커피 한잔이나 바나나의 방사성물질과 피폭 문제

월성핵발전소 방사성 물질 누출을 두고 핵찬성파는 바나나와 멸치, 커피와 소양강댐 등을 예로 들면서, 어디에나 삼중수소가 존재하는데 발전소 주변지역 방사성물질이 건강에 영향을 끼칠 정도는 아니라고 주장하고 있다. 탈핵신문은 이런 핵찬성파의 논리를 비판하는 글을 박찬호 반핵의사회 운영위원에게 청탁하여 독자들에게 전한다. - 편집자 주

커피 한잔이나 바나나의 방사성물질과 피폭 문제

- 월성핵발전소 삼중수소 유출에 대한 핵찬성파의 논리 비판                                  

                                   글쓴이: 박찬호 반핵의사회 운영위원

 

최근 월성 핵발전소의 삼중수소 방출과 관련해서 핵찬성파 사람들이 즐겨 제기하는 논리는 “커피 한잔 정도에 들어있는 아주 적은 양”, 혹은 “바나나에도 방사성물질이 들어 있다”는 내용입니다. 말하자면 사람들이 즐겨 먹는 음식물에도 방사성물질이 들어있는데, 이 정도 수준의 양에 대해 웬 호들갑이냐는 문제 제기라고 생각합니다. 이를 제기한 사람은 알아보니 카이스트에 교수로 재직하고 있는 사람이고 이 사람의 페이스북에 들어가 보면 다음과 같은 표현이 나옵니다.

“유효선량으로 평가되었다면, 삼중수소 0.6마이크로시버트 피폭은 칼륨 0.6마이크로시버트와 같고 폴로늄 0.6마이크로시버트와 같습니다. 따라서 비교는 적절합니다.”

이분은 페이스북에서 위의 주장 외에도 “소양감 댐에 물이 가득 들어차면 2조9천억 베크렐의 삼중수소가 있는데, 오늘도 한강을 통해 방류하면 서울로 간다”던가, “우리나라 땅에 내리는 삼중수소의 양은 1년에 130조 베크렐”이라는 내용도 제기했습니다. 어쨌거나 이런 내용은 핵찬성파들이 방사선 피폭을 고려할 때 끊임없이 제기하는 논리로서 어느 국가 어느 시대 어느 장소이건 상관없이 계속해서 제기하는 논리라고 할 수 있습니다. 핵심은 아주 대중적 표현을 사용해서 적은 양의 방사선 피폭이 인체에 무해하다고 주장하는 것입니다. 이런 주장의 문제점이 무엇인지 구체적으로 상세하게 살펴보고자 합니다.

사실 현재 필자가 탈핵신문에 연재하는 내용과 상당히 겹치기 때문에 쓸지 말지를 고민했습니다. 다만 탈핵신문의 지면이 제한이 있고, 또 월성의 삼중수소 문제가 전국적 현안이 된 만큼 지금 바로 제기하는 것이 적절하다고 생각합니다.

△ 1월 18일 '월성원자력 홍보관' 앞에서 한국수력원자력노동조합 조합원들이 '방사능 괴담과 공포 조장을 중단하라'는 피켓을 들고 서 있다. 이날 더불어민주당 국회의원들은 월성홍보관에서 월성핵발전소 방사성 물질 누출과 관련해 한수원의 설명을 듣고 현장을 둘러보았다. (사진=탈핵신문)

△ 월성핵발전소 최인접지역 주민들과 울산의 시민단체 등은 1월 18일 월성홍보관 앞에서 국회가 나서서 월성핵발전소 방사성 물질 누출 원인을 조사하고, 주민 이주대책 등을 촉구했다. ⓒ이상범

우선 삼중수소의 인체 영향에 대해서는 상당히 많은 연구업적이 있어서 쟁점이 될 만한 것은 아닙니다. 삼중수소의 쟁점은 삼중수소가 베타선이기 때문에 방사선가중치를 국제방사선방호위원회(ICRP)의 주장대로 감마선과 같은 ‘1’로 할 것인가, 아니면 그 이상의 값을 적용하는가에 대한 문제였습니다. 삼중수소의 인체 영향, 특히 유기결합삼중수소(OBT)의 심각한 피해에 대해선 사실상 쟁점이 아닙니다. 우리는 이런 내용을 국제방사선방호위원회의 [ICRP 2007년 권고문]에서 확인할 수 있습니다.

