• 최종편집 : 2020.10.17 토 20:18

삼중수소에 대하여

건강미디어l승인2020.04.11l수정2020.10.09 20:38

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박찬호(반핵의사회 운영위원, 녹색병원 사무처장)


1. 들어가는 말
2. 삼중수소의 발생과 특징
3. 핵발전소에서 삼중수소의 일상적 방출
4. 삼중수소의 건강영향 쟁점사항
5. ICRP와 삼중수소
6. 외국의 피해사례(번역문)
7. 결론


1. 들어가는 말 

2011년 3월11일 지진과 쓰나미로 1호기와 3호기는 수소폭발이 일어난 후쿠시마핵발전소는 지금도 핵물질이 계속해서 분열 중에 있다. 핵연료를 냉각시키기 위해서는 특별한 방법이 있을 수가 없기 때문에 일본정부와 도쿄전력은 지금도 매일 물을 쏟아 붓고 있는 실정이다. 이외에도 빗물이나 원자로 건물 내부로 스며드는 지하수가 섞이면서 대량의 방사선 오염수가 발생하는 중이다. 2018년 기준으로 일본 언론의 보도에 의하면 원자로를 식히기 위한 물 주입 하루 70톤과, 이외에 하루 100톤의 지하수가 유입되어 총 170톤의 오염수가 매일 발생하고 있다. 

현재 오염수의 처리과정은 1) 스트론튬. 세슘의 농도 완화, 2) ALPS(다핵종방사성제거설비)에 의한 62종의 방사성 핵종 농도 완화, 3) 탱크보관이라는 3단계를 거친다. 일정하게 방사성 핵종의 농도를 완화하더라도, 특별히 삼중수소는 제거할 수 없기 때문에 탱크에 보관하는 것이다. 그러나 최근 일본 정부는 그림2에서 보다시피 오염수 보관량이 현재의 오염수 처리 가능용량인 134세제곱미터에 도달하는 2020년 여름에는 탱크보관이 한계에 도달한다고 전망하면서 어쩔수 없이 바다에 방류하는 대책을 적극적으로 모색하고 있다.

▲ 그림 1. 오염수 처리 과정

이에 대해 지역주민들이나 어민들, 시민단체가 강력하게 반발하고 있다. 만일 오염수를 해양으로 방류하면 주변의 해양생태계는 괜찮은 지, 또 주민들이나 어민들의 건강에는 어떤 영향을 주는 지는 물론이거니와, 다른 국가에는 영향이 없는 지를 놓고 전 세계적인 쟁점이 되고 있다. 후쿠시마 핵발전소 오염수의 해양방류는 태평양을 통한 방사선의 전 세계 확산이 필연이기 때문이다. 이때의 방사성 물질은 단연코 삼중수소가 핵심이다. 물론 일본정부도 인정하다시피 세슘 등의 방사성 핵종도 비록 희석되었다고는 하나 여전히 남아 있다. 하지만 현재의 과학기술 수준으로는 전혀 제거할 수 없는 핵종인 삼중수소가 문제의 핵심이라는 점에서는 대체로 인식이 같다. 삼중수소는 수소(의 방사성동위체)이기 때문에, 화학적 성질은 보통의 수소와 같다. 삼중수소의 화학적 성질을 이용한 분리는 기본적으로 가능하지 않다. 이런 논란에도 불구하고 일본정부는 올림픽과 맞물려 해양방류를 강행할 것이라는 전망이 지배적이다.  

▲ 그림 2. 오염수 처리 현황

사실 오염수 처리방안이 꼭 해양방류 한가지만은 아니다. 일본정부가 인정한 여러 방법이 없지는 않다. 막대한 비용을 들인다면 삼중수소를 농축하는 것과 동일한 과정, 가스확산법이나 가스원심분리법 등으로 몇십 단계를 반복하여 제거할 수 있다. 그러나 이런 비용의 투입은 핵발전소 가동에 엄청난 비용이 들어간다는 점을 아주 구체적으로 확인시켜주는 것이다. 당연히 핵발전소에 대한 여론은 더 나빠질 수밖에 없다. 주민들로서는 여러 상황을 판단한 끝에 부지추가 확보를 통한 계속적인 탱크보관을 강력하게 요구했다. 일본 경산성은 오염수 처리에 대해 다음 [표1]1의 방식을 제시한 바 있다. 일본정부가 최종 선택한 것은 바로 돈이 가장 적게 들어가는 방식이다.  


2. 삼중수소의 발생과 특징

삼중수소는 베타방사선이라는 일종의 보편성과 삼중수소 고유의 특성이라는 두 가지를 통합해서 이해해야 한다.  원자핵에서 방사되는 방사선에는 3종류가 있다. 알파선, 베타선, 감마선이다. 알파선은 공기 중에서는 45mm, 체내(개체내부)에서는 40μm밖에 날지 못하며, 이때 약 10만개의 분자를 절단시킨다. 베타선은 (에너지를 1MeV로 해서)공기 중에서는 1m정도 까지 날고, 체내에서는 비정거리가 약 10mm이며 이때 약 25,000개의 분자를 절단시킨다. 감마선은 물질과의 상호작용이 약해 드문드문 방사선 에너지를 방출하면서 멀리까지 날아간다. 즉 인간의 몸을 관통할 수 있지만, 듬성듬성 에너지를 소모하는 것이다. 다시 말해 방사선이 생체조직을 통과할 때, 감마선은 투과력이 세지만, 알파선은 극히 밀도가 높은 전리작용을 해서 수십만 전자볼트(eV)의 에너지를 수십μm 이동하는 중에 전부 방출하기 때문에 투과력은 극히 약하다. 베타선은 감마선과 알파선의 중간수준으로 인체 내에서는 통상 수cm이동하고는 에너지를 상실한다. 삼중수소는 베타선의 특징으로 인해 특히 인체 조직에 결합하여 방사성 붕괴가 될 경우 상당한 문제가 발생할 수 있다. 전리작용으로 인한 인체장애가 커지는 것이다. (이에 대한 내용은 뒤에서 다룬다.)  여타의 방사능은 특정 장기에 침착하는 경향이 크다. 예컨대 요오드는 갑상선, 스트론튬은 뼈 등이라고 할 수 있다. 그러나 삼중수소는 혈액을 통해 전신을 이동한다. 혈액을 통한 전신이동은 삼중수소 고유의 특징이다.

앞에서 언급했지만 삼중수소는 수소의 방사성 동위원소이다. 동위원소라는 것은 같은 원소인데 질량수가 다른 것을 의미하며 원소의 “핵종”과 같은 말이다. 핵종에는 “안정핵종”(안정형태)과 “방사성핵종”(방사성 붕괴하는 불안정형태)이 있다. 자연에 존재하는 수소의 대부분은 두 개의 안정핵종, 즉 수소와 중수소(듀테륨deuterium)이지만, 제3의 핵종으로서 “삼중수소(트리튬tritium)”도 있는 것이다. 이것은 대단히 낮은 농도에서 자연에도 존재한다.통상 수소원자가 양전자를 갖는 양자1개와 음전자를 갖는 1개의 전자로서 형성되는 것에 비하여 삼중수소는 전하를 갖지 않는 중성자 2개를 양자에 추가해서 질량수 3의 원자핵을 갖는 수소원자이다.[그림3]

▲ 그림 3. 삼중수소 개념도

중성자와 양자는 거의 무게가 같고, 전자는 양자나 중성자에 비해 약 1,800분의 1에 불과하기 때문에 삼중수소는 통상 수소보다 3배 무거운 수소원자이다. 삼중수소의 화학적인 성질은 양자와 중성자에서 형성된 원자핵 주변에 묶여 있는 음전하를 갖는 전자로 결정되기 때문에, 수소원자와 변함이 없고, 어디서나 통상적인 수소로 치환되고 다양한 원자와 결합한다. 바로 이점이 삼중수소의 첫 번째 특징이다. 삼중수소는 분자단위에서는 언제나 수소로서 인식되고 수소와 같은 역할을 하지만 수소는 아닌 셈이다. 삼중수소의 두 번째 특징으로서 산소와 결합해서 통상적인 물이 아닌 삼중수소 T를 함유한 삼중수소물(HTO)이 된다는 점이다. 이것은 첫 번째 특징으로 인한 필연적 결과이다. 음식이나 음료수를 통해 물을 섭취하게 되면 물은 인체 내에서 대부분 혈액을 통해 온 몸으로 이동한다. 인체는 일반적인 물과 삼중수소물을 구별하지 못한다. 오염수처리 문제에서 언급했듯이 삼중수소를 물에서 분리할 수 있는 기술도 아직은 없다.  어쨌든 인체는 배설작용을 하기 때문에 일시적으로 삼중수소물을 섭취해도 큰 문제는 없다. 성인의 경우 삼중수소 물의 생물학적 반감기는 약 10일이다. 

