원자력과 환경 2000년 봄 한양대학교 ⓒJKLIV. RADIATION & RADIOACTIVITY원자력발전소는 일반 대중의 혐오설비로 분류되고 있다. 원전이 다른 발전소와 다른 점은 원전에는 방사선이 관계되는 점이다. 방사성폐기물처분장 부지문제로 우리사회도 적지 않은 고통을 겪었다. 이러한 결과를 초래하는 방사선이란 어떻게, 얼마나 위험한 존재인가?1. 방사선이란 ?"에너지가 높아 불안한 물질이 안정된 상태를 찾기 위해 방출하는 에너지의 흐름"방사선 - 전리방사선 - 입자 : α, β-, β+, 중성자, π- 전자파 : γ, X- 비전리방사선 : 자외선, 가시광선, 적외선, 초단파, 단파, 중파, 저주파전리(ionization) 는 "이온화"라고도 불림*비전리방사선도 인체에 유해함이 알려졌지만 방사선이 과정에서는 전리방사선(또는 핵방사선)만을논의의 대상으로 함.2. 방사선원2.1. 방사선원 - 방사성물질 / 방사선발생장치* 방사성(放射性) - 방사선을 내는 성질원소기호 표기법 AzXX: 원소기호. H, He, Be, B, C ...등z: 원자번호(원소의 종류를 결정)보통 z는 쓰지 않음(원소기호 X에 의해 z를 알 수 있음)A: 원자질량수(원자의 무게와 관련)X나 z가 같고 A가 다를 때 '동위원소'라 부름.방사성물질 : 방사성 핵종을 일정 농도 이상 함유방사성핵종 - 천연(자연계에 존재) : 70여종3H, 7Be, 14C, 40K, 87Rb, 222Rn, U, Th- 인공(원자핵반응을 통해 만듦)3H, 14C, 18F, 32P, 60Co, 137Cs 등 2000여종방사성핵종(radionuclide) - 불안정하여 자발적으로 붕괴하면서 방사선을 내는 핵종예) 3H, 14C, 137Cs 등- 자연계의 모든 물질(인체조직포함)은 천연 방사성핵종을 미량 함유- 방사성핵종이 방사선을 내는 것은 물리적 성질이므로 태우거나 녹이는 등의 화학적 변화로는"방사성"이 변화되지 않음. 물리적 핵변환필요. 중성자수1H (수소) : 안정 안정핵종의 분포 (1:1)12H (중수소) : 안정13H (삼중수소, Tritium) : 중성자과잉(방사성)1---------------------1n → 1p + 0e +overlineν0 1 -1(중성자) (양성자) (전자) (반중성미자)neutron proton electron antineutrino 양성자수핵에남음 핵외부로 방출 (방사선)rm~^3 H~ ->~ ^3 He + beta^- + bar nu(베타붕괴)(안정) β- 입자23Na(안정) ↔ 22Na(양성자 과잉) → 22Ne + β+ + ν (양전자 붕괴)11 11 10(안정) 방출( 1P 1n + 0e + ν )1 0 1(양성자 β+)226Ra (양성자 과잉) : 양성자 2 + 중성자 2 를 묶어 방출 (알파 붕괴)4He++ (α입자)2226Ra → 222Rn + 4He (연쇄붕괴)(방사성)↓206Pb ← … ← 218Po + 4He(안정) (방사성)붕괴에 따라 방사성 물질 내 방사성핵종들은 안정핵종으로 변환→ 시간경과에 따라 방사성 농도가 감소 (방사능의 감소)1Bq(Becqurrel) 매초 하나의 핵이 붕괴 = 1 dps(dps = disintegration per second)* 전통단위 Ci(Curie): 라듐 1g의 방사능1 Ci=3.7×1010Bq1μCi=3.7×104Bq방사능 (radioactivity)방사성 물질이 방사선을 내는 강도를 뜻하며 곧 방사성 물질의 양을 의미함시간경과방사성핵안정핵 방사성핵 많음 방사성핵 적음(방사능 큼) (방사능 작음)반감기 (half-life)방사능이 초기 방사능의 1/2 로 되는 데에걸리는 시간. 핵종마다 고유하며 크기는 천차만별.예) 3H : 12.3 년60Co : 5.26 년16N : 7 초238U : 4.5×109 년방사능의 감소법칙A=A_0 e^ {-lambdat}A0 : 현재 방사능 (Bq)A : 시간 t 경과후 방사능A=A_0 e^{-0.693 ( t over T )}A=A_0 ( 1 over 2 )^ {t over T}예) 현재 104Bq 인 60Co 의 20년 후 방사능 ?A(20)&=A_0 e ^ {-0.693 20 over 5.26 }#&=10^4 times 0.717 times 10^-2#&=71.7 Bq방사성 오염 (방사선 오염 ×)액체, 기체, 분말 형태의 방사성 물질이 깨끗한 물체에 오염되는 것(예: 공기오염, 표면오염, 수중오염, 토양오염)방사선 발생장치방사성 핵종으로 구성되는 방사성 물질이 아니라 전기 에너지 들 다른 형태의 에너지를 변환하여 방사선을 내도록 만든 장치 (예: X 선장치, 가속기)특징 : 전원을 차단하면 방사선 방출 정지cf. 