[인터뷰] 방사능 분석과 간이 방사능 검출기(선량계) 실효성
시료 내 방사능 분석 방법, 간이 방사능 검출기(선량계)를 이용한 방사능 측정의 실효성
서울대학교 원자핵공학과 김기현
안녕하세요 저는 서울대학교 원자핵공학과에서 방사선 계측 관련 연구를 하고 있는 김기현이라고 합니다.
Q. 핵종이라는 단어를 많이 사용하는데, 간단히 용어 설명 부탁드립니다.
A. 우리가 원자가 있고 원소가 있잖아요? 원자라는건 핵이랑 전자로 구성되어 있는 그런 구조를 원자라고 하는데 이 원자들이 종류가 여러 가지가 있어요. 그러다보니까 수소도 있고, 탄소도 있고, 이런식의 여러 가지 원소들이 존재를 하잖아요. 그런데, 이 원자 속에 보면 핵이 있어요. 핵도 보면 양성자랑 중성자로 구성되어 있는데 그렇게 양성자랑 중성자로 구성된 구조를 핵이라고 얘기를 하고요, 원자핵이라고 얘기하고, 이 원자핵도 양성자 몇 개냐 중성자 몇 개냐에 따라서 여러 가지가 있을거 아니에요 그래서 다양한 종류의 핵 종류들에 대해서 우리가 핵종이라고 얘기를 하는 겁니다. 그래서 뭐 수소핵, 중수소핵, 삼중수소핵, 아니면 탄소-14핵 이런식으로 여러 가지 핵의 종류들을 구별해서 부르게 되는거죠.
Q. 뉴스에서 많이 얘기하는 삼중수소는 그럼 무엇인가요?
A. 네, 삼중수소 같은 경우는 수소인데요, (보통의 수소 원자에는) 핵 안에 원래 양성자 하나만 들어있어야 하는데 양성자 하나 외에 중성자 두 개가 더 들어 있는거죠 그래서 핵이 그냥 수소 보다는 좀 더 무거운 핵을 가지고 있는 하지만 양성자는 하나이기 때문에 여전히 수소랑 똑같은 화학적 성질을 가지는 그런 원소를 삼중수소라고 하는 겁니다.
Q. 여기 있는 장비들로 최근 후쿠시마 오염수 방류 관련하여 우려되는 핵종들을 모두 분석할 수 있는건가요?
A. 여기 보시면 액체섬광계수기를 이용하면 액체 시료내에 존재하는 알파나 베타 핵종들에 대해서 검출 및 정량 분석을 할 수 있고요 저 뒤에 보이는 고순도 게르마늄 검출기 같은 경우는 감마선 에너지 스펙트럼 감마선 분광분석을 통해서 시료 내에 존재하는 감마선 핵종에 종류와 양들을 정량적으로 분석할 수 있는 그런 장비가 되겠습니다. 그리고 밖에 보시면 중성자 검출기들도 있는데요 이외 선량계들이 여러 가지 있어서 저희가 방사선이나 방사선 발생 장치를 사용해서 여러 가지 연구나 작업을 할 때 받는 선량들을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 그런 선량계들도 구비하고 있습니다.
Q. 수산물 시장에서 파는 시료들을 이 곳에서도 분석해 볼 수 있나요?
A. 네, 분석을 할 수 있고요, 주로 그런 수산물 시료 같은 경우는 보통은 동결 건조를 하거나 아니면 동결건조를 안한 상태로 일단 갈아서 죽처럼 만든 다음에 표준 형태의 마리넬리 비커에 넣고 그 마리넬리 비커를 저기 보이는 감마선 핵종분석 장비에 넣고 측정을 하게 되면 감마를 방출하는 핵종에 대한 분석이 가능해지고요, 그 외 체내에 존재하는 베타 주로 삼중수소 아니면 C-14 같은 것들을 검출하고 싶으면 그 시료들을 일부 채취해서 전처리를 한 뒤에 여기 보이는 액체섬광계수기에 사용되는 칵테일 안에 섞으면 그 칵테일 안에 섞었을 때 일부 시료 내에서 나오는 방사선들이 이 액체 물질에 닿으면 빛을 내게 되고 그 빛을 측정함으로써 베타나 알파 핵종들을 검출하고 분석할 수 있게 됩니다.
