지금 이 순간에도 방사선을 맞고 있다고요? — 자연이 원래 그렇습니다

원전 근처도 아닌데 방사선을 맞는다니, 무슨 소리일까

이 글을 읽고 있는 지금, 여러분의 몸을 초당 수십 개의 방사선 입자가 스쳐 지나가고 있다면 믿으시겠어요? 놀라지 않으셔도 됩니다. 원자력발전소 근처에 살든, 지구 반대편 오지에 살든, 심지어 원자력이라는 단어 자체가 없던 시대에 태어났어도 이 사실은 똑같았거든요.

우리는 흔히 "방사선"이라는 말을 들으면 원전이나 방사능 사고를 먼저 떠올립니다. 그런데 사실 방사선은 원자력발전이 생기기는커녕, 지구가 만들어지고 인류가 등장하기 훨씬 전부터 이 행성을 채우고 있던 아주 오래된 배경 현상이에요. 오늘은 이 "늘 있어 온 방사선", 즉 자연방사선(배경방사선)이 대체 어디서 오는지 큰 그림을 그려보겠습니다.

조용한 방에도 소음은 있다 — 기준선이라는 개념

집에서 아주 조용한 밤, "완전한 무음"이라고 생각한 순간에도 사실 냉장고 모터 소리, 창밖 바람 소리, 저 멀리 지나가는 차 소리 같은 작은 소음이 늘 깔려 있죠. 이 정도의 "평소 소음 수준"을 우리는 딱히 신경 쓰지 않습니다. 그런데 만약 갑자기 옆방에서 쿵쾅거리는 소리가 들리면 "어, 뭔가 이상한데?"라고 바로 알아채잖아요. 그게 가능한 이유는 우리가 은연중에 "평소 기준선"을 알고 있기 때문입니다.

방사선도 똑같습니다. 지구에는 늘 어느 정도 깔려 있는 "기준 방사선 수준"이 있고, 이걸 알아야만 나중에 "어라, 이건 평소보다 유난히 높은데?"라는 이상 신호를 구분할 수 있어요. 오늘 다루는 자연방사선이 바로 그 기준선의 정체입니다. (이 "기준선" 개념은 나중에 일상 속 방사선 수치를 해석하는 글에서 다시 요긴하게 쓰일 예정이니 살짝 기억해 두세요.)

지구 나이만큼 오래된 손님들 — 자연방사선의 네 갈래 출처

자연방사선은 한 곳에서만 오는 게 아니라, 크게 네 갈래에서 우리에게 도달합니다. 오늘은 전체 지도를 그리는 정도로만 가볍게 훑고, 그중 두 갈래는 워낙 할 이야기가 많아서 다음 글들에서 따로 깊게 다룰 예정이에요.

① 우주선(cosmic radiation) — 하늘에서 오는 손님

말 그대로 우주에서 날아오는 고에너지 입자들입니다. 태양이나 저 멀리 별들이 폭발하며 만들어낸 입자들이 끊임없이 지구로 쏟아지고 있는 거예요. 다행히 지구를 두툼하게 감싼 대기가 이 입자들 상당수를 걸러주는 "천연 방패" 역할을 해줍니다. 그래서 땅에 발붙이고 사는 우리는 비교적 덜 맞지만, 비행기를 타고 높이 올라갈수록 방패가 얇아지는 셈이라 노출이 조금씩 늘어나요. 이 부분은 이야기가 꽤 풍성해서, 우주선과 항공기 방사선만 따로 다음 글에서 자세히 다루겠습니다.

② 대지방사선(terrestrial radiation) — 땅이 품고 있는 손님

우리가 밟고 서 있는 흙과 바위 속에는 지구가 처음 만들어질 때부터 섞여 있던 우라늄, 토륨 같은 원소, 그리고 흔한 금속인 칼륨의 방사성 형제인 칼륨-40이 자연적으로 들어있습니다. 이 원소들은 반감기가 지구 나이(약 46억 년)와 맞먹거나 그보다도 길어서, 지금 이 순간까지도 꾸준히 붕괴하며 방사선을 뿜어내고 있어요. 그래서 화강암처럼 이런 원소를 비교적 많이 품은 암석이 흔한 지역은 다른 지역보다 대지방사선 수준이 다소 높게 나타날 수 있습니다 .