 

삼중수소가 기체나 액체로 존재한다고 할 때, 삼중수소는 그 자체가 아니라, 삼중수소가 호흡이나 음식물을 통해서 인체 내로 들어와 유기결합삼중수소의 형태로 인체의 특정 기관이나 조직에 존재할 때가 가장 무서운 것입니다. 특히 DNA와 결합한 형태인 ‘삼중수소티미딘’은 DNA에 직접적인 영향을 줄 수 있습니다. 삼중수소티미딘은 DNA 조직 안에서 방사선을 방출하여 손상시키고, 또 붕괴 후에는 헬륨으로 변하기 때문에(소위 원소전환) DNA 자체가 치명적인 손상을 받게 됩니다. 유기결합삼중수소는 외부피폭과는 상관이 없습니다. 사람이든 동물이든 식물이든 유기물과 결합해서 삼중수소가 존재하는 것이라서 이는 어디까지나 내부피폭의 문제인 것입니다. 삼중수소가 인체 밖에서 방출하여 발생하는 외부피폭은 그다지 우려할 만한 것이 아닙니다. 어디까지나 기체로 존재한다면 호흡을 통해서, 물이나 음식물 섭취를 통한 내부피폭이 문제인 것입니다.

자 이런 정도로 삼중수소의 핵심 내용을 정리하고 위에서 제기한 핵찬성파 교수의 논리에서 나타나는 문제점으로 들어가 보겠습니다. 논점을 분명히 하기 위해 핵찬성파 교수의 논리를 다음과 같이 리스트업 해봤습니다.

① 한강물이나 빗물에도 삼중수소가 있다.

② 빗물에도 삼중수소가 있으며, 발전소 주변지역의 삼중수소 농도가 특별히 더 높은 것은 아니다.

③ 월성주변 지역주민의 1년간 피폭량은 바나나 3~6개 수준이며, 피폭과 암은 관련이 없다.

④ 커피 가루 속 방사능(칼륨-40)을 삼중수소로 환산하면 1㎏당 30만 베크렐이며, 월성주변 삼중수소는 커피 가루 속 방사능보다 한참 낮은 수준이다.

⑤ 유효선량 기준일 때, 모든 방사성핵종은 양이 같으면 동일한 영향을 준다.

위의 문항 중에서 ①과 ②는 사실상 같은 내용입니다. ③과 ④도 같은 내용입니다. ⑤는 별도 내용입니다. 이 세 가지에 대해 다음과 같이 설명드립니다.

 

빗물이나 강물에 삼중수소가 이미 포함되어 있다

 

우선 자연방사선에 대한 기본 인식이 필요합니다. 자연방사선은 영어로 ‘백그라운드’라는 표현을 씁니다만, 저 먼 우주에서 발생하여 지구로 날아오던가, 아니면 암석 같은 물질에서 나오던가 합니다. 자연방사선도 방사선이기 때문에 많이 쪼이면 위험합니다. 예컨대 항공승무원들의 백혈병은 자연방사선의 위험성을 단적으로 나타내는 겁니다. 우라늄이 땅속에 묻혀 있어 미미하게 발생하는 방사선도 일종의 자연방사선입니다만, 피폭량이 많으면 위험합니다. 따라서 방사선이 발생하는 한 피폭량이 얼마인가는 대단히 중요한 기준입니다. 그러나 자연방사선은 인류가 오랫동안 적응해 왔다는 점에서 인공방사선과 다릅니다.

