방사능 (放射能)

과학기술

개념

정의

어떤 물질이 방사선과 에너지를 내놓으면서 변환하는 방사선방출현상.

개설

방사능을 지닌 물질은 보통 방사성 물질 또는 방사성 원소라고 부른다. 이들 물질은 자연 상태에서도 존재하지만, 인공적으로 만들어진 것이 훨씬 많다. 자연 상태에서 발견되는 것은 우라늄, 라듐, 라돈, 폴로늄 등이다. 인공적으로는 원자력발전소에서 가장 많은 방사성 물질이 생성된다.

연원 및 변천

1896년 프랑스의 베크렐(Henri Becquerel)은 우라늄이 방사능을 가지고 있음을 확인했고, 1898년 피에르 퀴리(Pierre Curie)와 마리 퀴리(Marie Curie) 부부는 토륨(Th), 라듐(Ra), 폴로늄(Po)도 방사능을 가지고 있음을 발견했다. 그후 연구자들은 실험실에서 특정 원소에 중성자 등을 충돌시켜 방사능을 지니도록 만들 수 있게 되었다.

내용

자연에 존재하는 원소 중에서 라듐이나 우라늄 같은 무거운 원소는 불안정하기 때문에 스스로 방사선을 내놓고 좀더 안정된 원소로 변환된다. 이것을 방사성 붕괴라고 부른다. 방사성 붕괴는 크게 알파, 베타, 감마 붕괴 세 종류로 나뉜다. 알파 붕괴는 헬륨(He) 이온을 내놓으면서 변환하는 것으로, 이를 통해서 원래의 원소는 두 개의 양성자와 2개의 중성자를 잃기 때문에 원자번호가 4개 적은 원소로 변환된다.

베타 붕괴에서는 원자핵 속의 양성자로부터 전자가 방출되거나 중성자로부터 양전자가 방출되므로 원자번호가 1개 적거나 많은 원소가 생겨난다. 감마 붕괴는 보통 알파 붕괴나 베타 붕괴가 일어날 때 동시에 발생하는데, 이때는 원자번호나 원자량에는 변화가 일어나지 않는다. 원자핵의 에너지 상태에서의 변화만 발생할 뿐이다. 방사능은 자연 방사능과 인공 방사능으로 나눌 수 있다. 자연 방사능은 자연 속에 존재하는 방사성 원소의 방사성 붕괴를 가리키고, 방사능을 지닌 원소는 인간의 활동에 의해서도 만들어진다.

현황

방사능을 지닌 물질은 원자력발전소, 원자폭탄 폭발, 실험용 원자로에서 주로 생성된다. 원자력발전소에서는 우라늄의 핵분열이 일어날 때 다량의 방사성 원소가 생기고, 원자폭탄이 폭발할 때 우라늄이나 플루토늄의 분열로 많은 양의 방사성 원소가 만들어진다. 방사성 원소는 의학적인 진단이나 과학 연구에서도 사용되는데, 이들 원소는 주로 연구용 원자로에서 일어나는 중성자 흡수를 이용해서 만든다. 연구용 원자로에서 일어난 핵분열을 통해서 생성되는 방사성 원소도 의학이나 과학 연구에 사용될 수 있다.

의의와 평가

방사능은 생명체의 세포를 통과하면서 세포 속의 분자를 이온으로 만듦으로써 세포를 파괴하거나 변형하기 때문에, 생명체에 손상을 가한다. 그러므로 방사능에 노출되는 것은 가능한 한 피해야 한다. 원자력발전소가 위험한 이유도 이 때문이다. 그러나 방사능의 세포 파괴 작용은 암세포를 제거할 수 있기 때문에, 방사능은 질병 치료 목적으로 유용하게 이용될 수 있다. 각종 과학 연구에서도 방사능을 지닌 물질은 이용된다.

참고문헌

『과학용어사전』(뉴턴코리아, 2010)

『과학기술대사전』(한국과학기술단체총연합회, 아카데미서적, 2005)

집필자

이필렬