세 번째 특징은 삼중수소가 수소와 동일한 화학성질을 갖고 있고, 또 삼중수소물이 전신을 이동한다는 사실에서 필연적으로 발생한다. 삼중수소는 “수소”이기 때문에 인체내부에서는 주요 화합물인 단백질, 당, 지방 등의 유기물에도 결합하여 화학구조식 중에 수소로서 포함되는 유기결합삼중수소(OBT ; Organically Bound Tritium)가 된다. OBT는 핵시설에서 발생하는 삼중수소물의 수증기로 오염된 토지에서 재배한 야채나 곡물만이 아니라, 생물농축으로 인한 어패류 등을 섭취하여 발생한다. 말하자면 음식이나 호흡 등, 인체가 필요로 하는 신진대사 과정에서 삼중수소를 섭취하여 발생한다.3

특별히 노동자들은 일반적으로 핵재처리시설이나 핵발전소 등에서 삼중수소물, 삼중수소원자, 금속삼중수소 및 먼지, 발광성 화합물, 삼중수소화 된 생화학적 기질 및 여타의 다양한 인위적 화학 형태와 같은 더 높은 수준의 삼중수소에 피폭한다.4 이처럼 다양한 과정을 통해 인체 내부로 섭취된 삼중수소는 수소처럼 인체조직이나 세포에 결합한다. 주지하다시피 우리 인체 내부에 수소를 함유한 화합물은 무수하게 많다. 탄수화물도 지방도 단백질도 DNA도 호르몬도 생명과 관계있는 모든 물질이 화학구조에서는 수소를 포함한다. 

OBT는 HTO와는 전혀 다른 거동양태를 나타낸다. 우선 배출이 늦어진다. 그만큼 인체에 머무는 시간이 길어진다.  HTO보다 20~50배나 길어진다는 보고가 있다. 예컨대 2007년 그린피스의 이안 페어리(Ian Fairlie)는 다양한 연구결과로부터 탄소와 결합한 OBT의 생물학적 반감기는 대단히 길어서 200~550일까지 늘어남을 주장했다.특히 인체의 연조직(soft tissue)에 분포하는 OBT가 집중적으로 반감기가 늘어나는 양상을 나타낸다.6 반감기가 늘어나는 것이 곧 유해하다는 것이 아니라, 방사성 붕괴로 인한 유해 가능성을 높이는 것이다. 마치 시한폭탄과 같은 상태가 되어 버린다. 

다만 아직까지 OBT의 정확한 인체 내 동역학에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다는 것이 대체적인 평가이다. 특히 초과상대리스크 등의 값을 구하기 위해선 선량을 측정할 수 있어야 하는데 인체내부의 분자단위에서 발생하는 현상에 대해 직접 측정하기가 어렵다. EU방사선방호위원회는 2008년도 보고서에서 “(OBT의)신진대사 과정과 유지에 대해 알려진 것은 거의 없다. 삼중수소를 포함하는 생물학적 유기 화합물의 섭취로 인해 발생하는 OBT는 정상적인 OBT 경로로 진입할 것으로 예상되지 않으며, 이러한 유형의 피폭에서 방사선량의 정확한 추정치를 얻기 위해 이용할 수 있는 방법은 없다.”7 고 서술했으며, 이러한 내용은 아직도 유효한 상태이다. 

유럽연합 방사선방호위원회가 2008년도에 펴낸 삼중수소 보고서에는 삼중수소를 베타방사선의 일반적인 특징이 가장 전형적으로 적용될 수 있는 핵물질로 본다. 그런데 이러한 베타방사선이 위에서 언급한 인체조직과 결합한 유형의 피폭에서는 정확한 방사선량의 추정치를 얻기가 매우 어렵다는 점을 강조하면서도 기존의 생물학적 상대 효과비(RBE)는 너무 낮다고 지적한다.8 RBE라는 것은 방사선의 고유 특성에 따라 인체에 주는 영향이 각기 다른 점을 반영하기 위해 마련한 것이다. 특별히 ICRP는 베타선과 감마선을 가장 기본적인 방사선으로 동일하게 취급하여 “1”이라는 수치를 부여한다. 감마선의 투과력과 베타선의 밀도를 같이 다루는 방사선보건학자는 세상 어디에도 없고, 그렇게 서술한 교과서도 없다. 유럽방사선방호위원회는 “2”라는 수치를 제시했지만, 특별한 이유, 즉 “핵산업 보호”라는 이유 때문에 무시되었다. ( ICRP에 대해선 뒤에서 언급한다.) 

요컨대 베타선이라는 밀도 높은 전리작용과 함께 고유의 거동양태(분자수준의 인체조직 결합 등)를 모두 고려한다면, 삼중수소는 특별히 사람의 인체내부에서 발생하는 피폭, 즉 내부피폭과 깊은 관련성이 있다고 할 수 있겠다. 물론 인체 내 OBT의 상세한 거동양태나 선량측정 등의 어려움으로 분명한 메커니즘 분석은 어렵고 불확실성으로 남아 있으나, 인체에 대한 영향만큼은 틀림없는 사실이다.  


3. 핵발전소와 재처리시설에서 삼중수소의 일상적 방출

통상 삼중수소는 핵발전소와 핵재처리시설에서 많이 발생한다. 핵재처리 시설의 삼중수소 발생량은 핵발전소와 비교할 수 없을 만큼 많다. 먼저 핵발전소를 살펴보고 이어 핵재처리시설을 다룬다.

핵발전소는 원자로의 형식에 따라 비등수형과 가압수형으로 나눈다. 주지하다시피 우리나라의 핵발전소는 전부 가압수형이다. 삼중수소는 특히 가압수형에서 많이 발생한다. 가압수형은 다시 경수로와 중수로로 분리할 수 있는데, 삼중수소는 중수로에서 더 많이 발생한다. 삼중수소의 발생량으로만 놓고 보면 중수로 > 경수로 > 비등수형이라는 도식이 성립한다. 

삼중수소는 원자로에서 우라늄이나 플루토늄이 핵분열을 통해 3개로 분리되는 3중핵분열 반응으로 발생한다. 특별히 가압수형 원자로에서는 보론boron이나 리튬Lithium등의 가벼운 원소와의 중성자 반응 때문에 삼중수소의 방출량이 많다. 이와함께 주로 이산화 우라늄UO₂의 3중핵분열 반응으로 삼중수소가 발생하고, 이 때는 삼중수소가 연료봉에 축적된다. 평상시에는 연료봉을 싸고 있는 지르코늄합금으로 제작한 피복관으로 인해 방출이 거의 없지만, 사고나 재처리 등의 경우 연료봉이 파괴되면 외부로 방출된다.9 

중수로는 감속재와 냉각재로 중수를 사용하고 있기 때문에 중성자에 쪼여 생성된 삼중수소의 양이 경수로와 비교하여 많은 양을 차지한다. 우리나라의 경우는 월성 핵발전소가 이에 해당한다. 월성의 원자로는 캐나다에서 제작한 칸두형CANDU(Canada Deuterium Uranium)으로 알려졌다. 월성은 삼중수소가 우리나라 여타의 핵발전소보다 “액체 방사성폐기물은 약 2 배 내지 3배, 기체방사성폐기물의 경우는 약 10 배 정도가 배출되고 있다.”10

칸두형 원자로의 삼중수소 발생에 대해 조사한 2007년도 그핀피스 보고서에는 “삼중수소는 원자로를 가동할 때, HTO의 수증기 형태로 환경에 방출된다. 많은 사람들이 추측하는 것과는 달리 굴뚝같은 시설을 통해 배출되는 경우는 드물고, 대개는 기계, 펌프, 밀봉, 파이프, 원자로 건물 벽 등의 틈을 통해 HTO의 수증기가 배출된다. 즉 HTO의 수증기는 사실상 모든 표면, 원자로건물 구석구석으로부터 문자 그대로 흘러나온다.”고 서술했다.11 

우리나라의 경우 월성핵발전소의 삼중수소 집중발생은 이미 2014년도부터 거론될 정도로 이미 인근 지역주민들에게 영향을 미치고 있다. 월성핵발전소 바로 곁에 살고 있는 경주 양남면 나아리 주민들이 월성원전홍보관 앞에서 천막농성을 펼치며 이주를 요구한 적이 있다.12 이들은 “30년 동안 배출된 삼중수소의 피해는 우리 주민이 당하고 있는데 지금까지 한 번도 피해 여부에 대한 조사나 실사를 한 적이 없다.”고 주장했다. 2016년에는 동 지역의 5세 아동의 몸속에서 삼중수소가 다량 검출되어 우려를 낳았다. 

