http://piratecom.blogspot.jp/2012/07/blog-post_12.html
2012년 7월 12일
“방사성 칼륨(칼륨40)도 방사선을 낸다” 라는 말을 아직도 역설하는 바보가 있어서 한번 제대로 써 둬야 하겠다. 방사성 칼륨과 방사성 세슘은 다르다.
뭐가 다르냐라고 한다면, 농축의 정도가 다르다.
핵종 분석기로 식품을 측정해 보면 알겠지만, 칼륨40의 농도는 안정되어 있다. 어떤 음식이라도 대체로 100Bq/kg대의 오더다. 이에 비해, 세슘의 농도는 예측불허다. 1000Bq/kg라는 심한 것도 예사로 나온다.

그럼, 왜 칼륨40의 농도는 안정되어 있느냐.
그것은, 칼륨39와 칼륨41이 ‘안정칼륨’이기 때문이다. 이 2개가 안정칼륨 전체의 99.9%를 차지하고 있다. 방사성 칼륨40은 칼륨 전체의 0.1%이다. 이 비율은 언제 어디서나 정확히 0.1%라는 것은 아니지만 대체로 이 비율이다. 어떠한 칼륨비료도 90%가 방사성칼륨일 수는 없다.
라는 말이 무슨 뜻인가 하면, 방사성 칼륨40이 1이 있을 때, 거기에는 반드시 안정칼륨이 999가 있다는 것이다. 어느 작물에서 차지하는 칼륨의 공간량을 1000이라고 치면, 그 중 999는 안정칼륨이 차지하고 있어서 방사성칼륨을 내쫓는 것이다. 즉, 방사성칼륨은 반드시 999의 스페이서(spacer region)를 따라 존재한다.
세슘은 이런 경우가 없다. 세슘이 있는 곳에 반드시 안정칼륨이 있는 것이 아니다. 그래서 불경운 재배(갈지 않은 밭)의 경우, 칼륨비료를 사용하지 않는 밭에서는 세슘을 차단할 칼륨이 모자라서 작물로의 전환계수 0.3이라는 무서운 일이 일어난다. 지금도 오염된 농지에서는 칼륨비료의 투입이 이루어지고 있지만, 그것은 안정칼륨을 세슘의 스페이서로 삼는 조작이다. 그렇게 밭에서 나온 작물을 세슘으로의 이행을 억제한다고 했을 때, 그 뒷산의 죽순과 산나물은 몇 베크렐일지 예측불허다. 가입지의 뒷산에 일부러 칼륨을 뿌리는 사람은 없을 테니, 거기에는 방사성세슘이 스페이서가 없는 노출된 상태가 된다. 버섯, 죽순, 산나물은 끝없이 세슘을 흡수해서 수천 베크렐이라는 무서운 농축이 되는 것이다.
우리가 방사성세슘을 문제 삼고, 방사성칼륨을 문제 삼지 않는 것은 이런 이유가 있기 때문이다. 이런 것은 한번이라도 핵종 분석기를 만져 보면 직감적으로 알게 된다. 책을 대충 읽고 ‘칼륨’ ‘칼륨’ 하는 것은 순전히 탁상공론이다.

http://pegasus1.blog.so-net.ne.jp/2013-07-15

2013-07-15
방사선영향의 낙관파가 자주 인용하는 것이 칼륨40입니다.
그러나, 세슘137과 칼륨40의 영향이 다르다면, 왜일까요. 자연핵종에 더해 인공 베타방출체가 부가된다는 양적인 효과일까요.
이들 두개의 핵종의 붕괴양식에서 큰 차이점을 알 수 있습니다. 칼륨40에서는 붕괴시에 방출되는 하전입자(베타선 등 전기를 띤 입자)는 베타선 또는 오제전자 1개 뿐인데, 세슘137에서는 베타선에 이어 내부전환 전자라고 불리는 고속의 전자가 뛰쳐나가는 경우가 9.6%나 됩니다. 계속해서 오제전자도 7%의 확률로 나옵니다. 즉, 하전입자가 동시에 2~3개 방출될 확률이 상당히 높습니다.

