라는 말만 나와도 거부감을 느끼는데 이는 언론 등 방사선에 대한 자료 설명 방식에도 문제가 있기 때문이다. 방사능과 인체의 상관성을 연구하는 미국 밴더빌트 의대의 존 보이스(John Boice) 교수는 “낮은 수치에 수백 만 명의 사람 수를 곱하면 착시현상이 생긴다”고 지적했다. 방사능 수치를 표시하는 방법을 바꾸면 위험성이 커 보일 수 있다는 것이다. 그는 100밀리시버트(mSv) 이하의 미량 방사능에 대한 연구 데이터조차 거의 없는데도 불구하고 일부 선동가들이 10밀리시버트 이하의 극미량으로 위험성을 과장하고 있다는 혹평이다.

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<손상되는 DNA 복구>

체르노빌원전에서 사고가 났을 때 방사선의 위험성도 모르고 화재 진압을 하던 용감한 사람 들 일부는 방사선을 너무 받아 며칠을 살지 못하고 죽었다. 이는 사람을 몇 일 이내에 사망시킬 만큼 강한 방사선이 있다는 것을 의미한다. 그런데 방사선은 피부에 심한 화상을 생기게 하고 사람의 생명을 앗아가기도 하지만 한 스푼의 뜨거운 커피가 가지고 있는 열량보다 훨씬 더 적은 열에너지를 갖고 있다. 방사선의 적은 열량으로는 사람의 체온을 0.01도도 올리지 못한다. 한마디로 사람의 체온이 0.01도 올라간다고 해서 생명에 위협을 주는 것은 아니다.

사람을 몇 일 내로 살상시킬 정도의 강한 방사선이라도 인간이 아닌 물체에 쪼이면 그 물체는 거의 영향을 받지 않는다. 즉 아주 강한 방사선을 커피에 쪼인다고 해서 커피의 분자구조가 파괴되거나 커피의 맛 또는 색깔이 변하는 것도 아니다. 커피의 물속에 아주 적은 전기적 변동이 생기기는 하지만 이것도 일시적이어서 방사선 조사를 중단하면 다시 원상태로 회복된다.

이런 정황을 보면 방사능이 특별한 방식으로 사람 혹은 더 나아가서 생물체에만 치명타를 입히는 것이 아닐까 하는 의구심이 든다. 방사선이 특수한 방법으로 생물체의 생명을 앗아갈 수 있다면 생물체 내에는 조금만 파괴되어도 치명상을 입는 그 무엇이 있을지 모른다는 설명이다.

엄밀하게 말하면 방사선이 생명체의 가장 중요한 부분에 특수 작용을 하여 생명을 파괴시킬 수 있다는 점은 틀림없다. 사실 생물체 내에는 매우 예민하여 조금만 다쳐도 생명을 잃게 만드는 특수부분이 있다. 다소 모호하지만 생명체의 근원인 DNA이다. 여기에서 DNA에 대해서 구체적으로 설명하지 않지만 DNA는 세포의 핵 속에 들어 있는 물질로 생물의 유전정보를 포함한 모든 생물정보를 갖고 있다. 인간의 몸속에 있는 세포의 핵 속에는 DNA로 만들어진 23쌍의 염색체가 있다는 것을 모르는 사람은 없을 것이다.

사람의 생명은 정자가 가지고 온 23개의 염색체가 난자 속에 있는 23개의 염색체와 합해졌을 때부터 시작된다. 최초의 한 개 세포가 시간이 갈수록 늘어나는데 어른의 경우 세포의 숫자는 대체로 100조개로 추정한다. 한 개의 세포가 100조개로 분열되는 작업을 이루는 작업은 DNA에 의해서 이루어지는데 100조개의 세포로 늘어났다고 해서 DNA의 역할이 끝나는 것은 아니다. 세포는 사람의 수명보다 훨씬 더 짧은 기간만 존재하기 때문이다.

예를 들어 사람의 피부는 세 층으로 이루어져 있는데 제일 바깥에 있는 세포층은 모두 죽은 세포이다. 그 바로 밑에 있는 세포층이 살아있는데 이 살아 있는 세포가 피부로서의 임무를 완수하고 죽으면 맨 아래 있는 소위 기저 세포층이 간세포에서 나온 세포들에게 떠밀려 밖으로 밀려난다. 이때 먼저 있던 죽은 세포들이 우리의 몸에서 떨어져 나간다. 이러한 피부세포의 일생은 약 한 달 정도 된다.

마찬가지로 우리 몸속에 있는 혈액 중 적혈구도 간세포로부터 태어나서 성장한다. 따라서 적혈구도 젊은 적혈구가 있고 늙은 적혈구가 있으며 약 120일 정도가 수명이다. 우리 몸속에서 젊은 적혈구는 1초 동안에 약 200만개 정도가 생긴다고 한다. 한 개가 13번 내지 14번 정도 분열하면 약 1만개 정도의 젊은 세포를 만들어낸다. 이러한 작업 역시 DNA의 지령에 의해서 이루어진다. 한마디로 세포로부터 세포가 계속 생김으로써 우리의 생명력이 보존되는데 이의 중추는 DNA이다. 참고적으로 세포가 무한정 분열을 통해 새로운 세포를 만들어내는 것이 아니다. 대부분의 학자들이 헤이플릭 한계라는 것을 인정하는데 이것에 의하면 수정란은 50〜70번까지만 계속 분열이 가능하다. 그 이상 분열하면 DNA가 기억력을 상실하여 엉뚱한 세포를 만들어내는데 이것이 노화로 인식한다.