삼중수소는 울산시민들에게서도 검출된 바 있다. 경주의 환경단체와 주민들은 2015년 월성 핵발전소의 영향을 받을 가능성이 있는 주민들을 월성핵발전소로부터 거리에 따라 구별하여 뇨시료를 대상으로 삼중수소 검출량을 조사한 바가 있다. 결과는 거리가 가까울수록 100% 삼중수소가 검출되었다. 월성핵발전소의 행정적 경계구역은 경주이나, 울산 북구지역(북구청 17km)이 경주시내(26km)보다 근거리에 위치하고 있어, 주변 환경에 대한 오염 조사 필요성으로 인해 검사한 것이다.13 2018년도에는 고리 핵발전소 주변 조사에서도 삼중수소가 예상보다 많이 나온 적이 있다.14 이러한 한국에서의 삼중수소 방출 문제는 일본에게도 빌미를 제공하고 있다. 사실 삼중수소 해양방류에 대해선 한일 간에 차이가 거의 없다고 해도 과언이 아니다. 최근 한국에서 일본의 후쿠시마 핵발전소 오염수의 해양방류 문제에 대한 우려를 지속적으로 표명하자, 일본에서는 한국의 월성 핵발전소가 후쿠시마보다 총량의 8배나 많은 삼중수소를 바다에 방류했다고 주장한 바 있다.15 

▲ 그림 4. 국내 핵발전소 삼중수소 배출량 연도별 추이 16

 

사실 지역주민들보다 더 심각한 것은 노동자들이다. 특히 원자로를 보수 정비하는 하청노동자들의 뇨중 삼중수소는 일상적으로 검출되고 있다. 그러나 한국에서 핵발전소 노동자, 특히 원자로 유지보수 작업에 투입하는 하청노동자들의 삼중수소 실태에 대해선 이렇다 할 자료가 없는 실정이다. 국내의 한 논문은  “중수로 원전 종사자의 삼중수소로 인한 내부피폭이 우려되며, 실제 국내 중수로 원전 종사자의 경우 방사선 피폭의 약 30%가 삼중수소에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다.”고 서술했다.17 삼중수소에 대해 지역주민들의 문제제기가 많았지만, 내부에서 근무하는 노동자들의 피폭량에 대해선 사실상 일반적인 관심이 없다고 볼 수 있다. 

한편 일본의 반핵단체는 삼중수소와 관련해서 후쿠시마 핵발전소의 오염수 문제도 제기하지만, 더 큰 문제라고 생각하는 시설이 바로 핵 재처리시설이다. 우리나라는 아직 핵 재처리 시설이 없지만, 일본은 곧 가동할 예정이다. 일본정부는 홋카이도 바로 밑에 있는 아오모리현 롯카쇼무라에 재처리 공장을 세웠다. 롯카쇼무라에는 니혼겐넨(日本原燃)주식회사가 운영하는 우라늄 농축공장, 저준위방사성폐기물 매설센타, 고준위방사성폐기물 저장관리센터, 재처리공장 등이 밀집되어 있다. 핵연료의 재처리라는 것은 핵발전소에서 가동을 마친 핵연료를 수거하여 이를 정련한 후에 우라늄과 플루토늄을 생산한다. 한마디로 재처리 시설은 핵폭탄을 만들기 위해서는 필수적이다. 롯카쇼무라의 재처리 공장은 1993년 4월에 착공하여 2014년에 일본의 원자력규제위원회에 사용허가신청을 제출한 상태이다. 최근 일본정부는 사용허가 신청을 승인하려 한다는 보도가 나오고 있다.  다음 그림에서 보는 바와 같이 재처리공장에서는 절단, 용해공정에서 연료봉을 파괴하여, 연료봉 속에 포함되어 있는 삼중수소가 외부로 대량으로 방출된다. 연료 속 거의 모든 삼중수소가 방출되는 것이다. 상당히 두려운 사실이지만, 일반적으로는 거의 알려져 있지 않다.18 

 2015년 4월1일의 로이터통신 기사에서는 “후쿠시마 1호기에는 현재 900조 베크렐 규모의 삼중수소가 있지만, 사고전인 2009년에는 연간 2조 베크렐을 바다로 내보냈다. 아오모리현 롯카쇼무라에 건설한 핵연료재처리시설은 본격 조업할 경우 후쿠시마 1호기에 저장하고 있는 양의 20배 규모가 되는 1.8 × 1,016(1경 8,000조)베크렐의 삼중수소가 1년간에 배출된다.”고 보도했다. 한마디로 칸두형 핵발전소(중수로)의 삼중수소 배출량은 그야말로 세발의 피가 되는 어마어마한 양의 삼중수소 배출이 불가피해지는 것이다. 

▲ 그림 5. 재처리 공장의 공정도 19

 

4. 삼중수소의 건강영향 

이상에서 서술한 삼중수소의 특징으로부터 삼중수소의 건강영향을 유추할 수 있다. 삼중수소는 자연에서 발생하기도 하지만, 모든 핵발전소에서 일상적으로 방출하고 있다. 이중 가압수형 핵발전소가 비등수형보다 더 많이 배출하고, 특히나 캐나다의 칸두형 중수로는 여타의 모든 핵발전소 보다 훨씬 많은 삼중수소 배출의 특징이 있다는 점을 확인했다. 아울러 한국에는 핵재처리시설이 없으나, 예를들면 일본에서 곧 가동할 예정인 롯카쇼무라의 핵연료 재처리시설에서는 칸두형 중수로 핵발전소보다도 몇 십배 많은 삼중수소를 배출한다. 칸두형 핵발전소나 핵재처리시설에서 근무하는 노동자들은 제일 많은 삼중수소에 노출되고, 이와 함께 인근의 지역주민들도 일상적으로 삼중수소에 노출된다. 

이렇게 노출된 삼중수소는 사람들이 음료수, 음식물, 공기 중 호흡 등, 인간의 신진대사작용 과정에서 인체로 섭취된다. 섭취한 삼중수소는 혈액을 통해 인체의 모든 곳으로 이동하며, 이때는 삼중수소물(HTO)의 형태를 갖추고 있다. 대체로 약 10일의 생물학적 반감기가 지나면 대다수의 삼중수소물은 배설되는 데, 그러나 섭취한 삼중수소의 극히 일부가 유기결합삼중수소(OBT)로 변하면서 인체의 분자수준에서 각종 조직이나 세포에 침착(결합)한다. 가장 위험하고 가장 민감한 건강영향은 바로 유기결합삼중수소와 관련해서 발생한다. 

OBT의 건강영향과 관련해서 독자여러분들이 기억해야 것은 첫째, 삼중수소가 OBT의 형태를 띠고 있는 한, 문제가 되는 것은 내부피폭이라는 점이다. 현대의 내부피폭에 대해 지금까지 많은 학자들이나 단체에서 일반적인 설명을 많이 했다. 아직까지 과학적으로 분명히 완결된 해명이 이루어지지 않았으나, 내부피폭의 존재 자체를 의심하는 경우는 없다. 독자여러분들은 내부피폭을 필자가 제시하는 유형별로 기억할 필요가 있다. 

우선 첫째로 “2-충돌 유형”이 있다. 이것은 특히 유럽방사선리스크 위원회(ECRR)가 제기한 내용이다. “2-충돌”은 세포분열이 완성되기 전에 방사선에 두 번 충돌(피폭)한다는 개념이다. 내부피폭의 특징상 상당히 낮은 저선량에서도 “2-충돌”이 발생한다. “2-충돌”은 돌연변이의 가능성이 극히 높은 것으로 알려져 있다. “2-충돌”을 발생할 수 있는 방사성물질의 유형 3가지는 다음과 같다. 