방사성 물질은 붕괴하여 소멸된 때까지는 지속적으로 방 출(강도는 시간에 따라 점차 약해짐)방사선 mark : 이런 표지가 있는 곳엔 방사선 위험이 있음을 알리기 위함.(삽엽표지)3. 방사선 피폭과 방사선량에너지의 흐름인 방사선의 경로에 물체(인체)가 있어 방사선의 에너지가 그 물체에 흡수되는 것- 선원이 인체 외부에 있고 - 오염된 공기, 음식물을 흡입, 섭취함으로써방사선에 노출됨 방사성 핵종이 체내에 오염되고 그 붕괴시- 신체가 오염되는 것은 아님 방출하는 방사선에 의해 피폭- 선원 근처를 떠나면 피폭은 없음 - 방사성 물질이 체내에 있으므로 그 방사능이붕괴, 소멸할 때까지는 계속 피폭- 대상 방사능은 극히 작음방사선의 성질- 전리작용 : 물질 내부 원자들을 +/- 이온으로 분리- 여기작용 : 원자 또는 궤도전자의 에너지 준위를 높임- 감광작용 : 필름을 감광시켜 투과사진 촬영을 가능하게 함- 화학작용 : 이온화로 반응을 활성화하거나 물질 분자를 분해방사선종류별 특성- 알파입자( 4He++ ) : 우라늄과 같이 무거운 원소에서 방출, 무거운 하전입자, 투과력 미약,피부 보호층에서 차단, 외부피폭 문제 없음.- 베타입자(β-, 전자) : 대부분의 방사성핵종에서 방출, 물이나 조직에서 최대 수 cm침투, 피부조직의 외부피폭 유발.- 감마, X선(전자파, 광자) : 대부분의 방사성핵종에서 방출(감마선), 강한 투과력, 대부분의방사선피폭 원인, 낮은 에너지 전달률.- 중성자 : 주로 핵반응 과정에서 방출, 중성입자, 강한 투과력, 상대적 위해도 큼, 물질 방사화,실제피폭자는 극히 희소.외부피폭 내부피폭피폭우려없음 : α α 제자리흡수(위해도 큼)피부피폭 : β- β- 인근에 흡수소량의 에너지 전달 : γ(X) γ: 원거리까지 영향(위해도 낮음)위해도가 큼 : n방사선량 (Dose) : 피폭의 정도를 측정하기 위한 물리량- 물질 단위질량당 흡수된 방사선 에너지량 →흡수선량(Absorbed dose) DSI 단위 : Gy(gray) 1 Gy=1 J/kg전통단위 : rad 1 rad=100 erg/g ∴ 1 Gy=100 rad- 흡수선량에 방사선의 종류에 따른 인체 위해도 가중 →둥가선량(equivalent dose) HH = D ωR 방사선가중치흡수선량등가선량방사선가중치 ωRβ, X, γ1.0중성자5-25α20SI 단위 : Sv(sievert) 1 Sv=1 J/kg전통단위 : rem 1 Sv=100 rem- 등가선량에 피폭조직의 위험도를 가중 →유효선량(effective dose) E체내 여러 장기가 각기 선량을 받았을 때 그 사람의조직가중치(ωT )0.20.120.050.01해당조직생식선적색골수결장폐위방광유방간식도갑상선기타피부뼈표면종합적 위험 평가에 사용할 목적, 같은 등가선량을받더라도 조직별로 위험도가 다름에 유의할 것E= sum from t H_T omega_T[단위 : Sv, rem]-조사선량(exposure) : 에너지 흡수량을 J 로 표현하지 않고 전리에 의한 전기량으로 표현. 공간에서 방사선 피폭 가능 준위를 나타내는 양으로 사용하며 γ 및 X 선에 대해서만 사용단위 : R(r ntgen)통상 시간당 선량률의 형태로 사용됨 (R/h, mR/h 등)선량=선량률×노출시간2 mSv/h 방사선장에 2시간 피폭선량= 4mSv.1 R=2.58×10-4C/kg of airγ선선원 PP 점에서 선량률이 10 mR/h 이면 여기에 사람이 1시간 서있으면 피폭선량이 10 mrad 정도가 되며 SI 단위로는 0.1 mSv 정도가 됨.4. Common Misunderstanding4.1. 방사선에 피폭되면 체내에 방사능이 생긴다 ?- 대부분의 방사선은 단순한 에너지만 전달하므로 방사능 유발 없음- 이론상 중성자나 수십 MeV 이상의 전자, 광자는 방사화 작용이 있으나 피폭자가 조기 사망할 정도로 극히 높은 선량을 받지 않은 상태에서는 방사화로 인한 방사능 량은 무시해도 좋음.4.2. 방사성 폐기물 처분장은 영구히 위험하다 ?- 방사성 핵종의 위험도는 시간 경과에 따라 감소한다- 감소의 속도는 반감기(또는 붕괴상수)에 좌우된다- 사용후 핵연료 중의 U, Pu, 241Am 등은 반감기가 길어준영구 기간동안 위험도의 감소가 현저하지 않으나일상적 중.저준위 폐기물에 포함된 핵종으로는 137Cs이반감기 30년으로 가장 긴 것임. 따라서 중.저준위
