라돈
흔히 세맨트 독이라고 일컫는 라돈은 무색, 무취, 무미의 가스상태의 물질로서, 토양,지하수,바위 등 자연환경과 시멘트, 콘크리트 등의 건축자재에서 존재하는 방사능 물질입니다.
라돈은 인체에 다량 축적시 페암을 일으키는 것으로 알려진 유해한 물질입니다.
주택에서는 우라늄 함유한 암석질 토양을 사용한 주택과 토양에 노출되기 쉬운 주택의 지하실에서 라돈이 발생할 수 있으며 환기시설이 나쁠수록 오염도가 높습니다.
라돈의 정의
방사성 비활성 원소로 원자량 222 원자기호 Rn, 원자번호 86 이며 라듐이 붕괴할 때 생기는 기체상태의 원소입니다.
라돈은 희유기체에 속하는 무색기체로 안전 동위원소는 존재하지않고 무도 방사성 동위원소로 강한 방사능을 가지고 있으며, 기체 중 가장 무겁습니다.
끊는점 -61.8℃ 단, 원자 분자로 반응성은 매우 작은데, 불소나 염소와 반응해 라돈 플루오라이드와 같은 화합물을 생성합니다.
물에 230㎤/L (20℃)녹고 유기용매에 더 잘 녹습니다.
자연상태의 리돈에서 방출되는 방사선은 인체에 영향을 주지 않지만, 광산이나 지하같이 밀폐된 공간에 축적되어 있을 경우 폐암을 일으킨다는 보고가 있습니다.
불완전한 라돈 기체는 집안의 밀폐된 곳에 축적되어 폐암의 원인이 되기도 합니다.
라돈은 토양이나 콘크리트, 석고보도, 석면, 슬레이트 등 건축자재 중에 존재합니다. 라돈에서 나오는 라돈가스는 직접 방사 되거나 지중에서 발생하여 실내로 침투하게 됩니다.
일반적으로 옥외 환경에서 보다 환기의 정도가 낮은 주택 및 건물 내에서 라돈의 축적으로 인해 라돈의 농도가 대개 수십배, 많게는 수백배 이상 높게 나타납니다.
특히, 환기상태개 저조한 지하공간에서 라돈의 농도는 더욱 높으며 이로 인해 지하철 역사에서의 라돈문제가 제기되고 있습니다.
라돈은 가스이기 때문에 그 자체가 인체에 영향을 미치지는 않지만 호흡을 통해 체내에 흡수되어 호흡에 의해 폐에 들어오면 그 붕괴 생성물은 기관지나 폐포에 침착하고, 알파선을 계속 방출하기 때문에 세포 중의 염색체에 돌연변이를 일으켜 폐암이 생길 가능성이 있다고 지적되고 있습니다.
외국의 경우 건물 내 라돈 농도측정은 일반적이어서 소매점 및 수퍼마켓 등에서 저렴하고 혼자서 수행할 수 있는 간단한 라돈측정도구를 쉽게 구입할 수 있습니다.
국내에는 라돈농도에 대한 규제 기준은 없으며 미국환경보호청의 라돈 실내환경 권고기준은 4pCi/L, 148Bp(베크릴)/㎥ [1pCi/L = 37 Bq/㎥] 입니다.
라돈의 종류
천연으로는 반감기 3.9초로서 악티움계열인 219Rn(악키논 Actinon)이라고도 하고 An 으로 씁니다.
반감기 51.5초로 토륨계열인 220Rn (토론 Thoron) 이라고도 하고 Tn 으로 씁니다. 222Rn(우라늄계열)의 3종류의 동위원소가 존재합니다.
보통 라돈이라 하면 222Rn를 가리킵니다.
222Rn는 동위원소 중에서 수명이 가장 길어, 반감기가 3.825일이나 됩니다.
라돈의 인체 영향/ 독성
발생원
콘크리트, 벽돌,토양/ 암석,석고보드, 지하수, 대기
벽돌집, 콘크리트집에서 많이 방출되는 라돈은 건물지반에서 나오는 라돈가스가 건물틈새로 실내에 유입되므로써 라돈의 붕괴로 만들어지는 라돈 자손의 실내공기중 농도는 증가하게 됩니다.