⦁ 스트론튬 Sr-90 / 이트륨 Y-90, 텔루리움 Te-132 / 요오드 I-132 와 같은 부동성(不動性)의 연속적 방사체Immobilised sequential emitters
⦁ 부동이고, 비용해성인‘고방사능 입자hot particles’또는 원소군, 예를 들어, 플루​​토늄 또는 우라늄 산화물; 또한 SPE(이차적 광전자 효과)를 가지는 DNA와 결합된 원자번호 Z가 높은 원소
⦁ 매우 낮은 에너지를 지닌 베타 방사체, 삼중수소Tritium 는 선량 단위 당 많은 방사선 궤적을 가진다.20 

다시 한 번 간단하게 정리한다면 돌연변이의 발생 가능성이 높은 내부피폭으로서 “2-충돌 유형”이 있는 바, 이것은 1) 요오드형, 2) 핫파티클(hot particles)형, 3) 삼중수소형이 있는 것이다. 1)과 2)에 대해서는 다른 지면에서 다시 논의하는 것으로 미룬다. 여기서는 세 번째 유형인 삼중수소에 집중하면서, 일단 돌연변이의 발생 가능성이 높은 “2-충돌 유형”이 삼중수소의 내부피폭에서 나타날 수 있는 첫 번째 중요한 유해영향이라는 점을 강조하기로 한다. 

이제 삼중수소로 인한 두 번째 건강유해 유형으로서 일본의 야가사키가츠마(矢ヶ崎克馬)가 강조한 “분자절단”이 있다. 여기서의 초점은 “삼중수소는 선량단위당 많은 방사선 궤적을 가진다.”는 내용에 있다. 즉 베타선의 특징으로 인한 영향이라 할 수 있다. 베타선은(에너지 1MeV이다)약 10mm를 날아가 그 사이에 약 2만5천개의 분자절단을 행한다. 1개 1개의 분자절단의 간격은 알파선의 대개 1,000배이다. 베타선의 위험을 다만 1발만으로 생각한다면 재결합시에 잘못된 결합을 초래할 확률은 대단히 적다고 판단할 수 있다. 이것만 고려한다면 별 문제가 없을 수 있다. 그러나 인공방사능은 미립자를 형성한 방사성원자가 집단을 이룬다는 사실을 고려한다면, 베타 붕괴는 반감기가 짧아서 미립자로부터 다량의 베타선이 단위 시간 내에 방출된다. 그로인해 분자절단의 유효간격은 밀접해지고, 알파선과 마찬가지로 변형된 DNA를 발생시킬 가능성이 커진다. 비거리가 10mm정도로 짧다는 것은 베타선이 도달하는 작은 영역(질량도 작다)안에 모든 에너지를 집중하여(분자절단을 집중한다.) 대단히 높은 방사선의 유효선량을 기록하는 것이다.  대단히 밀도가 높은 분자절단을 행하고, 잘못된 재결합을 통한 “변형된 유전자”의 생성확률은 높아지게 된다. 내부피폭에서는 알파붕괴나 베타붕괴로 인하여  예상을 뛰어넘는 피해가 나오는 연유이다.21 이런 내용을 비유로서 설명을 한 자료가 있다. ICRP 설립초기 제2소위원회(내부피폭위원회)의 위원장 칼모건(Kyle Z. Morgan)은 그의 저서 [The Angry Genie]에서 삼중수소의 위험성을 다음과 같이 설명했다. 

삼중수소는 대단히 낮은 베타 에너지 방출핵종으로 인간의 조직에 침착(沈着)하면 파괴적인 영향을 발휘할 수 있다. 저에너지 베타입자가 인간의 조직에 주는 영향을 이해하기 위해서 유용하지만 소름끼치는 사례를 다음과 같이 서술해 놓겠다. 테러분자가 차에서 어떤 집을 향해 자동소총을 발사하면서 집의 옆을 통과하려는 장면을 상상해보라. 만일 테러분자의 차가 1시간에 80마일(약128킬로)로 달리는 경우, 10발 이상 맞추기가 힘들 것이다. 그런데 만일 차가 1시간에 불과 5마일(약 8킬로)로 이동한다면 몇천 발의 탄환을 맞출 수도 있을 것이다. 이것과 동일한 현상으로 천천히 움직이는 베타선 방출핵종인 삼중수소는 몇천발의 탄환을 방출하는 것이다. 이 경우 조직의 원자로부터 전자를 분리시키면서 조직을 이동해가는 것이다.22 

삼중수소의 내부피폭 세 번째 유형에는 유전자결합이 있다. 이것은 “페트카우 효과”를 소개했던 랄프 그뢰이브가 처음 제기하였다. 랄프 그뢰이브는 그의 저서에서 “삼중수소의 리스크는 오랜 기간 과소평가해 왔다.”고 전제하고, “삼중수소는 통상 수소를 포함하는 세포에 함유되지만, 세포액 내에도 함유될 수 있다. 만일 염색체를 구성하는 분자의 하나인 티미딘thymidine으로 섭취된다면 삼중수소는 물속에서 흡수된 경우보다 50배에서 5만 배나 강력한 힘으로 유전물질을 오염시킨다. IAEA의 보고에 따르면 생물학적 손상에 대한 것은 티미딘 내의 삼중수소는 물속에 있을 때보다 약 100배나 리스크가 크다. 삼중수소를 기초로 한 저선량 방사선의 유전적 영향은 발암성의 영향과 감염에 대한 감수성이 모두 높아진다는 점은 쥐를 이용한 실험에서도 입증되었다.”23고 주장했다. 교토대학 명예교수 사이토마사히로(斎藤眞弘)는 “DNA의 재료인 티미딘thymidin과 결합한 삼중수소는 세포증식이 왕성하여 DNA가 활발하게 합성되고 있는 골수, 위장관, 비장 등에 모이기 쉽다.”고 서술했다.24 일본의 방사선과 의사 나토리하루히코(名取春彦)는 “삼중수소티미딘을 쥐에게 주사하면 쥐의 테라토마 세포에서 삼중수소 티미딘이 DNA내부에 포함된다.”라는 사실을 확인하고 이의 사진을 자신의 저서에 공개했다. 아울러 그는 “삼중수소티미딘처럼 삼중수소가 DNA에 포함될 경우 세포는 강력한 손상을 받을 가능성이 있다.”고 지적했다.25 이때의 주요 손상은 주로 염색체 절단에 따른 염색체 이상이다. 염색체 이상은 여러 질병을 발생시킨다. 특히 다운증후군은 21번째의 염색체가 통상적인 경우보다 1개 많은 3개가 있는 염색체이상으로 발생하는 질환이다. 급성골수성백혈병에서도 다양한 염색체이상을 확인할 수 있고, 급성림프성백혈병에서도 약 4명중에 1명의 비율로 필라델피아염색체라는 염색체이상을 확인할 수 있다.(필라델피아염색체라는 것은 9번째 염색체와 22번째 염색체가 바뀌어서 연결된 것) 이같은 현상은 구체적으로 현실에서 확인된 바도 있다. 예컨대 캐나다 원자력위원회(CNSC)의 1991년 보고서(INFO-0401과 INFO-0300-2)에서는 핵발전소가 설립된 지역인 피커링이나 인근 에이작스(Ajax)에서 1973~1988년 조사기간에 태어난 아동의 다운증후군 발병률 증가 사례를 서술하였다.(뒤에서 서술)

DNA결합 외에도 삼중수소는 붕괴가 끝나면 헬륨원자가 되는데, 이때는 DNA의 나선이 끊어지는 등의 영향과 화학구조의 변형이 발생한다. ECRR도 특별히 이런 점을 지적하였다. “삼중수소 원자의 헬륨 원자(이것은 불활성이고 화학적 결합을 지원하지 않음)에로의 급격한 붕괴는 거대분자의 활동과 정상적인 과정에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.”26 즉 삼중수소가 인체조직 내부에서 방사성 붕괴할 경우 모든 에너지가 소진 되고 난 후에는 헬륨으로 변형되면서 수소가 있어야 할 자리에 헬륨이 들어서는 상황이 발생한다. ECRR에서는 이런 현상을 원소전환(Transmutation)이라고 명명하였다. 삼중수소 내부피폭의 네 번째 유형은 바로 ‘원소전환’인 것이다. 이 점에 대해서는  BEIR-III 보고서 편집책임자였던 존 고프만의 설명을 인용하는 것으로 대신한다. 