ECRR-2010권고 일본어판 150페이지에, 하나의 세포에 대한 복수 히트가 미치는 비선형(보다 큰)효과에 대한 기술이 있습니다. 윗 그림과 같이, 칼륨40에서는 붕괴핵에서 사실상 1개의 트랙(주석 참고) 밖에 발생하지 않지만, 세슘137에서는 9.6%확률로 적어도 2개 트랙, 게다가 7.4%확률로 3개의 트랙을 발생하기 때문에, 이 핵종을 받은 세포에서는(또는 이웃 세포도)복수의 트랙을 쏘이게 됩니다. 즉, 칼륨40이 세포에 단일 히트 밖에 가져오지 않는 것에 비해, 세슘137에서는 2-3 히트가 생길 확률이 10% 정도 됩니다.

(주석) 트랙: 고속으로 달리는 하전입자(베타선이나 기타 전자선과 같은 고속의 전자)는 그 트랙(주행하는 길)에 연속적으로 이온을 만들고, 이것이 세포손상의 원인이 됩니다. 또는, 직접 세포 내의 고분자를 파괴합니다.

후쿠시마 원전 사고로 방출된 핵종, 특히 해양오염에서 주의해야 하는 핵종은, 세슘과 함께 스트론튬90입니다. 이것은 뼈에 모이며, 체내 반감기도 50년으로 깁니다. 즉, 일단 받아들이면 거의 배출되지 않기 때문에 특히 위험합니다. 게다가 감마선을 내지 않기 때문에 측정이 어려워서 시민 측정실에서는 손을 쓸 수가 없습니다. 생선의 엄중한 감시가 필요합니다

<칼륨40과 세슘137, 각각의 붕괴에 따른 방사선의 편수>

칼륨40
아르곤40으로의 붕괴:베타+붕괴는 극히 약하다(0.001%), 주로 전자포획에 이어 오제전자 방출(2.66keV). 이어서 감마선(1460.8keV). 이 감마선은 에너지가 높기 때문에 내부전환은 거의 없다.
칼륨40으로의 붕괴:베타선 뿐. 감마선 없음.
즉, 아르곤40이나 칼륨40으로의 붕괴에서도 방출되는 하전입자는 오제전자 또는 베타선 중 1개 뿐이다.

세슘137
바륨137으로의 붕괴 뿐:94.7%가 661.7keV의 제2여기(第二励起) 상태로. 85.1%의 기저상태(基底状態)로의 감마선붕괴 또는 9.6%의 내부전환 전자(%는 모두 전 붕괴(全 崩壊)에 대한 비율(abundance). 이하 동일).

분기1, 감마선붕괴로의 분기에서는 그것으로 종료.
분기2, 내부전환에서는 계속해서 7.4%로 오제전자 방출(3.7keV)

이와 같이, 분기2에서는 베타선과 그에 이어서 2개의 전자방출과, 합계 3개의 트랙이 생긴다.

핵 데이타 참고：
http://www.nndc.bnl.gov/chart/decaysearchdirect.jsp?nuc=137CS&unc=nds
http://www.nndc.bnl.gov/chart/decaysearchdirect.jsp?nuc=40K&unc=nds

위의 핵 데이타 참고 링크가 여기서는 안 되네요. http://good.3owl.com/자연방사능과-인공방사능의-차이/ 이 페이지에서 링크 타시거나, 윗 본문 내용으로 가셔서 링크 타시기 바랍니다.

http://genjitsu.jp/archives/1360

인공방사성 핵종, 자연방사성 핵종이란

방사성 핵종은, 방사선을 내는 성질을 가진 핵종(원자 핵)을 가리킨다. 구체적으로는 칼륨 40·요오드131·세슘137 등이 꼽힌다.
인공방사성 핵종:핵 폭발이나 원자력 발전소에 의해 인공적으로 만들어진 방사성 핵종(요오드131·세슘137등)
자연방사성 핵종:천연에 존재하는 방사성 핵종(우라늄235, 칼륨40등)

Q. “인공방사성 핵종”에서 나오는 방사선과, “자연방사성 핵종”에서 나오는 방사선은 별개인가
A. 방사성 핵종에 따라 에너지의 차이는 다소 있지만, 나오는 방사선은 알파선, 베타선, 감마선으로 같다.
“자연방사성 핵종”으로서 다음의 성질을 갖는 칼륨40이 있다. 확실히 내부피폭이나 외부피폭이나 무시할 수 없는 양이지만, 문제 삼지는 않는다.

