후쿠시마 오염수 방류 시 배출되는 '삼중수소'…DNA손상 우려

물과 성질 같아 화학적 분리 어려워…다핵종제거설비로도 처리 못 해
수산물 섭취로 체내 축적될 수도…유전자 변형·생식기능 저하 등 위험

일본 정부가 이달 27일 후쿠시마 제1원전의 방사능 오염수를 태평양에 방류하는 방침을 확정할 것으로 알려지면서 방사성 물질이 인체에 어떤 영향을 끼칠지 관심이 집중된다.

특히 일본이 다핵종제거설비(ALPS)라는 장비를 활용해 방사능 오염수를 정화했다고 주장하지만, '삼중수소'(트리튬)는 제거하지 못한 것으로 알려져 삼중수소의 위험성에도 이목이 쏠린다.

◇ 물과 성질 같아 화학적 분리 어려워…일본 배출 기준치 넘겨

20일 학계에 따르면 삼중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 화학물질이다.

수소는 양자와 전자 하나씩, 중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 1개로 구성된다.

수소와 중수소는 방사성 물질이 아니지만, 삼중수소는 수소의 동위원소로 방사성 물질이다.

동위원소는 양성자 수는 같지만, 중성자 수가 다른 것을 가리킨다.

즉 삼중수소는 수소·중수소와 양자의 개수는 같지만, 중성자 개수가 달라 방사성을 띤 원자다.

삼중수소는 물분자보다 크기가 훨씬 작기 때문에 물에서 물리적으로 걸러낼 수 없다.

물과 화학적 성질이 같아 화학적으로 분리하기도 어렵다.

특히 수소는 산소 원자와 결합하면서 형태를 바꾸는 '수소결합'을 하는데 삼중수소 역시 여러 개의 물 분자와 결합하면서 형태를 바꿔 더욱 걸러내기 힘들다.

게다가 일본은 실효성 있는 삼중수소 제거 기술을 갖추지 못해 ALPS로도 처리하지 못했다.

이대로 해양에 방사능 오염수를 방출한다면 오염수 내 삼중수소도 바다에 떠돌게 된다.

후쿠시마 원전 내 오염수 삼중수소 농도는 리터당 평균 58만 베크렐(㏃) 수준으로 일본 배출 기준치인 리터당 6만㏃을 훨씬 뛰어넘는다.

◇ 공기·물에도 삼중수소 있어 땀으로 배출…내부 피폭 가능

삼중수소는 이미 자연 상태에 존재하고 있는 방사성 물질이지만, 내부 피폭에는 주의가 필요하다.

삼중수소는 베타선(線)을 방출하는데 그 수준이 약 6㎜로 약하다.

즉 피부를 뚫거나 외부 피폭을 일으키지는 못한다.

또 삼중수소가 포함된 물이나 음식을 섭취하더라도 7∼14일 내 대소변이나 땀으로 배출된다.

우주에서 들어오는 고에너지 우주선(宇宙線)에 의해 매년 대기에는 200g이 넘는 삼중수소가 만들어지고, 대기와 바닷물에 녹아 있는 삼중수소의 양도 3.5㎏ 정도다.

반면 후쿠시마 내 오염수에 들어있는 삼중수소의 총량은 3g 정도다.

올해 9월 기준 일본 후쿠시마 제1원전 부지에는 123만t의 방사능 오염수가 저장돼 있지만, 이 중 삼중수소의 총량은 3g이고, 하루 160∼170t의 오염수가 유입되면서 그 농도 역시 묽어졌을 것으로 추정된다.

그러나 여전히 내부 피폭의 위험성은 존재한다.

일본이 바다로 오염수를 배출한 뒤 해당 해역의 수산물을 오염시키고, 이 수산물을 장시간 섭취하면 신체 내 방사성 물질이 축적될 수 있기 때문이다.

삼중수소가 인체 내 정상적인 수소를 밀어내고 그 자리를 차지하면, 베타선을 방사하면서 삼중수소가 헬륨으로 바뀌는 '핵종 전환'이 일어난다.

DNA에서 핵종 전환이 발생하면 유전자가 변형, 세포사멸, 생식기능 저하 등 신체 손상을 입을 수 있다.

방류 후에 한 달 내로 후쿠시마 오염수가 제주도와 서해에 유입될 수 있다는 연구도 있다.

한국해양과학기술원(KIOST)이 독일 헬름홀츠 해양연구소의 영상 자료를 분석한 결과에 따르면 후쿠시마 오염수 해양 방출 시 세슘137 등 핵종 물질이 1㎥당 1천만조분의 1㏃만큼 미량인 경우에는 한 달 내로 제주도와 서해에 도달할 수 있다.

◇ "일본에 오염수 방류 계획 자료 등 요구해야"

한국 정부는 국무조정실 주관으로 '후쿠시마 원전 오염수 방출 대응 관계부처 태스크포스(TF)'를 꾸려 일본 행보에 대응할 방침이다.

다만 일본 측은 '공식적으로 결정된 게 없다'는 입장을 되풀이하면서 오염수 방류 계획과 기간 등의 자료를 공유하지 않는 것으로 알려졌다.

이덕환 서강대 화학과 교수는 "우리 정부는 일본 정부에 오염수 방류에 관해 관심과 걱정을 표명하고, 일본에 자료 공개를 요구해야 한다"며 "일본의 오염수 방류 계획에 관해 문제가 있으면 어떤 문제가 있는지 솔직하게 논의하자고 요청해야 한다"고 말했다.

원자력안전위원회 관계자는 "사고 원전이 오염수를 방류하는 데 국제적으로 공감대가 형성돼 있지 않다"며 "국제사회의 이해와 공감대가 선행돼야 한다"고 말했다.

/연합뉴스