삼중수소 원자 속에는 25년, 50년 혹은 100년간이나 존재해온 것이 있다. 그것이 베타선입자를 방출해서 헬륨으로 변하지 않는 한, 삼중수소원자는 해당 기간 중에 어떤 방사선도 내지 않는다.  . . .  중략 . . .  그러나 1일후가 될지, 100년 후가 될지 알 수 없지만, 어느 날 삼중수소 원자는 순간적으로 베타선입자를 방출하면서 헬륨원자로 변한다. 삼중수소 원자가 방사선을 방출하는 것은 이 한 순간뿐이다. 이 순간까지 삼중수소 원자는 늘 화학적으로 수소로서 거동하며, 이후 영구히 헬륨으로 거동한다.27 

이상에서 필자는 삼중수소의 건강영향에 대해 4가지 유형으로 설명하였다. 독자들이 기억하기 쉽도록 분류한 것이지만, 사실 이런 모든 것이 유기결합삼중수소의 방사선 방출이라는 단일 과정 속에서 나타날 수 있는 유형이라 할 수 있다. 다시 한 번 정리하면 삼중수소의 내부피폭으로 인한 유해성은 1) ECRR의 “2-충돌”, 2) 베타선의 특징으로 인한 “분자절단”, 3) DNA의 티미딘과 결합하는 “삼중수소티미딘”, 4) 헬륨으로의 “원소전환” 등이다. 이처럼 분자생물학이나 동물실험 등에서 분명하게 해명된 삼중수소의 내부피폭에 대해 ICRP(국제방사선방호위원회)는 처음부터 일관되게 무시해왔다. 삼중수소와 관련된 문제로서 이제 ICRP의 패러다임에 대한 비판을 통해 삼중수소 논의를 정리하도록 하자. 


5. ICRP와 삼중수소

삼중수소에 대한 ICRP의 주장은 과학으로 위장한 일방적 선언이라는 점에서 타의 추종을 불허한다. 사실상 ICRP의 문제가 집약적으로 드러나는 영역이라 해도 과언이 아니다. 삼중수소 문제는 현대의 방사선피폭의 최대 쟁점중의 하나이다.28 ICRP의 방호조치에 대한 그간의 특징은 여러 관점에서 여러 표현을 적용할 수 있겠지만 본고에서는 ECRR(유럽방사선리스크위원회)에서 “체르노빌 사고에 관한 소위원회” 의장을 역임했었던 러시아의 과학자 알렉세이 야블로코프(Alexey Yablokov)가 2012년 4월 일본 도쿄에서 발표했던 내용을 적용한다. 야블로코프는 ICRP 패러다임에 대해 8가지의 특징을 제시한다. 8가지의 구체적인 내용은 아래와 같다.29 

1. 개인의 유효선량은 방사선핵종으로 발생하는 내부피폭과 외부피폭의 합계이다.
2. 외부피폭 수준은 전리한 환경에서 시간의 경과에 따라 계산한다. 내부피폭은 물 , 공기, 음식물을 통해 인체로 섭취하는 방사선핵종의 양을 통해 계산한다. 
3. 각각의 방사선 핵종이 끼치는 영향은 시간과 공간에서 일정하다. 
4. 엑스선, 모든 감마방사체와 베타 방사체의 생물학적 효과는 “1”이며, 저속중성자는 “3”, 알파방사체와 초고속중성자는 “20”이다. 
5. 인체 장기는 상대적인 방사선 감수성을 적용한다. 생식기의 0.2에서 피부 0.001까지 
6. 20세, 70kg의 건강한 백인남성의 평균적인 신체로 제작한 팬텀(모형)을 이용하여 방사선 영향을 측정하는 데, 이때 방사선은 전신에서 균등한 질을 갖는 것으로 가정한다. 
7. 방사선량이 높을수록 생물학적 영향이 높아진다. 
8. 대부분의 저선량 피폭에 대한 연구는, 암이나 몇 가지 유전자 질병만을 고려하는 것이지만, 실상 이런 질병들은 수백 만 명 중에 단지 몇 명에게만 발생하는 것에 불과해서 연구진행에 어려움이 많다. 

야블로코프는 1)~2)번의 입장은 계산상 비현실적이며, 3)~8)번은 과학적으로 부정확하다고 평가한다. 즉 ICRP의 방사선에 대한 패러다임은 비현실적 전제와 부정확한 과학적 근거에 토대를 둔다는 것이다. 필자는 ICRP에 대한 야블로코프의 평가를 긍정적으로 인정하면서도, 그간 여러 사람의 평가를 고려해서 ICRP의 방호정책은 “3가지 외면 패러다임”으로 다시 규정한다. 3가지 외면이란 1) 내부피폭의 외면, 2) 특성별, 그룹별 피폭의 민감성 외면, 3) 저선량 피폭의 외면을 의미한다. 삼중수소 문제는 ICRP의 외면 패러다임이 전형적으로, 너무도 적나라하게 드러나는 경우라고 할 수 있다. 

우선 ICRP내부에서 삼중수소 문제가 처음부터 쟁점사항이었으며, 일관되게 외면해왔다는 사실은 앞에서 인용한 칼 모건에게서 확인할 수 있다. 칼 모건은 앞의 인용문 바로 뒤에서 ICRP의 삼중수소에 대한 정책을 비판했다. 이를 소개하면 아래와 같다. 

삼중수소가 얼마나 위험한가를 분명히 해야 하기 때문에  (중략)  삼중수소의 선질계수 값을 올리기 위해 전력을 다해 노력했다. 선질계수를 올린다는 것은 최대허용농도(MPC)값을 비례해서 낮춰야 하는 것과 같다. 최대허용농도(MPC)가 낮아진다면 산업계와 군부에서는 이에 대응하기 위해 비용을 더 확대할 수밖에 없어 심각한 어려움이 발생한다. 달리 표현한다면 선질계수를 높이면 삼중수소에 대한 최대허용농도를 낮춰야 하고 방사선을 다루는 시설에서 노동자들의 작업조건은 보다 안전하게 될 것이다.  스나이더와 나는 삼중수소의 선질계수를 1.7에서 4 혹은 5로 올리려고 논의했다. 우리는 강력한 반대에 직면했다. 영국출신의 ICRP위원이었던 글렉 말레이(Gregg Marley)는 적어도 원자력산업계가 ICRP와 밀접한 관계를 갖고 있다고 솔직하게 인정했다. ICRP 본위원회의 회의 시에 말레이는 스나이더와 내가 바라고 있는 보다 높은 선질계수를 사용한다면 작업조건은 그만큼 안전하게 되겠지만, 그럴 경우 정부는 삼중수소를 사용한 무기제조가 어렵게 된다는 점을 공식적으로 인정했다.  (중략)  1970년 내가 ICRP를 떠나자마자 삼중수소의 선질계수는 기존의 1.7에서 1로 인하되었다. 이 값이 아직도 남아있다. 이 값은 3이하로 할 수는 없으며 적절한 값은 5라고 본다.30 

ECRR도 [2010년 권고문]에서 역시 위와 같은 내용을 제기한 바 있다. ECRR의 2010년 권고문 99쪽에 “위원회는 1980년대 ICRP내부에서 삼중수소에 대해 가중치 계수 2를, 그리고 오제전자 방출체에 대해서는 5를 적용하자는 제안들이 있었으나, 핵 산업을 보호하기 위해 위 제안들이 채택되지 않았다는 것을 알게 되었다.” 고 서술했다.31 즉 ICRP내부에서는 칼 모건이 제기했던 “선질계수 5”는 커녕  “2”로 올리는 문제에 대해서도 갑론을박 했으며, 이마저도 핵산업 보호라는 명분으로 철회했다는 점이다. 이런 점에서 보면 ICRP는 정말 과학적 양심을 포기한 조직이다. 