칼륨40(반감기 12억8천만 년)은 자연에 존재하는 대표적인 방사능으로 태양계가 만들어진 때부터 존재하고 있다.
식품 중의 농도는 꽤 높아서 백미, 무, 시금치, 사과, 닭가슴살 및 가다랑이 1kg에 포함된 칼륨의 무게는 각각 1.1, 2.4, 7.4, 1.1, 1.9 및 4.4g이다(백미 1kg중의 방사능 강도는 33베크렐에 해당한다)
체내에 들어가면 온몸에 널리 분포된다. 칼륨은 필수원소의 하나이다. 성인의 몸에 어떤 양은 140g(방사능 강도, 4000베크렐)으로 하루 섭취량은 3.3g이다. 생물학적 반감기는 30일이다.
자연에 존재하는 방사능으로서 내부피폭에 의한 선량이 큰 것 중 하나로 여겨진다. 내부피폭이 중요하므로 10000베크렐을 경구섭취했을 때의 실효선량은 0.062mSv이다. 체내에 항상 같은 양이 존재하므로 선량은 추정하기 쉽다. 생식소나 다른 유조직에 대한 연간 방사선량은 0.18mSv, 뼈는 0.14mSv이다.
감마선에 의한 외부피폭도 무시할 수 없다. 1kg의 칼륨에서 1m 거리의 연간 방사선량은 0.0055mSv이며, 일반 장소에서의 연간 방사선량은 0.01mSv에 이르는 것도 있다.
출처：원자력 자료 정보실(CNIC)- 칼륨40
http://www.cnic.jp/knowledge/2584

Q. “자연방사성 핵종” 칼륨40에 의한 피폭이 문제가 되지 않는다면, “인공방사성 핵종”도 문제가 안 되나.
A. 생물은 진화 과정에서 “자연방사성 핵종”의 칼륨40을 섭취해도 같은 양이 배출되어 체내에서 농축되지 않는 구조를 익혀 왔다. 따라서, 피폭량도 일정하게 되고, DNA의 복구기능 등으로 방사선의 영향을 가급적 받지 않는 구조가 생물에게는 갖춰져 있다.
그런데, “인공방사성 핵종”에 대한 방어는 진화의 과정을 거치지 않았다. 통상의 영양소와 마찬가지로 체내에 체류하고 특정 장소에 농축된다. 예를 들면, 인간의 신체는 방사선을 내는 요오드131을(갑상선 호르몬을 만드는데 필요한) 방사선을 내지 않는 요오드와 같이 갑상선이나 모유에 농축시킨다. 다른 “인공방사성 핵종”(스트론튬90과 세슘137등)에서도 다른 동물·식물에서도, 장소만 다를 뿐 체류(농축)한다.
체류(농축)된 장소에서는 방사선이 같은 장소에서 계속 나오기 때문에 DNA복구기능이라도 감당할 수 없다. 또, 먹이사슬을 거쳐 생물농축도 일으킨다.

사람이 요오드를 흡수하는 주요 경로는, ‘목초 -> 소 -> 우유 -> 사람’의 먹이사슬이다. 이동은 빠르게 진행되며, 우유 속의 방사성요오드 농도는 목초 위에 퇴적되고나서 3일 후에 정점에 달한다. 목초에서 제거되는 유효 반감기는 약 5일이다. 목초지 1m2에 요오드131이 1000베크렐 침적되면, 우유 1리터당 900베크렐이 포함된다고 추정된다. 체르노빌 사고에서는 방출량이 컸기 때문에 음료수나 공기 등을 지나는 경로도 생각할 필요가 있었다.
출처:원자력 자료 정보실(CNIC)– 요오드131
http://www.cnic.jp/knowledge/4815