그리고 현재의 지구 환경은 전 세계 핵발전소, 핵재처리시설에서 나오는 방사선이 다시 비로 내려오기 때문에 자연방사선인지 인공방사선인지 구별이 안 되는 경우도 많습니다. 특히 체르노빌이나 후쿠시마 발전소에서 방출하는 방사선이 어디 지구 밖의 화성이나 금성으로 날아가는 것이 아닙니다. 비나 눈으로 다시 지상으로 내려옵니다. 미세먼지에는 특히 최근 일본에서 문제가 되는 ‘세슘볼’에서도 알 수 있듯이 방사성물질이 포함되어 있습니다. 핵무기 실험과 각종 핵시설로 인한 방사선 방출은 전 지구상의 암 환자를 엄청나게 증가시켰지만, 핵찬성파들의 문제는 이러한 암의 증가 원인을 꼬집어서 하나로 딱 지정하기가 어렵다는 것을 악용하는 것입니다. 심지어 이렇게 전 세계에 인공방사선이 확산된 결과 사실상 핵의 영향이 없는 집단(대조군)을 찾기가 어려워 역학조사도 의미가 퇴색해버렸다는 것이 유럽방사선리스크위원회(ECRR)의 주장입니다.

따라서 핵찬성파 교수가 주장하듯 일반적으로 한강물이나 빗물에 삼중수소가 섞여 있고, 핵발전소 지역 주민의 피폭량이 이와 큰 차이가 나지 않으니 문제가 없다고 주장하는 것은 틀린 말입니다. 역설적이지만 이런 이유로 핵시설을 전면적으로 철폐해야 합니다. 땅속으로 스며든 비가 지하수든 강이든 어떤 형태로든 삼중수소가 포함된 물로 존재하고, 그 물을 인간이 마시기 때문에 현재로선 이런 인공방사선의 영향을 벗어날 길이 없습니다. 그리고 핵발전소 근처에선 이런 기본적인 선량 외에도 지속적으로 삼중수소가 배출되기 때문에 더 위험한 것입니다.

 

지구상의 모든 식물은 방사성물질을 포함하고 있다

아무튼, 이런 점들 외에도 고려해야 할 사항이 또 있습니다. 바로 자연방사선과 인공방사선의 차이를 분명하게 인식하는 내용입니다.

바나나에 들어있는 방사성물질은 바로 칼륨-40입니다. 칼륨은 사람만이 아니라 모든 생물의 필수구성요소이고, 바닷속에 많이 분포되어 있어 인간이 바닷속에서 진화하면서 이를 채택했다고 볼 수 있습니다. 아울러 지상의 모든 식물은 칼륨을 포함하고 있습니다. 이의 대부분은 방사성이 아닌 칼륨-39이지만, 칼륨-40도 비율에 따라 포함되어 있습니다. 따라서 인체에 포함된 칼륨-40의 양은 계산할 수 있습니다. 인체 내의 칼륨-40 베크렐 값은 66베크렐(Bq/kg)이고, 시버트 값은 대개 0.33밀리시버트(mSv/y)가 됩니다. 칼륨은 인체에 거의 균등하게 분포하기 때문에 kg당 얼마라는 표현이 타당하다고 볼 수 있습니다. 이를 일본의 오치아이 에이이치로(落合　栄一郎)라는 학자가 어느 정도의 양인지 계산했습니다. 즉 1년에 66베크렐이라는 것은 베크렐이 ‘방사선을 초당 1회 방출하는 양’을 나타내기 때문에 66×3,600초×24시간×365일=2.08×10⁹개의 방사성 입자를 1kg의 인체에 전달합니다. 사람의 몸에는 1kg에 세포가 약 1조 개가 있어서, 세포 1개당 해마다 평균 0.0002개의 방사성 입자와 충돌합니다. 이것은 대단히 작은 수의 작용이라서 1년간에 각 세포 중의 분자 몇 개가(2개에서 10개 정도) 파괴되는 정도입니다. 이런 정도의 손상은 다양한 방식으로, 예컨대 DNA 수복이나 상실된 분자의 보급, 세포사멸 등등으로 수복할 수 있고, 생리적으로 마이너스의 영향이 나올 만큼의 충격은 아닙니다. 그렇기에 바나나에 들어있는 칼륨-40은 손상이 제로는 아니지만 통상 생리적으로 두드러진 영향을 주지는 않는다는 것입니다.

