우라늄과 방사능

우라늄과 방사능

안녕하세요.

오늘은 요즘 가장 이슈가 되고 있는 화학원소인 우라늄과 방사능에 대해서 알아보려고 합니다. 우라늄이라고 하면 당연히 많은 분들이 잘 모르고 있습니다. 생소한 이름이기 때문이지요. 고등학교 화학시간에 우리가 그렇게 싫어하던 원소 주기율표에도 등장하는 원소입니다. 우라늄은 인류에게 아주 큰 에너지자원이 되기도 하지만, 핵분열이 일어나면 방사선을 방출하기 때문에 아주 위험한 화학원소이기도 입니다. 

1. 우라늄의 역사

우라늄은 아주 오래전인 1789년, 피치블렌드라는 광석에서 처음 발견되었습니다. 피치블렌드는 우라니나이트(우라늄이 풍분한 광물)의 일종입니다. 피치블렌드에 들어있는 천연 우라늄은 고대 로마시대 때 부터 도자기 유약과 노란색 유리를 만드는데 사용해 왔습니다. 이후 우라늄에 대한 연구는 지속적으로 이루어졌으며, 현대시대에 들어오기 시작하면서 우라늄에 방사성 성질이 있다는 것이 발견되었습니다. 

우라늄의 원소기호는 영어 표기명 Uranium을 따라 U로 표시합니다. 원자번호는 92번입니다. 우리가 알고 있는 커다란 원자력 발전소에서는 전기에너지를 얻기 위해 우라늄을 에너지원으로 사용하고 있습니다. 즉, 원자력 발전의 중요한 에너지 자원입니다. 원자력 발전 같은 경우 우리나라 발전량의 약 40% 정도를 차지하고 있습니다.

야구공 정도 되는 아주 작은 크기의 우라늄에서는 같은 크기의 석탄에서 나오는 에너지보다 약 300만 정도 되는 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 이렇게 작은 크기로도 엄청난 에너지를 얻을 수 있기 때문에 우라늄은 현대시대와 앞으로의 미래시대에서는 아주 중요한 자원 중 하나입니다.    

2. 우라늄과 방사능

우라늄은 아주 유용한 에너지 자원이지만, 다른면에서는 아주 위험한 자원입니다. 우라늄이 원자력 발전에 쓰일 수 있는 이유는 핵분열을 일으키는 성질 때문입니다. 우리가 원자력 발전소에서 에너지원으로 사용하는 우라늄은 우라늄-235라고 합니다. 이 순수한 우라늄-235의 원자는 방사성 붕괴 과정인 자발 핵분열을 일으킵니다. 그리고 이 과정에서 방사선이 방출됩니다. 여기서 말하는 방사선의 세기를 우리는 방사능이라고 부릅니다.

 그래서 우라늄-235가 일정한 양이 모이게 되면 이 자발 핵분열로 인한 연쇄반응이 일어나 핵폭발이 발생합니다. 그러면 폭발과 함께 엄청난 세기의 방사선이 방출되게 됩니다. 이 핵폭발을 이용하여 만든 엄청난 무기가 바로 우리가 알고 있는 핵폭탄 또는 원자폭탄이라고 하는 것입니다.

3. 우라늄과 방사능의 무서움

①원자폭탄

위에서 설명한 우라늄의 폭발 성질로 만들어낸 최초의 원자폭탄은 바로 세계 2차 대전 당시 미국이 1945년 8월 6일 일본 히로시마에 투하했던 리틀보이 원자폭탄입니다. 

또한 우라늄을 통해서 만들어진 플루토늄도 원자폭탄을 만드는데 사용 하였으며, 일본 히로시마에 리틀보이 투하 이후, 1945년 8월 9일 일본 나가사키에 투하했던 팻 맨 원자폭탄이 그 예 입니다.

원자폭탄의 위력은 당연히 엄청난 파괴력과 살상력을 지녔습니다. 아주 약한 원자폭탄이더라도 투하 후 폭발만으로도 주변 반경 10km 이내의 콘크리트건물/목조건물/연와건물을 모두 가루로 만들어 버리며, 주변을 불바다로 덮어 버립니다. 조금 더 강력한 원자폭탄은 당연히 더 큰 위력을 지녔습니다. 현시대에는 과거와 달리 훨씬 강력하고 무서운 원자폭탄들이 만들어지고 있으며, 그 파괴력과 살상력은 상상할 수가 없다고 합니다.

②방사선 피폭

원자폭탄의 무서움은 파괴력도 있지만, 방사선에 의한 피폭효과가 더 큰 재앙을 불러옵니다. 아주 오랜 과거와 몇년 전에 일어난 각국의 원자력 발전소 문제가 세계적으로 이슈가 된 이유는 원자력 발전소 사고 이후 발생하는 방사선 때문입니다. 원자력 발전소에서 사용하는 우라늄과 플루토늄은 모두 원자폭탄의 원료이며, 여기에서 발생하는 방사선은 인간에게 당연히 아주 치명적입니다. 그리고 우리 인간이 이 방사선에 쏘이게 되는 것을 피폭이라고 합니다.

우라늄과 같은 방사성 물질이 사고나 폭발로 인해 그 주변에 나오게 되면 구름처럼 날아올라 대기에 확산됩니다. 그리고 서서히 지면에 쌓이는 모든 과정 안에서 우리는 피폭이 됩니다. 방사능으로 오염된 지역에서는 대기나 지면, 공기 중으로도 피폭이 가능하기 때문에 숨만 쉬더라도 방사능이 체내에 들어와 우리 몸을 죽입니다. 이외에도 다른 환경이나 동물, 식물을 통해서 우리 체내에 들어오게 되면 피폭되는 결과가 나타나게 됩니다. 한동안 일본의 원자력 발전소 주변의 어류와 해산물이 이슈가 됐었습니다. 어류나 해산물들이 방사선에 누출이 되고, 그 어류나 해산물을 인간이 먹게 되면 당연히 체내에 방사선 물질이 들어오게 되고, 피폭이 되기 때문에 큰 이슈가 된 것입니다.  

③피폭의 무서움

방사선은 우리 몸의 세포 DNA구조를 변형시켜버립니다. 직접적으로 많은 양의 방사선에 피폭될 경우 곧 바로 사망을 하며, 적은 양의 방사선에 피폭되더라도 세포 DNA구조에 문제가 생겨 돌연변이 상태가 됩니다. 이 돌연변이 세포는 죽지 않고 생존하여 증식이 될 수 있는데, 이는 시간이 지나면 암세포나 백혈병의 발생을 초래합니다. 또한 번식과 연관된 생식세포에 돌연변이가 생기게 되면 유전적 결함을 일으켜 자손에게도 영향을 줍니다. 인류역사상 가장 최악의 원자력 사고인 체르노빌 원자력발전 사고 이후에도 지속적인 돌연변이 식물체나 생물체, 유전적 결함 자손들이 나오는 이유도 다 방사능으로 인한 세포 DNA구조 변형 때문에 나타난 현상들입니다.

   

오늘은 이렇게 우라늄과 방사능에 대해서 간단하게 알아봤습니다. 너무 어렵지 않게 설명을 하기 위해서 아주 세밀한 설명과 정보는 쓰지 않았습니다. 저도 우라늄과 방사능에 대해서 아주 정확하게 알고 있지는 않지만, 도움이 됐으면 좋겠습니다.

방사능은 무섭습니다.