원자력과 환경 강의노트 2000년 봄 한양대학교 ⓒJKLIII. Nuclear Power & Fuel Cycle무한경쟁시대라는 21세기에 생존하기 위해서는 국력의 신장이 필요하고 이를 위해서는 에너지가 요구된다. 부존 에너지원이 절대부족한 우리나라의 입장에서는 일정 비율 이상의 원자력발전의 불가피한 선택이다. 원자력이란 무엇이며 그 희망과 위험은 어떠한가?3.1. Nuclear EnergyEinstein : 질량 - 에너지 등가성E=mc^21g of mass → 1g×(3×1010 cm/s)2 = 9×1020 erg = 2.5×107 kWh(완전소멸) *물질을 이렇게 완전소멸시키는 반응은 알지못함.3.1.1. 핵분열 반응 (Fission)235U + n → ●(중성자) ↘ . 2~3 n + 200 MeV (잉여 핵분열 에너지)1 eV : 하나의 전자를 1 V 전위차 만큼 옮기는데 필요한 에너지1 MeV = 106 eV = 1.6×10-13J↘ .↘ ●(반응전 질량) > (반응후 질량)1g of 235U fission → 8.2×1010J = 2.3×104 kWh연쇄반응 (Chain Reaction)원소기호의 표기U : 원소(우라늄)rm~_92 ^235 U92 : 원자번호(원소결정)235 : 원자량(무게)235U 238U : 동위원소92 92nt(느린중성자)nf감속감속nt핵분열 생성물질(핵물질) : 233U, 235U, 239Pu, 241Pu하나의 느린 중성자 - 핵분열 에너지 (200MeV)+ - 2~3 빠은 중성자 → 2~3개의 235U와 반응235U - 2개의 핵분열 파편감속빠른 중성자가 1H, 12C 등 원자핵과 충돌하여 에너지를 전달하고 느려지는 것감속재 물질 (H2O, 흑연)3.1.2. 핵융합 반응 (Fusion)2H + 3H → 4He + n + 17.6MeV1g of 2H + 3H → fusion → 3.4×1011J (Fission 에 비해 g 당 4배 출력)* 108℃ 정도의 고온에서만 반응 (수폭의 기폭제로 소형원폭 사용)3.2. 핵분열 원자로 (Fission Reactor)핵연료 : 농축 우라늄제어봉→ 천연 우라늄 중 235U 의 함량이HOT 0.71% 인것을 수% 이상으로 증가시킴핵 제어봉 : 중성자를 흡수하여 연쇄반응이연 과다하게 확대되는 것을 제어료 (Cd, 10B등 사용)COLD물(감속재 및 냉각재 기능)3.2.1. 가압경수로 (Pressurized Light-water Reactor : PWR)- 국내 주종 원자로(월성 원전을 제외한 모든 국내 발전로)- 1차 냉각계통 비등 방지를 위해 가압명칭출력소재형비고TRIGA II250kWt서울pool폐쇄TRIGA III2MWt서울pool폐쇄하나로20MWt대덕수조형고리1587MWe경남양산PWR고리2650MWe경남양산PWR고리3,4950MWe경남양산PWR월성1,2679MWe경북월성PHWR월성 3,4700MWe경북월성PHWR영광1,2,3,4950MWe전남영광PWR울진1,2,3,41000MWe경북울진PWR*건설중: 영광5,6, 울진4,5,6(1000MWe,PWR)3.2.2. 비등형원자로 (Boiling Water Reactor : BWR)분리된 증기발생기가 없어 방사능을 띤 원자로냉각수 스팀이 직접 발전기건물까지 순환하므로 발전기건물의 방사선준위가 높음3.2.3. 가압중수로 (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR)- 월성 CANDU- 중수 (Heavy Water)수소와 동위원소 2H 로 된 물2H2O (D2O라고 씀)수중 미량을 농축 분리하여 얻음(CANADA 로부터 수입)- CANDU(PWHR) 의 장점: 천연우라늄연료 사용 가능: 우라늄235 농축 불필요단점: 사용후핵연료(고준위폐기물) 발생 많음.방사성핵종인 트리튬 생성 많음.3.2.4. 기체냉각로 (Gas Cooled Reactor : GCR)- 감속재 : Graphite (고순도)- 냉각재 : He or CO2 고온운전가능 (process heat) grapite 의 불안정성 /핵무기용 Pu 생산로형- 북한 영변 원자로형3.2.5. 