아시는 분은 다 아시지만, 세슘은 칼륨과 유사한 성질을 갖고 있습니다. 원소 주기율표에 보면 세슘의 두 번째 위에 있는 것이 칼륨입니다. 따라서 세슘과 칼륨의 인체 내 거동은 유사합니다만, 칼륨은 필수 원소이고 세슘은 필수가 아닙니다. 세슘은(세슘-137)은 인공방사성 물질이죠. 필수원소에 대해 인체는 이를 다루는 특별한 시스템을 갖추고 있습니다. 칼륨은 세포막을 통과할 때 채널이 개입합니다. 칼륨에 특화된 채널을 갖추고 있는 것이죠. 필수원소가 아니면 이런 시스템이 없습니다. 세슘은 칼륨보다 약 25% 정도 큽니다. 때문에 칼륨 채널로 같이 통과하려는 세슘은 입자가 크기 때문에 통과하지 못하고 채널 입구에서 체류하는 경향이 있습니다. 이런 채널이 많은 심장조직이나 신장 조직에 특히 세슘이 많이 축적되는 것은 이런 이유입니다. 세슘은 체류하는 장소에서 세포를 파괴하는 경향이 있습니다. 특히나 신장 속의 세슘은 고농도까지 도달합니다. 유리반다제프스키 같은 벨라루스의 학자는 세슘의 이런 성질을 연구하고 체르노빌 인근에서 사망한 사람들을 해부해서 세슘이 특히 심장과 신장에 많이 축적된 것을 구체적으로 확인하기도 했습니다.

커피의 경우는 특별히 지칭하는 핵종이 없습니다. 굳이 유추해 본다면 커피에 이용하는 주요 재료가 물과 커피이기 때문에 삼중수소물과, 핵찬성파 교수 주장대로 칼륨-40이 포함돼 있다고 추정해 봅시다. 칼륨-40은 다시 설명하지 않겠습니다. 삼중수소가 포함된 물, 즉 삼중수소물로 커피를 마시면 어떤 일이 벌어질까요? 삼중수소는 물의 형태일 때는 대체로 인체 내에서 혈액에 섞여 10일 정도 온몸을 돌아다니다가 소변 등의 형태로 배출됩니다. 삼중수소의 인체 내 거동을 다룬 연구를 보면(2016년 유엔과학위원회 보고서를 참조) 대개 98% ~ 100% 정도가 배설됩니다. 약 0~2%의 삼중수소가 인체의 조직과 결합하는 데, 이것이 바로 위에서 언급한 유기결합삼중수소인 것입니다. 삼중수소가 인체 내의 유기물과 결합하는 순간, 우리는 붕괴가 발생하지 않기를 바라는 것 외에는 방사선 피폭을 막을 방법이 없습니다.

이렇듯 자연방사선과 인공방사선은 방사선의 보편성을 갖는 한 피폭량이 많으면 위험합니다. 다만 특별히 아주 자연상태에 가까운 소량일 때 사람의 신체는 진화과정을 통해 인체 내부에 자연방사선을 다루는 시스템을 갖고 있지만, 인공방사선은 시스템이 없다는 점을 알 수 있습니다.

 

유효선량 기준일 때, 모든 방사성핵종은 양이 같으면 동일한 영향을 준다

 

방사성핵종인 폴로늄210은 아주 유명한 물질입니다. 예전 팔레스타인해방기구 아라파트 의장의 사망과 관련 있는 물질로 보도했기 때문이죠. 여러분이 지금 바로 인터넷으로 ‘폴로늄 + 아라파트’로 검색을 해보시면 상세한 내용을 확인할 수 있습니다. 아주 적은 양으로 사람이 사망하는 위험한 물질입니다. 그러나 이러한 물질도 인체 밖에 있을 때는 알파선을 방출하기 때문에 인체에 영향을 주지 못합니다. 알파선이나 베타선은 인체 내부의 피폭 즉 내부피폭일 때에만 치명적인 것이죠. 핵찬성파 교수는 이런 구분이 전혀 없습니다.

