라돈(Rn)

라듐에서 생성되는 방사성 비활성 기체 원소[Radon]

얼마전 침대에서 라돈이 검출돼 온 국민을 경악케 했다.

지금도 당시 문제가 됐던 라돈 침대가 제대로 수거가 되지 않았거나 폐기 되지 않은 채 일부 야적돼 있어 논란이 일고 있다.

라돈은 흙이나 모든 광물질에서 미량이나마 나올 수 있다.

우리가 주변에서 쉽게 접하는 화강암이나 석회석 등에 들어있는 라듐이 균열되며 라돈이 생성되기 때문이다.

더구나 이런 재료들은 건축의 주요 자재인 콘크리트, 석고보드, 석면슬레이트 등으로 사용되거나 가구 등에도 이용되고 있어 철저한 검증이 필요하다.

원자번호 86번의 원소 라돈(radon, Rn)은 색, 냄새, 맛이 없는 기체이며 강한 방사선을 내는 비활성 기체 원소로, 1900년을 전후해서 여러 방사성 물질에서 발산되는 기체로 발견되었다.

우라늄과 토륨의 방사성 붕괴 사슬에서 라듐(radium, Ra)을 거쳐 생성되는데, 원소 이름은 이의 원천 원소 라듐에 비활성 기체의 접미어 ‘on’을 붙여 지은 것이다.

지구 대기 중에는 기체 분자 1020개당 대략 6개의 비율로 들어 있으며, 대기 중의 전체 양은 100g 미만이다.

화강암에는 암석 10억 톤당 0.4mg의 비율로 들어있으며, 이외에도 인광석, 석회석, 변성암, 흙 등에도 라돈의 전구물질인 라듐이 들어있다.

지진 활동 등으로 암반이 균열되면 대기로 방출된다.

따라서 흙, 시멘트, 지반의 균열 등에서 방출되는 라돈 기체가 환기가 잘되지 않은 건물, 특히 지하실에 농축되는 경우가 많아 외부 대기에서보다 월등히 높은 농도로 라돈이 축적될 수 있다.

일부 온천수, 광천수, 지하수 등에서도 평균 이상의 라듐과 라돈이 발견되는데, 온천수에 평균 이상이 녹아 있는 온천을 라듐 온천 또는 라돈 온천이라 부른다.

대지나 지하수에 포함된 라듐에서 라돈이 생성되고, 이것이 환기가 잘되지 않은 건물 내부에 축적될 수 있다.

라돈은 폐암 등을 유발하는 방사선 때문에 건강에 위험한 기체로, 미국환경보호국은 라돈 흡입이 흡연 다음가는 주요 폐암 원인이라고 경고하고 있다.

<과거에 방사선 암 치료와 기체 누출검사에 사용. 현재는 거의 용도 없음> 

과거에는 라돈을 암의 방사선 치료나 기체 누출 검사에 사용하기도 하였으나, 지금은 보다 효율적이고 안전한 방사성 동위원소들도 대체되었다.

라돈은 강한 방사선을 내며, 색, 냄새, 맛이 없고 화학 반응성이 거의 없는 비활성 단원자 분자 기체이다.

라돈은 산업적으로는 우라늄 광석의 처리 과정에서 부산물로 얻는다.

또 라듐(226Ra, t1/2=1600년)의 자연 방사성 붕괴에서도 얻어진다.

지금은 라돈이 실용적으로 거의 사용되지 않으며, 다만 222Rn 검출기 보정용으로 라돈의 전구물질인 라듐 용액이 가끔 사용되고 있다.

20세기 초반에는 라돈 기체를 밀봉된 금 바늘에 넣고 생체에 이식시켜 암의 방사선 치료에 사용하였는데, 이때에는 α와 β선은 걸러내고 γ선만 통과시켜 암 세포를 파괴하도록 하였다. 그러나 건강한 세포도 방사선에 의해 손상되고, 또 조작이 복잡하여 지금은 다른 방사성 동위원소들로 거의 대체되었다.

라돈은 또한 다른 기체나 액체에 첨가되어, 기체가 새는 것을 검출하는데도 사용되었다.

라돈은 기름과 같은 물질에 잘 흡착되기 때문에 기름으로 오염된 토양의 연대 측정에 사용되었다.

또 어떤 지하수에는 라돈이 높은 농도로 들어있으므로, 하천의 라돈 농도는 지하수의 유입 여부를 나타내는 지표로 사용되기도 한다.

지각에 갇혀있는 라돈은 암반이 균열되면 대기 중으로 방출되는데, 라돈은 반감기가 짧기 때문에 대기 중의 라돈은 최근에 유출된 것이다.

따라서 대기 중의 라돈 농도의 증가 여부로 새로운 지각 균열을 검출하고 대 지진을 예측하려는 시도도 있다.

<위험성>

흙, 암반, 건축재료 등에 들어있는 라듐의 방사성 붕괴에서 방출, 유전자변형 유발

라돈의 직접적인 생물학적 역할은 없으나, 라돈에서 방출되는 방사능이 지구상의 배경 방사능(background radioactivity)의 주된 몫을 차지하는 것으로 미루어 볼 때, 이에 의한 유전자 변형이 생명체의 진화에 간접적인 역할을 하였을 것으로 여겨지고 있다.

라돈은 라돈 자체 혹은 이의 방사성 붕괴 생성물들이 내는 강한 방사선 때문에 인체에 매우 해로운 원소이다.

중세 시대부터 광산에서 일했던 광부들이 수명이 짧고 폐병(폐암)으로 사망한 경우가 많았는데, 이의 주된 원인이 라돈으로 여겨지고 있다.

라돈은 또한 흙, 암반, 건축재료 등에 들어있는 라듐(우라늄의 자연 방사성 붕괴에서 생성됨)의 방사성 붕괴에서 방출되므로 환기가 잘 되지 않은 건물의 실내, 특히 지하실에 라돈 기체와 이에서 생성된 방사성 물질들이 축적되어 거주자의 건강을 위협할 수 있다.

대기에서의 라돈 함량은 지역에 따라 크게 다른데, 넓은 바다를 면한 해안에서의 평균 농도는 1 Bq/m3, 대륙에서의 평균 농도는 약 10 Bq/m3, 실내의 평균 농도는 39 Bq/m3인 것으로 보고되었다.

미국 환경보호국(EPA)은 라돈 흡입이 흡연 다음으로 큰 폐암 발병 요인이며 실제로 폐암 환자의 약 10%가 라돈 흡입에 의한 것으로 간주하고, 실내 환경의 라돈 농도가 148 Bq/m3 이하가 되도록 권고하고 있다.

한편 심할 경우 가정집의 지하실에서 약 10만 Bq/m3의 라돈이 검출되기도 하고, 어떤 우라늄 광산에서는 100만 Bq/m3의 라돈이 검출되기도 하였다./이재철 기자 [에너지단열경제]

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