스트론튬은 칼슘과 비슷한 성질을 가졌다. 화합물은 물에 녹기 쉬운 것이 많다. 체내에 섭취되면 일부는 신속하게 배설되지만, 상당 부분은 뼈의 무기질 부분에 모여 오래 잔류한다.
출처:원자력 자료 정보실(CNIC)– 스트론튬90
http://www.cnic.jp/knowledge/2590

세슘의 화학적 성질과 체내섭취 후의 움직임은 생물에게 중요한 원소인 칼륨과 비슷하다. 체내에 들어가면 전신에 분포되며 약 10%는 신속하게 배설되고 나머지는 100일 이상 체류한다.
출처:원자력 자료 정보실(CNIC)– 세슘134
http://www.cnic.jp/knowledge/2596

Q. 일본의 자연방사선량은 땅에 있는 “자연방사성 핵종” 등의 영향으로 0.05~0.19mcSv/h정도이다. 관동이 0.05mcSv/h전후, 화강암이 많은 히로시마·야마구치·에히메 지역 주변이 0.11mcSv/h전후이다. 후쿠시마 원전사고 이후 “인공방사성 핵종”에 의한 관동지역 방사선량이 올랐다고 해도 0.11mcSv/h전후라면 문제 없지 않나.
A. 2011년 3월 동일본에서 대기중의 방사선량(공간선량)이 오른 것은 후쿠시마 원전에서 방출된 “인공방사성 핵종”이 대기 중에 비산되었기 때문이다. 몇일 몇달 지나면서 공간선량은 점차 내려갔지만, 이는 비나 눈 때문에 “인공방사성 핵종”이 땅에 침착되거나, 반감기가 짧은 방사성 핵종(반감기 8일의 요오드131)등이 점차 사라졌기 때문이다.
원래 공간선량의 비교는 외부피폭량을 비교하게 된다. 그러나, 문제가 되는 것은 외부 피폭에 비해 내부 방사능 노출이 위험하다는 점이다. 땅에 침착된 “인공방사성 핵종” 세슘134와 세슘137이 식물·동물로 생물 농축되고, 그것을 인간이 먹는 내부피폭을 주의해야 한다. 따라서, “자연방사성 핵종”만의 공간선량과 “인공방사성 핵종”이 포함된 공간선량을 비교하는 것은 적절치 않다. “인공방사성 핵종”에 의한 토양오염, 해양오염을 주의해야 한다.

방사성 핵종의 농축에 대해서 보다 정확한 기술이 있어서 인용한다.
칼륨40은 식품 중에 함유되어 있는 천연방사성 핵종 중에서도 가장 많다. 음식을 통해 인체에 섭취된 칼륨은 생리적으로 조정돼 있어, 항상 일정한 농도로 유지되고 있으므로 칼륨40의 체내량도 일정하다.
환경 속의 인공방사성 동위원소 중에서 주요한 것은 요오드131, 세슘137, 스트론튬90 등이다. 이것들은 각각의 화학적 성질에 따라 갑상선, 혈액과 근육, 뼈 등에 모인다.
출처:인체 중의 방사능(09-01-01-07)– ATOMICA
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=09-01-01-07 이 링크도 본문에서 안 되네요. 이 사이트에서 링크 타실 수 있습니다. http://good.3owl.com/자연방사능과-인공방사능의-차이/

다음으로 인공방사성 핵종이 체류(농축)되는 배경과 실제로 식품의 오염 상태에 따라 체내량도 늘어나는 표를 인용한다.
핵실험 등으로 지표로 나온 세슘137은 먹이사슬을 통해 인체에 섭취된다. 침입한 세슘137이 인체 내에 머무는 시간을 생물학적 반감기로 나타내면, 일본 성인 남자는 평균 약 90일로 비교적 짧다. 체내량의 추이는 배설량과 섭취량의 차이로 정해진다. 배설량은 생물학적 반감기와 체내량이 결정하고, 생물학적 반감기는 섭취량과 비교하면 안정되어 있으므로, 체내량의 추이는 섭취식품의 오염 상태의 추이와 유사한 시간경과에 따른 변화를 나타낸다.

최대 5장 넘겨서 업로드 불가. 나머지 한장은 이 곳에서 보세요. http://good.3owl.com/자연방사능과-인공방사능의-차이/