더욱 더 문제인 것은 ‘유효선량’이라는 개념은 개별 피폭에 대해선 적용하지 않으며, 어디까지나 외부피폭을 전제로 하는 개념입니다. 유효선량은 방사선 선량의 복잡성을 단순화시켜서 선량을 추정하고 피폭 영향을 감소하기 위해 만든 ICRP만의 인위적인 개념입니다. 이런 점을 의식해서 ICRP 스스로도 앞서 언급한 2007년 권고문 53페이지에서 명시적으로 서술했습니다. “인체관련 방호량인 등가선량과 유효선량은 측정 가능한 양이 아니다”라는 것입니다. 

지금 언론에서 문제가 되고 있는 선량은 대체로 공간선량이거나 혹은 물속 선량일 텐데요. 이때도 사실 주로 베크렐 단위를 적용합니다. 아무튼, 이런 조건에서는 외부피폭 선량만을 이야기하는 것입니다. 그러나 우리가 이야기해야 하는 선량은 내부피폭선량입니다. 내부피폭 선량은 어떻게 측정할까요? 사실상 측정할 방법이 없습니다. 보통은 환산계수라는 것을 이용해서 추정하는 것에 불과합니다. 그러나 알파선이나 베타선은 인체 내부에 있는 한 그 양에 상관없이 아무리 적더라도 인체에 심각한 손상을 줄 수 있다는 점을 인식하셔야 합니다. 따라서 방사선이 존재한다면 특히나 삼중수소와 같이 보이지도 않는 기체형태로 존재한다면 내부피폭의 가능성을 염두에 두고 안전조치를 강구해야 하는 것입니다.

 

월성핵발전소와 과학자 혹은 전문가의 자세

 

월성 핵발전소는 중수를 이용하는 캐나다의 캔두형(candu) 원자로를 이용하기 때문에 삼중수소 발생량이 다른 어떤 발전소보다 많습니다. 삼중수소의 피폭으로부터 사람들을 안전하게 보호하기 위해서는 현재 존재하는 각종 규제내용만이 아니라, 수시로 점검과 인근 주민들의 검진을 통해서 건강상태를 확인하는 작업이 필요합니다.

△ 월성핵발전소는 한국에서 유일한 중수로형 발전소이며, 삼중수소는 경수로형에 비해 10배 더 많이 배출하고 있다. (사진=탈핵신문)

△ '월성원전 인접지역 이주대책위'는 '방사능 피해 없는 곳에서 살고 싶다'며 6년 넘게 이주대책을 요구하는 상여시위를 하고 있다. 양남면 주민의 뇨시료 검사에서는 검사자의 100%에게서 삼중수소가 검출되었으며, 수도권이나 경주시내권보다 검출 수치가 훨씬 높게 나왔다. (사진=탈핵신문)

유명한 과학자 에르빈 슈뢰딩거는 『생명이란 무엇인가』라는 저서에서 “과학의 유일한 목표는 대상에 대해 옳고 적절하게 진술하는 것뿐이다. 과학자가 강요하는 것은 오직 두 가지, 진실과 성실뿐이다”라고 썼습니다. 삼중수소에 대해 너무나 많은 연구가 있었고, 각종 문헌이 있는 상태에서 “적은 양이면 무시해도 좋다”거나, 혹은 “자연계에도 있어서 인체에 무해하다”거나 하는 식으로 서술하는 것은 과학자의 양심을 저버리는 것입니다. 방사선 문제가 내용이 조금 까다롭고 어렵다는 것을 방패 삼아 마치 관점에 따라서 달라질 수 있는 것처럼 호도하는 것은 사람의 생명이나 건강을 돈으로만 바라볼 때 가능한 것입니다.

현재 과학의 수준으로 핵물질을 제거할 수 없는 상태에서 방사선 피폭에 대해서는 안전을 아무리 강조해도 지나침이 없다는 점을 말씀드립니다.