이런 이유로 ICRP의 권고문에 삼중수소는 표면적으로는 언급하고 있으나 실제적으로는 외면하는 방법을 구사한다. 예를들어 2007년 권고문에 삼중수소와 관련된 내용이 전형적이라 할 수 있다. ICRP는 2007년도 권고문에서 삼중수소를 본문에서 다루지 않고, 부록에서 다룬다.  부록에서 다룬다는 의미는 “권고는 하기 싫지만, 그러나 ICRP는 충분히 검토했다”는 인상을 주기 위함이다. 구체적으로 부록B “방사선방호에 사용되는 양”에서 삼중수소에 대해 두 개의 절에서 다루고 있다. ICRP는 삼중수소 뿐만이 아니라, 방사선피폭의 현대적 쟁점사항을 대부분 이곳에서 다루는 데, 다루는 방식은 치졸하기 짝이 없다. 즉 삼중수소나 방사성미립자(Hot Particles)등의 문제를 선량측정의 문제로서 제기하고 있으며, 선량측정이 어렵다는 이유로 건강의 유해성마저도 어물쩍 넘어가는 것이다. 이를 확인하기 위하여 ICRP 2007년 권고문 부록B의 57절에서 제기한 삼중수소티미딘에 대한 내용을 보도록 하자. 

(B57) 삼중수소가 표지된 DNA전구체(예: 티미딘thymidine, 디옥시시티딘deoxycytidine)나 세포핵의 DNA에 함유된 오제전자 방사체로 인한 선량분포는 매우 불균질 할 수 있다. 방사체의 특별한 위치와 삼중수소 베타 방사선과 오제전자의 매우 짧은 비정 때문에 세포나 장기 또는 조직에 대한 평균선량보다 훨씬 높은 선량을 세포핵이 피폭할 수 있다. 따라서 삼중수소화 DNA전구체는 세포핵에 특징적으로 위치하지 않는 삼중수소수(HTO 또는 3HHO)와 같은 삼중수소 화합물보다 방사성 독성이 높을 수 있다(Streffer 등 1978). 그러한 경우 위험은 세포핵 선량에 기초해 결정해야 한다. 다른 접근법 하나는 비균질 분포한 방사성핵종(예: 삼중수소화 티미딘)의 생물학적 효과비에 대해 실험한 포유류데이터를 보다 균일하게 분포하는 동일 핵종(예: 삼중수소수)이나 외부 조사와 비교하여 고려하는 것이다(Streffer 등, 1978). 그러한 국지적 세포핵 조사에서 발생하는 선량과 위험을 다루는 구체적 개요를 ICRP가 제안하지는 않는다.(제B.3.5절 B86―B99항 참조).32 

위의 인용문에서 독자여러분들이 신경써야 하는 부분에 대해 필자가 강조를 해놓았다. ICRP는 삼중수소티미딘의 특징을 “선량분포의 불균질”에 두고 있다. 이는 방사선의 전문가라면 모두 인정하는 것이다. 그렇다면 “불균질”이 무엇을 의미하는지 구체적으로 확인해 보자. 

ICRP의 피폭선량 정의는 다음과 같이 기술된다. “흡수선량은 어떤 한 점에서 규정하는 표현방식이지만, 그러나 당 보고서에서는 특별히 단정하지 않는 한, 하나의 조직 • 장기내의 평균선량을 의미한다.”(1990년 ICRP 권고 제2장) 여기에서 평균선량은 방사선이 특정 조직이나 장기에서 골고루 퍼진다는 것을 의미한다. 즉 기본적으로 특정 조직의 세포수준에서 선량의 집중피폭을 인정하지 않는다. 하지만 구체적인 동물실험에서 확인해보면, 특정 조직에서는 선량이 균등하게 배분되지 않고 “불균질”하게 침착하는 경우가 빈번하게 발생한다. 인용문에서 보다시피 ICRP도 삼중수소티미딘이 일단 “불균질”하다는 점을 인정한다. 불균질을 인정한다는 것은 곧바로 삼중수소티미딘이 “방사성 독성이 높을 수 있다.”는 결론이 도출된다. 이런 결론을 인정한다면 ICRP가 권고에서 제안한 방사선가중치나 조직가중치가 더 높아져야 함은 당연한 조치인 것이다. 그러나 ICRP는 서술만 이렇게 해놓고 결론적으로는 “제안하지 않겠다.”고 일방적으로 선언해버린다. 왜 이렇게 일방적으로 선언해 버리고 마는가. 앞에서 이미 언급했지만 핵산업을 보호하기 위해서이다. 

ICRP는 다시 부록B 94절에서 삼중수소 문제를 논의한다. 여기서는 앞에서 확인한 바 있는 삼중수소의 헬륨변환(소위 원소전환)을 언급하고 방사선가중치를 다룬다. 주지하다시피 삼중수소와 같은 베타선은 감마선과 함께 방사선가중치가 “1”이다. 칼모건이 “3이하로 할 수는 없으며 적절한 값은 5”라고 했던 내용이다. 

(B94) 그러나 삼중수소의 저에너지 베타 방출에 대해 을 사용함에는 아직 논란이 있다(CERRIE 2004). Straume과 Carsten(1993)은 동물과 시험관 세포 시스템에서 삼중수소수(HTO)와 유기결합삼중수소organically bound tritium(OBT) 피폭의 발암, 유전적 및 발생학적 영향, 그리고 생식 영향에 관한 실험적 데이터를 면밀하게 검토했다. 관찰한 영향의 스펙트럼은 X선이나 감마선의 전신 외부피폭 영향과 구별할 수 없다. 삼중수소에서 관찰한 영향이 전리방사선에 의한 손상에서 기인했을 가능성이 매우 높지만, 삼중수소에서 헬륨으로 변환 또한 DNA 손상을 유발할 잠재력이 있다. 삼중수소에서 관찰한 영향에는 그러한 변환 손상의 기여도 포함된다. HTO 피폭에서 관찰한 모든 영향을 고려할 때 RBE값의 범위는 1과 3.5 사이이다. 감마선과 비교한 경우는 대부분 RBE값은 1과 3 사이였으며, X선과 비교한 경우는 대부분 값은 1과 2 사이였는데 그중 1과 1.5 사이의 값이 가장 많았다. 삼중수소 베타 조사에 대한 RBE 측정치는 미시방사선량계측에 기초한 평가치와 대체적 일관성을 유지한다(Bigildeev 등1992, Morstin 등 1993, Moiseenko 등 1997).33 


위의 내용에서 우리가 알 수 있는 것은 일단 ICRP가 자신들도 삼중수소의 선질계수를 올리기 위해 논의를 했다는 점 자체에 대해선 인정하고 있다. 앞의 인용문에서 칼 모건은 삼중수소의 선질계수는 3이하는 절대 아니라고 했다. 결국 4나 5라는 이야기인데, ICRP내부에서는 “1과 3사이” 혹은 “1과 2 사이” 등등을 언급만 할 뿐 어떤 결정을 내렸는지, 혹은 향후 계획이 무엇인지에 대해선 일체 내용이 없다. 이런 방식이 ICRP의 전형적인 물타기 수법이라 할 수 있다. ICRP의 의도는 이것이다. “우리도 삼중수소의 선질계수에 대해 논의는 했지만 분명한 결론이 없었다. 결론을 내리지 않은 상태에서 선질계수 변동은 있을 수 없다.” 말하자면 삼중수소에 대한 논란은 인정하나 아직 삼중수소의 선질계수는 1을 사용하니 그리 알아달라는 주장에 불과한 것이다. 주지하다시피 2008년에 이미 유럽연합 방사선방호위원회에서 베타선의 방사선가중치를 “2”로 하자고 공식적으로 제안한 바도 있으나, 이 또한 핵산업의 보호라는 명분으로 외면해 버린 것이다. 


6. 외국의 피해사례(번역문)34 

[캐나다]

캐나다의 피커링원전이나 불스원전이라 불리는 CANDU형 (Canada Deuterium Uranium)원자로가 집중 설치된 지역 주변에서, 아이들에게 이상한 증상이 나타난 것을 시민단체들이 밝혀냈다. 캐나다 원자력규제위원회AECB가 발행한 보고서에서도 “데이타 면에서는 유전장애, 신생아사망, 소아백혈병의 증가를 확인했다.”고 서술했다. 

또한 저선량방사선의 건강영향 전문가 로잘리 버텔은 캐나다 원자력안전위원회CNSC 앞으로 보낸 편지에서 원전주변의 건강피해에 대해 다음과 같이 보고했다.