라돈은 지반 뿐 아니라 건축자재, 상수, 취사용 천연가스 등을 통해서도 실내로 들어오지만 약85% 이상은 지각으로부터 방출된 것입니다.
주요질병
폐암,위암,소아백혈병
라돈의 환경영향
라돈가스는 방사성물질로 담배와 함께 폐암 발생의 주요원인이지만, 무색,무취하기 때문에 관심이 덜 한편입니다.
미국환경보호청(USEPA)이 자료 라돈에 대한 시민 안내서에 따르면, 150Bq/㎥(4Pci/L)의 라돈 농도가 일정하게 지속적으로 유지되는 실내공간에서 평생동안 생활하면 1,000명중 약29명(약3%)이 폐암의 위험이 있다고 합니다.
이것은 대기오염에 의한 사망확률 보다 10배 정도 높으며, 매년 음주운전에 의한 사망자 수와 비슷합니다.
라돈의 생체 반응
라돈의 건강 위해도는 토양 중의 우라늄 함량이 높은 지역과 광산의 갱내, 동굴 또는 주택과 같이 밀폐된 공간에서 특히 높아집니다.
호흡을 통해 라돈가스를 흡입하면 라돈은 불활성기체이기 때문에 붕괴를 하기 전에 다시 폐 밖으로 배출됩니다.
따라서 라돈에 의한 폐암의 위해를 언급할 때, 라돈 그 자체로 인한 피폭이라기보다는 라돈 자손에 의한 피폭으로 보는 것이 타당합니다.
라돈의 붕괴과정에서 생성되는 Po-218, Pb-214, Bi-214 그리고 Po-214과 같은 라돈 자손들은 생성 당시부터 정전기적으로 전하를 띤 입자이므로 공기 중에 존재하는 먼지, 담배연기 그리고 수증기와 즉시 부착하여 에어로졸을 형성하거나 벽 또는 물체의 표면에 흡착합니다.
반감기가 짧은 라돈 자손이 호흡을 통해 직접 흡입 또는 에어로졸 형태로 흡입되면 폐에 흡착 후 봉괴되면서 주변 조직에 알파에너지를 방출합니다.
이러한 방사능은 장기적으로 폐암을 유발할 수 이쓴ㄴ 생물학적 손상을 야기합니다.
방사선 양과 라돈 농도 단위
방사선 양의 국제 단위(SI)는 베크렐(Bq)인데, 1 Bq는 1초에 원자 1개가 방사성 붕괴할 때 나오는 방사선 양이다. 널리 사용되는 또 다른 단위는 퀴리(Ci)인데, 1 Ci는 1g의 라듐(226Ra, t1/2=1600년)이 1초 동안 붕괴할 때 나오는 방사선 양으로, 1초당 3.7x1010개의 원자가 붕괴할 때 나오는 방사선 양과 같다. 따라서 1 Ci = 3.7x1010Bq이다.
대기 중의 라돈 농도는 화학에서 일반적으로 사용하는 농도(mol/m3, mol/L, g/m3, 또는 g/L)로 표시하기에는 너무 낮아, 흔히 단위 부피당 방사선 양으로 나타낸다. 또 방사선 양을 나타내는 퀴리(Ci)도 너무 큰 값이기 때문에, 이의 1/1012인 피코 퀴리(pCi)의 단위를 흔히 사용한다. 보통 사용되는 라돈 농도 단위는 pCi/L 또는 Bq/m3인데, 1pCi/L = 3.7x10-2 Bq/L = 37 Bq/m3이고, Bq/m3은 2.1 x10-16g/m3에 해당한다. 대기 중의 라돈 농도는 장소에 따라 크게 다른데, 평균적으로 대략 4 Bq/m3이다, 이는 공기 1L에 약 2000개의 라돈 원자가 들어있는 것에 해당하는데, 공기 1L에 들어 있는 각종 분자의 총 수는 약 2.7x1022개이다.
아일랜드의 방사선 방호 기관의 라돈 검출장치. 장치를 받아 3개월 놓아 두었다가 기관에 돌려주면 라돈 농도를 알려준다. <출처: The Radiological Protection Institute of Ireland>