액체금속냉각 고속증식로(Liquid Metal Cooled Fast Breeder Reactor : LMFBR)* 실증로 : France 의 Super Phenix- 냉각재 : Na- 중성자를 감속하지 않고 235U,239Pu,238U 등을 핵분열 사용한 235U, 239Pu 보다 많은 양의239Pu 생산 : 핵연료자원증대 기술 미완성, Pu 문제3.3. 핵융합로 (Fusion Reactor)Key : 3H - 2H 융합을 위해 108℃ 요구자기장에 의한 제어 (Tokamak) 관성에 의한 제어 (마이크로 수폭)연료2mm laser1) 대량 에너지원 : 해수 중에 2H, 3H 자원 풍부 ?2) 방사성 물질 생성 적음3.4. 핵연료 주기3.4.1. 우라늄 연료 주기3.4.2. 토륨(Th) 주기재처리: 화학적으로 사용후핵연료를 처리, 잔류 우라늄과 플루투늄을 회수하는 공정- 사용 후 핵연료(고준위 방사성 폐기물) 처분 및 에너지원 관점에서는 필요- NPT(Non-Proliferation Treaty) 관점에서는 곤란폐기물(핵분열생성물, 피복재, 방사화생성물)3.5. 원자력 안전목표: 원전의 사고를 방지하고 관리하여 방사선의 피해로부터 사람과 환경을 보호함2대 難題 1. 방사능에 의한 잔류열 발생 - 1시간 후 : 0.15 %- 1일후 : 0.06 %상당한 시간동안 안전이 보장되어야 함.2. 人間인간의 행위는 예측이 어려움쟁점안전 확보를 위한 기술적, 행정적 노력에도 불구하고 대형 참사 가능성을 배제할 수 없음Murphy's Law : If anything can go wrong, it will.부지선정 - 설계 - 건설 - 운전 - 폐로 전단계 안전확보 노력 경주사고방지심층방어 (Defence in depth)사고완화- 다중방벽 (Multi barrier) : 연료본체 → 피복재 → 원자로용기 → 격납용기 → 비상계획- 다중성 (redundancy)- fail-safe - fool-proof - man-machine interface- 다양성 (diversity) - human engineering- Safety Culture (安全文化)SAFETY GOAL중대사고 확률 10-5/Rx-year 10-7/Rx-year차세대원전 본질적 안전로 개념핵심: "安全文化"안전문화안전에 관련된 활동에 종사하는 모든 개인과 조직이 안전에 관련되는 정보를 자유롭게 공유할 수 있는 열린 자세를 취하고 과오가 있으면 솔직히 인정하며 안전에 대한 철저한 인식과 책임의식을 갖는 문화적 풍토1. Three Mile Island(TMI) 원전사고사고원전: 미국 펜실바니아주 해리스버그 인근 TMI 원전 2호기, 가압경수로사고일시: 1979.3.28 04 a.m.사고내용: 냉각재의 소규모 연속 방출로 노심 노출, 용융방사능의 환경방출은 경미하였으며 종사자 및 주민의 방사선피폭 미미사고의 중요성: 원전의 심각한 사고 발생가능함을 실증. 사고 교훈으로부터 원전의 안전강화로 원전 비용 급증2. 체르노빌 원전사고사고원전: 우크라이나(구소련) 키에프 북방 체르노빌 원전4호기, RBMK형사고일시: 1986.4.26 01:24사고내용: 원자로출력의 폭주로 냉각수 비등, 증기폭발, 과열로 수소발생, 폭발, 흑연화재원자로 및 원자로 건물 전파, 대량의 방사능 환경방출사고의 중요성: 초유의 대량 방사능 방출, 화재진압시 다수 인원 치사량 방사선피폭(29명),
방사선의 인체 영향을 이해하는 관점이 재 기한양대학교 원자력공학과1. 방사선의 생물학적 영향1.1 분자생물학적 고찰인체는 성인의 경우 약 50조개의 세포로 구성되어 있고 세포는 세포막으로 둘러싸인 세포질에 핵, 리보솜, 리소좀, 미토콘드리아 등을 포함하고 있다. 세포막은 단백질과 지방분자로 구성된 약 1 m 두께의 막으로서 세포의 형태를 유지하고 세포 내로의 물질 출입을 관리한다. 미토콘드리아는 여러 종류의 효소를 갖고 있어서 세포에 필요한 에너지의 주된 공급원의 역할을 하며 리소좀은 약간 단순한 구조인데 그것이 가진 효소가 세포 내에 들어온 불순물과 같은 큰 분자들을 분해하는 기능을 가지고 있다. 리소좀보다 더 작은 리보솜의 주요 기능은 단백질을 합성하는 것이다. 