이 말은 우리 생명력을 유지시키는데 필요한 모든 지령을 내리는 DNA에 조그마한 변화만 있어도 세포 분열과정에서 커다란 변화와 혼선이 생김을 의미한다. 예를 들어 색소성 건피증이라는 유전병이 있는데 이는 태양의 자외선을 쏘였을 때 DNA가 손상되어 생기는 유전병이다. 이 병에 걸린 사람은 자외선에 너무 과민한 반응을 보여 피부가 햇빛에 노출되면 붉은점이 생기고 꺼칠꺼칠하여 마침내는 피부암이 생겨 목숨을 잃는다. 이는 원전의 방사선이 아닌 천연방사선임에도 피해를 보는 것이다.

DNA를 파괴시킬 수 있는 물질에는 여러 가지가 있다. 잘 알려진 발암물질로 악명이 높은 화학제품들인 살충제, 오염물질 은 물론 방사선 등도 DNA에 손상을 입힐 수 있다. 사실 현대 인간들은 문명생활을 하는 중에 DNA를 파괴하는 여러 가지 화학물질을 섭취하고 자외선 및 방사선 등에 끊임없이 노출되고 있다.

그런데 아이러니한 것은 우리 모두가 기형인이 되거나 또는 암으로 죽지 않고 극히 일부 사람들만이 손상된 DNA로 인한 피해를 본다. 이 질문에는 당연히 그런 이유가 있다는 것이 정답이다.

만약 DNA가 손상된 채로 세포분열을 계속한다면 이 세상은 거의 모두 기형인이거나 아니면 암으로 사망할 것이다. 그러나생물체 내에는 손상된 DNA를 완전히 수리해서 원래의 건전한 DNA로 만들어주는 능력 즉 효소가 있다. 그러므로 색소성건피증은 자외선에 의해 손상된 DNA를 수리하여 정상 DNA로 복구하는 능력 즉 효소가 결여되었기 때문에 생겼다고 볼 수 있다. 엄밀하게 말하면 보통사람들도 자외선에 의해 많은 DNA가 손상되지만 이를 복구시킬 수 있는 효소가 부단히 작용하여 햇빛에 오랫동안 있어도 아무런 탈이 나지 않는다. 마찬가지로 방사선에 의해서 변형된 DNA도 DNA수리효소에 의해 원상복구된다.

사람 몸 전체에서 물이 70퍼센트나 되므로 방사선이 우리 몸에 조사되더라도 DNA에 직접 투사되는 경우는 상당히 미미하게 된다. 방사선이 물에 조사되면 물분자에 변화가 일어난다. 변화되는 물분자는 아주 강한 반응력을 갖고 있어 인근에 있는 다른 물질의 구조를 크게 변화시킬 수 있다. 변화된 물분자는 방사선이 강하면 강할수록 그리고 방사선 조사시간이 길면 길수록 더 많이 생긴다. 물론 방사선을 더 이상 맞지 않으면 변화된 물분자는 더 이상 생기지 않는다.

일단 변화된 물분자가 생기면 이들은 강한 반응능력을 갖고 있으므로 즉시 인근에 있는 다른 분자들과 합해진다. 그런데 물분자 인근에 있는 물질들도 대부분 물분자이다. 그러므로 이들 물분자들이 서로 합해지면서 많은 숫자의 변화된 물은 정상적인 물의 형태로 되돌아온다. 한마디로 몸속에서 아주 중요한 역할을 하는 단백질 등에 붙어 그 구조를 파괴시킬 수 있는 물분자 숫자는 지극해 적다.

한편 사람의 몸에 조사되는 방사선 중에서 극히 일부는 생명의 근원인 세포핵 내부에 있는 DNA에 조사될 수 있다. 이런 경우 DNA의 구조가 파괴될 수 있는데 이들도 대부분 복구 효소에 의해 수리되어 정상 DNA로 되돌아온다. 일반적으로 방사선에 의해 파괴된 DNA는 수 시간 이내에 90퍼센트 이상 정상으로 되돌아온다고 한다. 이 말은 방사선을 많이 받았다고 하더라도 DNA가 파괴될 확률은 극히 적고 또 설령 일부가 파괴되었다 할지라도 거의 곧바로 수리되므로 파괴된 채로 남아서 생체에 나쁜 영향을 미치는 DNA의 숫자는 얼마 안 되리라는 것을 알 수 있다.

 

더구나 방사선이 수명기간 동안 자기가 맡은 바 직분을 다하고 죽는 성장세포의 DNA 구조를 파괴시킨다면 방사선의 영향은 크지 않다. DNA 구조가 파괴된 세포가 한 개 없어진다고 해서 별 탈이 생기는 것은 아니기 때문이다. 하지만 방사선이 간세포나 한참 분열중인 세포의 핵에 있는 DNA 구조를 파괴시킨다면 그 영향은 시간이 갈수록 점차 확대될 수 있다. 문제는 분열중인 세포는 세포핵이 차지하는 비중이 보통의 성장한 세포보다 훨씬 커서 방사선에 매우 예민하다. 따라서 분열중인 세포핵에 방사선을 쪼여 DNA를 파괴시키면 그 세포는 대부분 죽어버린다. 그런 경우 다른 간세포가 분열을 시작하여 모자라는 세포의 숫자를 채워 별문제가 안 생긴다. 그러나 파괴된 DNA를 가지고 있는 세포가 용케도 살아난다면 문제는 매우 복잡해진다. 그러나 아무리 천하의 방사선이라해도 사람 몸속에 있는 여러 가지 물질 중에서 지극히 적은 세포핵 내부의 DNA에 집중적으로 방사선이 조사되는 것이 간단하지 않고 특히 간세포나 분열중인 세포의 DNA가 파괴되고 또 세포내의 효소에 의해 DNA 대부분이 수리되므로 차괴된 악성 DNA가 핵분열을 계속하여 신체에 이상을 가져올 수 있는 가능성은 지극히 희박하다.