① 1978~1985년 기간 중에 피커링 원전에서 삼중수소 방출량과, 동 기간 이후 주변지역에서 선천적 결손증으로 인한 치사율과 신생아사망수 사이에는 상관관계가 나타난다.
② 피커링에서는 1973~1988년의 조사기간에 태어난 아동의 다운증후군 발생률의 증가가 1.8배, 조금 떨어진 에이작스(Ajax)에서 1.46배이며, 이것은 높은 삼중수소 방출량과 신생아의 중추신경계 이상과의 연관성을 시사한다. 
③ 국제암연구기관IARC가 시행한 각국의 원자력 노동자 조사에서는 캐나다의 노동자 피폭관련 암의 발병률은 동일선량을 피폭한 다른 국가들의 노동자 보다 높아, 캐나다 원전의 삼중수소 방출량이 다른 국가보다 높다는 점과 관계될 가능성이 있다. 
④ AECB보고에서도 소아백혈병 사망수는 부르스(Bruce)원전이 가동한 이후 1.4배 증가했다는 점을 분명히 확인할 수 있다.

[미국]

미국에서 원전의 폐로 전과 폐로후의 주위 지역에서 유아사망률의 변화를 조사한 보고서가 있다. 면역학이나 환경문제 등을 전문으로 하는 의사, 대학교수 등이 조직한 “방사선공중보건 프로젝트Radiation Public Health Project(RPHP)”가 1987년부터 97년까지 원자로를 폐쇄한 전미 9개 지역의 원자력발전소를 대상으로 반경 80km이내에 거주하는 1세 이하의 영아사망률을 조사했던 바, “원자로 폐로 전에 비하여 폐로 후 2년 동안 유아사망률이 급격하게 감소했다.”는 결과를 보고한 것이다. 9개 지역의 영아사망의 평균감소율은 17.3%였지만, 미시간주 빅락포인트(big rock point)원전주변에서는 42.9%나 감소했다. 아울러 영아사망률 감소이유는 “암 • 백혈병 • 이상출산 등이 감소했기 때문”으로 설명했다. 그러나 이 데이터가 NGO가 작성한 것이라는 이유로 미국정부나 원자력업계는 결과를 일체 무시했다. 

또한 미국에서는 이미 중요한 한가지 조사결과가 있다. 제이 마틴 굴드와 어네스트 스턴글라스 등이 시행한 유아사망리스크 조사이다. 조사에서는 “1950년 이후의 공식자료를 사용해서, 100마일(160km)이내에 핵시설이 있는 카운티와 없는 카운티에서 연령조정을 시행하여 유방암사망률을 비교하였으며, 핵시설이 있는 카운티에서 유방암 사망률이 유의하게 높았다.”는 조사결과를 제시했다. 이런 조사결과는 세계에 충격을 주었다. 아래 그림에서 “유방암사망률이 높은 곳의 분포”는 “미국의 핵시설 분포”와 거의 일치한다. 

▲ 그림 6. 유방암 사망률 분포도

 

2011년 12월28일 NHK에서 “추적 진상파일 : 저선량피폭 흔들리는 국제기준”이라는 프로그램을 방송했다. 방송 중에 미국의 일리노이주 시카고 근처의 원전주변에서 아이들이 암이나 백혈병이 증가한다는 내용이 있었다. 소아과 의사 조셉 사우어(Joseph R. Sauer)의 보고에 따르면 시카고 근처 블레이드우드(Braidwood)원전과 드레스덴(Dresden)원전 주변에서는 1997년부터 2006년의 10년간에 백혈병이나 뇌종양이 이전 10년간과 비교하여 1.3배 증가했으며, 소아암은 2배 증가했다고 한다. 33) 이후 이들 원전이 2006년까지 10년 이상에 걸쳐 수 백만갤론(1갤론=3.785리터)의 삼중수소를 누출해왔다는 문서를 당국에서 공개한 것이다.34) 뇌 중량의 약 60%는 지방이다. 앞에서 언급한 쥐 실험대로 삼중수소는 지방조직에 포함되기 쉽다는 점을 알 수 있다. 소아뇌종양의 증가는 뇌의 지방조직에 삼중수소가 결합되어 발생했을 가능성이 높다. 

[독일]

2007년 12월에 독일의 환경부와 연방방사선방호청이 “원전 16기 주변의 41개 시군구의 5세이하 소아암 발병률의 조사연구(KiKK 연구)결과”를 공표했다. 31) 이 결과는 “통상적으로 운전중인 원자력발전소 주변 5km 권역 내에서 소아백혈병이 고율로 발병한다.”는 내용이었다. 

그러나 독일 환경부는 “총체적으로 원전 주변 5km 이내에서 5세 이하의 소아백혈병발병률이 높다는 점은 인정되지만, 원전에서의 방사선 관측결과에 의하면 설명하기가 쉽지 않다. 원전으로 인한 것이라면 거의 1,000배의 방사선량이 필요하다. 인과관계를 검증하기 위해 기초적인 연구를 지원하겠다.”고 밝혔다.

[프랑스]

프랑스에서는 “프랑스 방사선 방호원자력 안전연구소(IRSN)의 과학자 연구팀”이 2002년부터 2007년까지 기간에 소아혈액질병의 국가기록을 토대로, 프랑스 국내의 19개소 원자력발전소의 5km권역 내에 거주하는 아동들의 백혈병발생률을 조사했다. 결과는 “원전에서 5km권역 내에 거주하는 15세 이하의 아동들은 백혈병 발병률이 1.9배 높고, 5세미만에서는 2.2배 높았다.”로 밝혀졌다. 그러나 “원인은 불명”이었다. 1997년의 [브리티시 메디칼 저널(BMJ)]에 브장송(Besançon)대학의 비엘교수 등이 프랑스의 코제마사가 경영하는 “라 아그(la Hague)재처리공장 주변에서 소아백혈병이 다발하고, 10km권역 내에서는 소아백혈병 발병률이 프랑스의 평균 2.8배를 나타냈다.”는 역학조사 결과를 공표했다. 그러나 다양한 원인설이 나오고, 결국 “원인이 재처리공장에서의 방사능 때문이라는 증거는 없다.”고 마무리되었다. 

[영국]

2002년 3월26일, “영국 세라필드 재처리공장의 남성노동자 피폭과 아동들에게 백혈병과 악성림프종 발병률이 높다는 사실사이에 강한 연관성이 있다.”는 논문이 [인터내셔널 저널 오브 캔서“지에 게재되었다. 당 연구의 결론은 ”세라필드 재처리공장이 있는 컴브리아(Cumbria)지방의 백혈병과 악성림프종 발병률에 비해서 재처리노동자 중 시즈케일지역 밖에 거주하는 노동자의 아동들의 발병리스크는 2배였고, 나아가 공장에서 가까운 시즈케일 지역에서 1950~1991년 사이에 태어난 7세이하의 아동들의 리스크는 15배나 높았다.“고 밝혔다.

이런 모든 현상 즉 핵시설 주변에서의 암 • 백혈병 • 선천성 이상의 증가를 ”삼중수소만으로 인한 것“이라고 주장하는 것은 아니다. 다른 방사성물질(예를들면 요오드, 세슘, 스트론튬, 플루토늄, 우라늄 등)로 인한 것도 있을 것이다. 그러나 삼중수소의 위험성을 과소평가하고, 처음부터 삼중수소라는 원인을 배제하는 것도 ”원인불명“으로 지속해 온 하나의 이유가 될 것이다. 우리는 삼중수소와 다른 방사성물질이나 화학물질과의 복합적인 효과를 포함해서 연구를 진행시켜야 할 필요가 있다고 판단한다. 