구형 혹은 계란형으로 된 핵은 세포의 중앙부에 위치하는데 핵인과 염색체를 포함하고 있다.DNA의 기본 요소와 결합구조핵인(nucleoli)은 주로 RNA(ribonucleic acid, 라이보핵산)와 단백질로 구성된 작은 입자 형태로 되어 있으며, 염색체는 DNA(deoxyribonucleic acid, 디옥시 라이보핵산)와 단백질로 구성되는 세포의 유전인자이므로 앞으로 살펴보게 될 방사선의 인체 영향의 관점에서 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 특히 DNA는 유전자의 본체인 거대 유기분자로서 내부의 구성요소의 배열에 의해 생물학적 정보를 저장하고 운용하는 생명체의 핵심이다.이미 널리 알려진 바와 같이 인간의 DNA는 이중나선 구조를 갖는 사슬 모양의 정보 고분자로서 그 기본적인 구성 요소는 5탄당과 인산, 그리고 4종류의 염기이다. 즉, 당과 인산이 교대로 결합하여 척추와 같은 주 사슬을 만들고 각 당의 마디마다 구아닌(Guanine), 사이토신(Cytosine), 타이민(Thymine) 또는 아데닌(Adenine)이 결합한다. 이렇게 구성된 한 줄의 사슬은 같은 방법이지만 반대 방향으로 짜여진 다른 줄의 사슬과 염기와 염기간의 수소결합으로 짝지워지는데 이 수소 결합의 숫자 관계로 결합수가 2개물리적 단계에서 생성된 e-, H2O+ 및, H2O*는 상호 작용하여 보다 다양한 형태의 수화전자(e-aq), 수소기(H), 수산화기(OH), 수소가스(H2), H3O+ 등의 기단을 형성하는데 이 단계를 화학전단계라 부르고 1조분의 1초 내로 완료된다. 이렇게 생성된 기단들은 다음 단계인 화학단계에서 이동하여 1천분의 1초 후에는 DNA분자와 화학반응을 할 수가 있다. 이와 같이 방사선에 의해 생성된 화학적 부산물이 DNA를 공격하여 손상을 입히는 경우를 간접작용이라고 부른다.인체 세포의 DNA가 손상하는 것은 방사선에 의해서만은 아니다. 비전리 방사선인 자외선, 마이크로웨이브에 의해 손상될 수도 있고 가장 용이하게는 우리가 상시로 섭취하고 흡입하는 음식물이나 공기중의 여러 가지 물질이 체내에 섭취되면 세포에 이르게 되고 이들 화학물질(모든 물질은 화학물질임)이 DNA를 화학적으로 손상시킬 수 있다. 특이하게는 생명체인 바이러스도 화학적으로는 간단한 단백질과 유사하므로 이들 바이러스가 DNA에 부착하게 되면 DNA 복제시에 상보 결합을 오인하여 잘못 복제하거나 심지어는 바이러스 자체까지 복제하여 다음 세대의 세포 DNA에 유전시키는 경우도 있다.어떤 원인에 의해 손상된 DNA가 회복되지 않는다면 우리는 심각한 문제에 부딪히게 될 것이다. 그러나, 실제로 손상된 대부분의 DNA는 효소의 도움아래 단 시간 내에 복구된다. DNA 수선기법은 정말로 놀라운 것이어서 잘못된 부분을 절단하고 상대편 사슬의 염기에 맞는 상보 염기와 사슬을 재생한다. 이러한 수선이 착오 없이 진행되는 데에는 DNA 특유의 상보 결합이 근간이 되는 것이다.그런데, 손상된 DNA가 잘못 복구되거나 손상이 복구되기도 전에 세포분열을 위한 DNA 복제가 일어난다면 복제된 DNA는 역시 비정상적인 것이 될 것이다. 또한 아무리 DNA의 복제기능이 탁월하다고 하더라도 초당 수천만 이상의 복제를 하는 공장에서 소수의 '복제실수'도 있을 수 있다. 이렇게 잘못된 DNA를 갖는 세포, 즉, 비정상 세포 또소화방지 가능- 사고 피폭이나 치료방사선 - 일상 저선량 피폭에서 관심 영향분야에서 관심영향- 예: 홍반, 백내장, 혈액상 변화, - 예: 암, 백혈병, 유전결함치사, 불임------------------------------------------------------------------------2. 방사선의 인체 영향2.1. 결정적 영향이제 앞서 정의한 결정적 영향 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 결정적 영향의 특징은 문턱선량이 존재함으로써 저선량 피폭에서는 발생하지 않는다는 점과 대개 급성이며 증상의 고유한 특성이 있고 증상이 심각도가 피폭 선량에 비례한다는 점을 들 수 있다. 여기서 급성이라 함은 영향이 피폭 후 수 주일이내에 나타나는 것을 말하는데 결정적 영향 중 눈의 수정체 혼탁 또는 백내장만이 상당기간(6개월 내지는 수년까지) 후에 나타나는 지발성이다.