③ 라돈(radon) — 땅에서 나왔지만 유독 튀는 손님

라돈은 사실 방금 말한 대지방사선, 그중에서도 우라늄이 붕괴하는 과정에서 생겨나는 자손입니다. 그런데 얘는 좀 특이하게도 "기체" 상태라는 점 때문에 따로 떼어서 다뤄야 할 만큼 독특한 존재예요. 땅속에서 스며 나온 라돈 기체가 환기가 잘 안 되는 실내 공간에 알게 모르게 쌓일 수 있거든요. 이 부분도 할 이야기가 많아서, 라돈이 왜 유독 "실내 공기 문제"로 다뤄지는지는 다음다음 글에서 제대로 짚어보겠습니다.

④ 체내 방사선(internal radiation) — 우리 몸속의 손님

여기가 오늘 이야기 중 가장 흥미로운 대목일 텐데요, 사실 우리 몸 자체도 아주 약하게나마 방사능을 갖고 있습니다. 몸의 신경과 근육이 제대로 작동하려면 칼륨이 꼭 필요한데, 자연에 존재하는 칼륨 중 극히 일부는 방사성 동위원소인 칼륨-40이에요. 칼륨을 섭취하는 한 우리 몸에도 이 칼륨-40이 늘 함께 들어 있는 셈입니다. 여기에 더해, 앞서 다룬 베타붕괴와 반감기 이야기의 주인공이었던 탄소-14도 대기 중에서 꾸준히 만들어져 음식을 통해 몸속에 들어옵니다. 즉 여러분도, 저도, 그리고 지구상의 모든 생명체도 태어날 때부터 "단위 시간당 붕괴 수(방사능, Bq)"를 아주 미약하게나마 갖고 있는, 말 그대로 살아있는 방사능 덩어리인 셈이에요. 무섭게 들릴 수도 있지만, 워낙 미약한 수준이라 일상생활에 아무런 지장이 없다는 게 핵심입니다.

그래서 우리는 1년에 얼마나 맞고 있을까

정확한 숫자를 딱 하나로 못 박기는 어렵습니다. 사는 지역의 지질, 고도, 실내 라돈 농도, 심지어 개인의 식습관에 따라 자연방사선 노출량은 꽤 차이가 나거든요. 다만 UNSCEAR(유엔방사선영향과학위원회) 같은 국제기구 자료를 기준으로 보면, 전 세계 평균적으로 한 사람이 자연방사선으로부터 받는 피폭량은 대략 연간 수 밀리시버트(mSv) 수준으로 보고됩니다 .

그리고 우리가 실제로 한 해 동안 받는 "총 피폭량"은 이 자연방사선에, 병원에서 찍는 X선이나 CT 같은 의료방사선 등 인공적인 출처가 더해진 값입니다. 이 글에서는 자연 출처와 인공 출처 중 어느 쪽이 크니 작니 비교하거나 우열을 논하지 않겠습니다. 다만 "자연 출처 역시 우리가 매일 받는 총 피폭량의 한 축을 이루고 있다"는 사실만 기억해두시면 충분해요.

오늘의 한 줄 정리

• 자연방사선(배경방사선)은 원자력발전이 생기기 훨씬 전, 지구가 태어날 때부터 늘 존재해온 배경 현상이다
• 자연방사선은 크게 우주선, 대지방사선, 라돈, 체내 방사선의 네 갈래에서 온다 (우주선과 라돈은 다음 두 편에서 각각 자세히 다룰 예정)
• 화강암처럼 우라늄·토륨을 다소 많이 품은 지역은 대지방사선 수준이 다른 곳보다 높을 수 있다
• 우리 몸도 칼륨-40, 탄소-14 등으로 인해 늘 아주 미약한 자연방사능을 갖고 있다
• 전 세계 평균 자연방사선 피폭량은 UNSCEAR 등 국제기구 기준 대략 연간 수 mSv 수준이며, 여기에 의료방사선 등 인공적 출처가 더해져 우리가 실제 받는 총 피폭량이 된다
• 조용한 방에도 배경 소음이 있듯, 자연방사선은 "이상 수치"를 판단하는 기준이 되는 일종의 배경 기준선이다