7. 결론

필자는 사실 이 글을 후쿠시마 핵발전소에서 방출하는 오염수 중에 포함된 삼중수소의 심각성을 알리기 위해 썼다. 이는 특별히 도쿄 올림픽을 계기로 일본 내 방사능 오염에 대한 문제가 공론화되고, 또 한국 국민들도 우려를 표명한 여론이 증가한 점도 배경이라고 할 수 있다. 그러나 한국사회에서 일본 후쿠시마 핵발전소의 오염수나 방사능 오염에 대한 여론이 안좋아지는 과정에서도 웬일인지 한국의 담당 행정기관이라 할 수 있는 원자력안전위원회(이하 원안위)에서는 꿀먹은 벙어리였다. 올림픽 때문에 시민단체만이 아니라, 심지어 한국정부나 대한체육회같은 기관에서도 공식적인 우려를 표명하는 과정에서 유독 한국의 원안위 만은 어떤 입장표명도 하지 않았다. 필자는 원안위의 이런 침묵에는 삼중수소 문제만을 놓고 봤을 때, 사실 일본보다는 한국이 훨씬 더 심각하다는 상황을 긁어 부스럼 만들지 않을까 걱정한 배경에 있다고 추정한다. 물론 아오모리현 롯카쇼무라에서 운영 예정인 핵재처리시설이 가동되면 일본의 삼중수소 문제는 단연 지금보다 훨씬 더 심각해질 것이다. 하지만 한국은 현재 핵발전소가 모두 경수로형이고, 또 핵발전소 중에서 삼중수소를 가장 많이 배출하는 캐나다 칸두형의 중수로도 보유하고 있어 방출만을 놓고 본다면 일본보다 단연 심각한 상태이다. 

지역 주민들도 주민이지만 월성에서 근무하는 노동자들에게 삼중수소 피폭은 일상적인 일이며, 이들은 늘 소변 검사 등을 통해 삼중수소 피폭을 확인한다. 상당히 높은 수치가 나타나는 노동자도 많아서 여기저기 알아보거나 걱정을 많이 한다. 하지만 평상시에 이들은 대체로 “기준치 이하”라는 회사나 당국자들의 답변만을 들을 뿐이다. 제도적으론 기준치 이하일지 모르나 내부피폭으로 인한 실제 건강영향은 기준치가 없다는 점을 우리는 늘 인식해야 한다. 월성핵발전소의 운영을 중단하면 한국의 삼중수소 배출량은 줄어들 것이다. 그러나 가압수형이라는 특성상 모든 핵발전소를 운영중단하지 않는 한 지속적인 배출은 불가피하다. 삼중수소 문제는 지금까지도 심각했지만 관심이 없었다. 후쿠시마 핵발전소의 오염수 방출문제를 계기로 삼중수소에 대한 관심이 높아졌다면, 앞으로는 더욱 더 우리의 문제도 살펴봐야 한다. 아는 만큼 더 보이기 때문이다. 


주석

1.トリチウム汚染水…と放射性同位元素トリチウムについて, 川上義孝, 2016.12.10.에서 재인용

2. [人間と放射線 : 医療用X線から原発まで], 존 고프맨(John W. Gofman)저, 이마나카테쯔지(今中哲二) 등 번역, 明石書店, 2012년 초판3쇄, 48쪽

3. “トリチウムの健康被害について”,西尾 正道, 2018. 12.출처 ; http://www.com-info.org/medical.php?ima_20181211_nishio

4. [UNSCEAR 2016 Report ; ANNEX C BIOLOGICAL EFFECTS OF SELECTED INTERNAL EMITTERS—.TRITIUM], United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 2016년, 320절

5. [Tritium Hazard Report: Pollution and Radiation Risk from Canadian Nuclear Facilities(삼중수소 유해보고서 ; 캐나다 핵시설에서 오염과 피폭리스크)], 이안페어리(Ian Fairlie), 2007년 6월

6. "Emerging Issues on Tritium and Low Energy Beta Emitters", EU Scientific Seminar 2007, Working Party on Research Implications on Health and Safety Standards of the Article 31 Group of experts, 2008년, 10쪽

7. "Emerging Issues on Tritium and Low Energy Beta Emitters", 11쪽

8. “Emerging Issues on Tritium and Low Energy Beta Emitters”, EUROPEAN COMMISSION RADIATION PROTECTION NO 152, EU Scientific Seminar 2007, 23쪽

9. [放射線被曝の爭点 福島原發事故の健康被害は無いのか], 渡邊悅司/著 遠藤順子/著 山田耕作/著, 綠風出版, 2016년, 91

10.  “국내 원전 삼중수소 방사능 배출 및 환경 거동에 대한 분석 및 고찰”, 한상준*,†, 이경진*, 염정민*, 신대윤*, [Journal of Radiation Protection and Research], 2015

11. 위 이안페어리(Ian Fairlie)의 보고서 11쪽. “When a reactor is in operation, tritium is continuously formed and continuously released to the atmosphere in the form of radioactive water vapour. Contrary to what many people assume, few tritium air emissions are via a stack or chimney; most are via the continuous leakage of tritiated water vapour from machines, pumps, seals, pipes, reactor walls, etc. That is, tritiated water vapour literally oozes out of practically every surface, nook and cranny of the reactor building.”

12. 출처: https://nonukesnews.kr/451 [탈핵신문] 2014년 12월

13. 탈핵신문 2016년 5월호 (제41호)

14. 탈핵신문 2019년 8월(69호)

15. 참조 ; http://agora-web.jp/archives/2041419.html

16. [삼중수소의 인체영향에 관한 분석보고서], 한국원자력학회, 대한방사선방어학회, 2016년 7월, 62쪽에서 인용

17.  “원전종사자 삼중수소수 내부피폭 선량평가의 불확도 평가”, 권태은, 한양대학교 대학원 석사학위 논문, 2015년, 2쪽

18. 앞의 “トリチウムの危険性 ―― 汚染水…海洋放出、原発再稼働、再処理工場稼働への動きの中で改めて問われるその健康被害”에서 인용

19. 원래의 그림은 일본겐넨‘日本原燃’의 홈페이지에 있으며 필자가 한국어로 번역한 것이다.

20. [ECRR 2010년 보고서], 171쪽

21. 출처 ; http://egloos.zum.com/nonuke/v/628447, 2011년 11월 23일 야가사키 가츠마(矢ヶ崎克馬) 강연회 자료

22. [The Angry Genie: One Man’s Walk Through the Nuclear Age], Kyle Z. Morgan, Ken M. Peterson, University of Oklahoma Press, 1999  위의 일본어 번역책 [原子力開発の光と影―核開発者からの証言], 松井 浩 譯, 昭和堂, 2003년, 154

23. [人間と環境への低レベル放射能の脅威―福島原発放射能汚染を考えるために], ラルフ・グロイブ(Ralph Graeub) 저, アーネスト・スターングラス(Ernest J. Sternglass)서문, 肥田 舜太郎, 竹野内真理(翻訳), あけび書房, 2011년

24. [放射線被曝の爭点 福島原發事故の健康被害は無いのか], 102쪽

25. [放射線はなぜわかりにくいのか 放射線の健康への影響,わかっていること,わからないこと], 名取春彦,著, あっぷる出版社, 2013년 218쪽

26. [ECRR 2010년 보고서], 197쪽

27. 위 [人間と放射線 : 医療用X線から原発まで], 51

28. [放射線被曝の爭点 福島原發事故の健康被害は無いのか(방사선피폭의 쟁점, 후쿠시마원전사고의 건강피해는 없는 가)], 渡邊悅司/著 遠藤順子/著 山田耕作/著, 綠風出版, 2016년. 이 책에서는 방사선피폭의 현대쟁점을 4가지로 제시한다. 1) 핫파티클(방사성미립자)문제, 2) 페트카우 효과, 3) 후쿠시마원전사고의 과소평가 문제, 4) 삼중수소 문제이다. 

29. “低線量被ばくの問題, 公的な放射線安全概念の不正確さ”, Alexey Yablokov,  Tokyo, Japan, December 14, 2012

30. [The Angry Genie: One Man’s Walk Through the Nuclear Age], Kyle Z. Morgan, Ken M. Peterson, University of Oklahoma Press, 1999 위의 일본어 번역책 [原子力開発の光と影―核開発者からの証言], 松井 浩 譯, 昭和堂, 2003년, 154~155

31. [The Angry Genie: One Man’s Walk Through the Nuclear Age], Kyle Z. Morgan, Ken M. Peterson, University of Oklahoma Press, 1999.  일본어 번역책 [原子力開発の光と影―核開発者からの証言], 松井 浩 譯, 昭和堂, 2003년, 154~155

32. [2007년 국제방사선방호위원회 권고문], 역주 이재기, 대한방사선방어학회, 2009년, 313쪽

33. 위 권고문 325

34. 외국의 피해사례는 [放射線被曝の爭点, 福島原發事故の健康被害は無いのか]의 104~110에 서술한 내용이 깔끔하게 정리된 내용이라 판단해서 이를 번역하여 싣는다. 

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