결정적 인과관계의 다른 예를 든다면 우리의 피부와 뜨거운 물체가 접촉하는 경우에 발생하는 화상과 같은 것이다. 즉, 45-50 0C 이하의 물체라면 피부의 접촉으로 화상을 입지는 않지만 온도가 높아져 어느 문턱치(임계치) 이상이 되면 화상이 발생한다. 화상의 정도는 온도가 문턱치보다 얼마나 더 높은가에 따라 달라진다. 문턱치 정도라면 피부가 빨갛게 되고 약간 쓰린 정도에 그치지만 온도가 높아질 수록 물집이 생기고 심하면 피부 조직이 궤사하게 된다. 물론 문턱치나 영향의 심각성 증가의 정도가 사람에 따라 또는 신체 어느 부위의 피부인가에 따라 다소간 차이는 있을 수 있으나 그 차이는 큰 것이 아니어서 문턱치보다 어느 정도 높은 온도라면 누구나 화상을 입게된다.결정적 영향은 세포의 사멸로 발생하고 세포의 사멸은 피폭 후 단기간 내에 발생하므로 급성 영향의 형태로 발생한다, 백내장이 결정적 영향이면서도 발생에 시간이 걸리는 것은 수정체 조직의 특이성에서 기인한다. 즉, 수정체에서 죽은 세포는 신진대사로 분해 제거되지 않고 서서히 수정체 후방 중심부인 후극으로 이동하여 쌓이게 됨으로써 백내장을 형성있는 모낭이 손상된다면 탈모 현상도 있게 된다.선량 (Gy)초 기 증 상만 성 증 상0.5염색체 변화없 음5일시적 탈모, 홍반변화 인지되지 않음25일시적 궤양, 수종위축,혈관확장,색소침착50중중 궤양만성 궤양500궤사영구적 조직 파괴선량에 따른 피부의 손상 정도피부의 방사선 피폭으로 나타나는 최초의 영향은 0.5 Gy 정도에서 발생하는 조직 내 염색체의 변화인데 이것만으로는 문제되지 않는다. 선량이 증가하여 5 Gy에 이르면 단기적으로 피부가 붉게 부어오르는 홍반 증세가 있게되나 곧 회복되어 장기적으로는 변화가 인지되지 않는다. 또한 이 정도에서 탈모가 발생하나 수개월이 지나면 모가 재생된다. 25 Gy정도가 되면 물집(수종)이 생기고 일시적 궤양 증세가 나타나 이것은 회복 후에도 통상의 흉터에서 보는 것과 같이 피부의 위축, 혈관확장, 색소 침착 등의 흉터가 남는다. 선량이 50 Gy 정도가 되면 중증 궤양이 되어 쉬 치료되지 않아서 만성 궤양이 된다. 치료를 위해 피부를 이식해야 한다. 극심하게 높은 선량(500 Gy)이 되면 피부조직의 궤사가 발생하여 건강한 피부를 이식하더라도 쉽게 치유되지 않는다.2.1.4. 수정체증 상발 단 선 량1회 급성 피폭여러번 분할 피폭수정체의 혼탁0.5 ∼ 2 Gy5 Gy 이상백 내 장5 Gy8 Gy 이상* 중성자, 양성자 등의 경우는 위 값의 1/2 내지 1/3로 예상됨.감마선, X선, 베타 등에 의한 수정체의 문턱선량앞서 언급하였듯이 수정체에서 죽은 세포는 피질을 따라 서서히 이동하여 안쪽 중심부의 후극에 모임으로써 수정체의 혼탁 내지는 백내장을 초래한다. 수정체가 X선이나 감마선과 같은 저 LET 방사선을 피폭하는 경우 수정체의 혼탁이 나타나는 선량은 0.5∼2 Gy, 백내장이 나타나는 문턱선량은 5 Gy 정도로 알려져 있다. 중성자와 같은 고 LET 방사선에 노출되는 경우는 문턱선량이 저 LET 방사선의 문턱선량 값의 1/2 내지 1/3 정도로 된다.증 상문턱선량 (Gy)비 고기능 저하성 인 25∼30아 동 1∼10급을 사서 당첨된 사람 수보다는 여러 장을 사서 그 중 한 매가 당첨된 사람의 수가 많을 것이다. 즉, 매 당 1/10000이라는 당첨 확률이 있는 통계적 사안이므로 많은 수를 놓고 분석해보면 반드시 본래의 기대치에 가깝게(똑같게는 되지 않음) 결말이 나는 것은 필연적이지만 그중 특정한 개인만을 살펴보면 당첨은 확률적 기대치와는 직결되지 않는다.방사선 피폭에 의해 발생하는 확률적 영향은 백혈병을 포함한 암과 유전 결함으로 집약된다. 이는 그 밖에 우리가 잘 이해하지 못하고 있는 확률적 영향이 없다는 뜻이 아니라 그런 것은 발생 빈도가 낮아 역학조사라는 통계적 방법으로도 인지되지 않기 때문에 논의 대상에서 제외할 수밖에 없음을 뜻한다. 현재의 방사선학적 지식은 단위 방사선량 피폭 당 생애 발암 치사 위험은 성인의 경우 0.1 Sv당 1000명 중 5명으로 보고 있다. 즉 비교적 고른 분포로 피폭한 1000명의 평균 선량이 0.1 Sv이면 그 1000명 중 5명 정도는 이 피폭으로 인해 남은 수명 기간동안 암에 걸려 목숨을 잃을 것으로 기대된다는 뜻이다. 