Q. 자연계에서도 방사능이 존재하나요?
A.네, 자연계의 모든 곳에는 방사선이 존재를 하고요 심지어 저희가 있는 이 건물이 콘크리트로 지어졌잖아요? 그럼 콘크리트 원료가 전부 다 모래나 자갈에서 와요. 그럼 모래나 자갈에는 원래 지각에 있는 방사선 핵종들이 존재를 하기 때문에 여기서 저희가 계측기를 키면 방사선이 측정될 수 밖에 없고 선량이 나올 수 밖에 없습니다. 아까 차폐체에서 보여드렸다 시피 차폐를 하지 않은 상태에서 계측기만 켜도 감마선 스펙트럼에서 꽤 많은 배경 방사선들이 잡히는 것을 보실 수 있습니다.
Q.간이 방사선 측정기를 이용해서 측정하는 것이 유효한 측정 방법인가요?
A. 우선 기본적으로 측정이라는 게 측정 대상이 명확해야 되고, 그 측정 대사에 대해서 우리가 측정하고 싶은 관심량이 뭐냐에 따라서 적절한 측정 방법과 측정 기계들을 사용해서 측정을 수행해야 하는 겁니다. 그런 입장에서 봤을 때, 사실 제가 (아까) 베타 핵종, 감마 핵종 말씀 드렸지만 베타 핵종을 측정할 수 있는 방법이 다르게 있고요 감마 핵종을 측정할 수 있는 방법이 다르게 있습니다.액체를 측정할 수 있는게 있고, 고체를 측정할 수 있는게 있어요. 마찬가지로 우리가 측정기를 사용하시는건 좋은데요, 이 측정기가 가지고 있는 한계점이랑 이 측정기가 가질 수 있는 불확도 그 다음에 이 측정기가 과연 무엇을 측정하고 있는 가에 대해서 좀 명확히 인지한 상태에서 이 측정기를 사용하시는게 바람직하다고 봅니다.
Q. 음식 시료들을 방사선 측정기로 측정하려면 시간이 얼마나 걸리나요?
A. 우선 많은 양을 검출하는건 쉽습니다. 쉽고 빠르게 할 수 있어요. 왜냐하면 어딜가나 아무거나 건드려도 다 뭔가 신호는 잡히니까 하지만 극미량일수록 적은 양일수록 보다 숙련도가 필요하고 정밀한 분석들이 필요하고 시간이 필요합니다. 그러다 보니까 만약에 이 수산물이 정말로 충분한 방사선을 가지고 있다 치면 아무 계측기나 갖다 대도 어떤 값이든 나올거에요 하지만 저희가 논하고 있는 농도 자체가 사실 너무 미량이기 때문에 그냥 일반적인 계측기 가지고는 사실 카운트가 유의미한 정도의 어떤 값을 얻기는 조금 어려울 수 있습니다. 하지만 만약에 그래도 혹시나 규제 기준을 넘어올 정도의 충분한 방사능이 존재를 한다면 그런 계측기로도 값은 나오겠죠.
Q. 간이 방사선 검출기를 많이 구매하는데 이런 심리들에 대해 어떻게 생각하는지?
A. 이게 불안하시잖아요, 이제 불안하시고 만약에 측정을 한번 해봄으로써 내가 마음 속에 있는 불안감을 잠재울 수 있다면 제 생각에는 측정을 해보시는거 좋다고 생각합니다. 다만, 이 측정기가 가지고 있는 한계점에 대해서는 명확히 인지를 하셔야 되는데요, 보통 시중에서 구입할 수 있는 방사선 측정기 같은 경우는 주로 현재 측정기에 들어오고 있는 방사선량 또는 그 방사선의 개수 정도만 계수할 수 있는 장비인 경우들이 많습니다. 그런 경우에는 과연 이 방사선이 어디서 오는 것이고, 어떤 방사선이고, 그 다음에 내가 측정하고자 하는 이 시료에 얼마만큼의 방사능이 존재하는지는 알아낼 수가 없습니다. 그런 것들을 보다 정밀하게 분석하고 싶으시면 분석하는 곳에 맡기시고, 아마 국가에서도 최근에는 만약 분석을 의뢰하시면 여러 가지로 분석해주는 서비스들이 있는 걸로 알고 있습니다.