이 확률은 통상 '1 Sv 당 100명 중 5명' 또는 '1 Sv당 5%'라는 표현으로도 쓰고 있는데 정확히는 같은 의미이지만 1 Sv(1 Gy에 가까움)는 이미 결정적 영향의 범주에 들어 혼란의 소지가 없지 않다. 즉, 앞서 예로 든 복권의 문제에서 1만장을 산 사람에게 '당첨 확률이 1'이라고 말하는 것보다 1장씩 산 사람 '1만 명중에서 1명의 당첨자가 나온다'라고 말하는 쪽이 보다 현실적이 되는 것과 마찬가지 이유이다.그렇다고 방사선으로 인한 발암이 복권의 경우에서처럼 선량에 정비례하는 것은 아니라 높은 선량으로 갈수록 증가할 것으로 본다. 즉, 발생확률을 R라하고 선량을 D라 할 때 그 비례관계는R = aD + bD2와 같은 선형-2차 함수 관계에 있는 것으로 이해되고 있다. 식에서 a보다 b의 값이 훨씬 작아서 낮은 선량에서는 R aD 의 정비례 관계에 가깝게 되며 선량 D가 큰 값을 갖게 되면 bD2도 |
REPORT제 목 : 「청 산」감상문과목명. 건 강 체 조담 당.하 재 희 교수님제출일. 1999 년5 월 27 일공과대학원자력공학과9 4 0 1 0 6 7 1성 명. 윤 흥 균단전호흡..... 아주 낯선 단어는 아니다. 다만 어쩐지 '도'와 관련있는 것 같은 사실때문에 애써 관심을 가지지 않으려했고, 그저 따분한 것으로만 생각했었다. 게다가 별달리 관심갖지 않던 단전호흡으로 수양을 쌓는 국선도를 창시한 '청산'의 일대기를 다룬 책을 읽으려 했을땐 과연 책을 끝까지 읽을 수 있을지 의문마저 들었던게 사실이다. 왠지 종교적인 느낌이 들기도 하고......하지만 어떤 이유로 해서 작자가 국선도를 접하게 됫으며, '청산'에 대한 책을 쓰게 된 과정을 읽어가는 동안 거부감을 조금 없앨 수 있었다. 단전호흡이라는 것이 종교적인 것이 아니라 자신의 마음이 어지움과 괴로움을 피하기 위한 도피처로서의 구실을 하는 것이라는 생각이 들었기 때문이다. 어린 시절을 어렵게 보냈다던가, 남다른 어려움을 보낸 사람들에게 '도'라는 경지에 이르러 세상을 초탈하고픈 욕망이 생기는 것은 당연한 것일지도 모른다고 어렴풋이 생각이 들었기 때문이기도 하다.단전호흡이란 그저 아랫배로 숨을 쉬는 단순한 생체작용이 아니며, 마음을 호흡 하나에 모아 호흡자체가 나의 전체가 되고, 그렇게 나에게 불어오는 바람이 되고, 물소리가 되고, 혹은 저 시정의 번잡이 되어, 그야말로 나와 마음과 사물과 호흡이 혼연히 하나가 되어, 나이면서 내가 아닌가 하면 호흡이면서 호흡이 아니며, 있는가 하면 없으며, 없는가 하면 있는 또 다른 생명인 것이다. 이러한 단전호흡을 통해서 마침내 자신의 내부에 깃들여 있는 영체를 확인하고, 동시에 자신이 지닌 신성에 눈뜨는 것이 바로 선계이다. 그것은 또한 자신의 몸과 마음이 함께 열려 우주의 무한한 에너지를 받아들이는 대자유를 획득하는 것이기도 할 터이다. 그것은 또한 내가 우주 속으로 가고 우주가 나에게 와서 마침내 나오 우주가 하나가 되는 눈부신 합일이기도 할 것이다. 이러한 게 되면 국선도 만을 신봉하는 신도같은 모습이 될거라는 생각이 들기 때문이다. 그래서 책의 내용 중에 국선도의 수행방법 자체만을 정리해 보려고 한다.국선도 단전행공은 정각도, 통기법, 선도법, 이 세가지 수련법을 통해 이루어진다.정각도는 국선도 단전행공의 첫 단계 수련법으로, 사람을 생명을 유지시키는 원천인 정(精)을 단련하여 기(氣)로 변화시키는 수련법이다. 이 수련법을 연정하기라고도 하는바, 이 단계를 수련하면 인체가 변화하여 천지 자연에 충만한 우주의 에너지를 받아들일 수 있는 열린 몸이 되며 동시에 자신의 녀면에 있는 초자연적인 영성(靈性)에 눈뜨게 된다. 국선도에서는 이 단계를 거침으로써 비로소 도의 세계에 입문하는 것으로 되어있다. 이 정각도는 다시 중기단법, 건곤단법, 원기단법의 세 단계로 나뉜다.중기단법을 하기에 앞서 단전자리를 잡기 위해 밝 받는 공부를 먼저 행하게 된다. 밝 받는 공부란 먼저 온몸을 골고루 풀어주고 마음을 고요히 한 다음에 숨을 고르는게 순서이다. 온 몸을 풀어주기 위해 준비동작을 해야 하는데, 이 준비동작에서 가장 중요한 것은 각 동작을 할 때마다 먼저 아랫배에 가득히 숨을 들이마셨다가 멈춘 상태에서 동작을 해야한다는 것이다. 배꼽에 엄지손가락을 제외한 나머지 손가락을 대어서 검지부터 세번째인 약지가 닿는 자리가 바로 단전이며 그곳이 바로 밝을 받는자리이지 하늘의 기운을 받을 자리이다. 그 단전에 들숨이나 날숨 때 힘이 모아져야 비로소 배꼽 아래 숨쉬기가 되는 것이며, 이 배꼽아래 숨쉬기가 바로 단전호흡이자 밝 받는 공부이다.단전자리가 확실하게 잡히면 중기단법(中氣丹法)을 시작한다. 우리 몸은 하늘 기운을 받는 그릇이다. 그 그릇이 크고 튼튼해야 그만큼 하늘 기운도 많이 받게 되어있다. 그러려면 무엇보다도 우선 마음으로 몸을 다스릴 수 있어야 한다. 그렇게 마음으로 몸을 다스리다 보면 차츰 마음과 몸이 하나로 어우러지는데, 바로 이 중기단법이 몸과 마음을 하나로 만드는 기초인 셈이다. 이 중기단법에는 모두 쉰 가지의 동작이 배꼽 아래에 열기가 느껴지고 진동이 오는 데, 이는 몸이 이제야 가운데를 잡았다는 뜻이다. 가운데를 잡는 것이란 다른 말로 하면 곧 단전자리가 잡힌다는 것과 같은 뜻이다.그 다음 단계로 건곤단법(乾坤丹法)을 행한다. 중기단법이 마음으로 몸을 움직이는 첫 공부라면 건곤단법은 몸 안에서 그야말로 하늘 기운과 땅 기운이 하나가 되게 하는 공부이다. 이 건곤단법은 무엇보다도 숨을 멈추는 것이 중요하다. 이렇게 멈추는 숨을 지식(止息)이라고 하고, 이 지식이 이루어질때 바로 단전자리에서 하늘 기운과 땅 기운이 하나로 합쳐지는 것이다. 건곤단법의 동작은 스물세 동작으로 되어있으며, 한 동작에서 다른 동작으로 바꿀 때는 움직이는 모습이 아예 보이지 않을 정도로 천천히 조심스럽게 해야 한다. 건곤단법의 열아홉번째 동작은 신법으로, 그동안의 숨쉬기로 단전에 모인 기를 우리 몸의 임맥과 독맥을 통해 한바퀴 돌리는 기 돌리기이다. 이러한 기 돌리기를 임독유통(任督流通)이라 한다. 건곤단법의 힘이 나타나 기가 발동하기 시작하면 임독유통을 할 수 있는 바탕이 마련된다.임독유통은 단전호흡에서는 인체의 기경 팔맥 중에서도 가장 중요한 경락으로 삼고 있는 임맥과 독맥을 유통시키는 것으로, 단전호흡이란 결국 이 임독유통의 여부에 따라 수련의 성패를 따질 만큼 절대적인 수련법이기도 하다. 이 임독유통의 수련법은 중국의 주역참동계나 혜명경, 선불함종, 금선증론, 성명법결명지 같은 선도서에서는 한결같이 소주천이라고 부르며 오랜 동안 단전호흡의 비의로 삼는 수행법이였는가 하면, 한편 인도의 탄트라 요가나 쿤달리니 요가에서도 내화법이라고 하여 인간의 정신을 정화시키는 내부의 불로 여기며 비의로 삼은 것은 마찬가지였다. 임독유통을 현대의학식으로 해석하자면 자율신경계와 내분비계에 뜨거운 열기와 함께 강한 자극을 주어 노화되어 기능이 사라져가는 생명활동을 회생시키는 수련법이기도 하다. 또한 임독유통이 궁극에 이르면 이 자율신경계와 내분비계는 마침내 의식으로 다스릴 수도 있게 되는데, 곧 자율신경계인 허파다. 이 원기단법은 바로 그렇게 들이마셨다가 몸추는 지식을 오래하는데 기 요체가 있는 것이다. 그리고 건곤단법에서 연습한 임독유통은 이 원기단법에 이르면 각 단계마다 임맥과 독맥에다가 다른 경락들도 곁들여, 십이 경이며 십사 경에서 나중에는 삼백예순 경까지 유통시키게 된다. 원기단법이 끝날 무렵이면 온 경락이모두 잘 유통하게 된다. 이렇게 십이 경에서 십사 경을 거쳐 삼백예순 경 유통에 이르면 우리 몸의 경락은 모두 한 번씩 두루 뚫리는 셈이다. 이 원기단법에서 지식을 오래하는 것도 그만큼 기를 축적시켜서, 그 기로 각 경락을 유통시키기 위한 것이다. 건곤단법이 몸 안에서 하늘 기운과 땅 기운이 하나가 되게하는 공부였다면, 원기단법은 그렇게 합쳐진 기운을 이름 그대로 원기로 만드는 단법인 것이다.통기법은 국선도 단전행공의 두번째 수련법으로, 이 단계에서 임독은 물론이며 소위 삼백예순 경으로 표현되는 전신의 경락들이 완전히 유통이 됨과 동시에 코로 숨을 쉬는 것이 아니라 진식(眞息)이나 태식(胎息)이라고 일컫는 일종의 피부호흡상태로 몸이 열리기도 한다. 이 단계에 이르면 비로소 임독이 저절로 자개(自開)되어 의식으로뿐만이 아니라 무의식 상태에서도 언제든지 하늘의 기운을 받아들이게 된다. 즉 통기법은 하늘의 길을 깨우쳐 하늘과 땅의 참된 기운을 바로 몸과 마음에 맞물고 돌게하는 법이다. 한마디로 몸과 마음이 하나가 되고 그렇게 하나가 된 몸과 마음이 다시 하늘과 땅의 모든 기운과 하나가 되는 공부인 것이다. 이 단계를 다른 선도서난 도가에서는 대주천 혹은 연기화신이라고도 하는데, 자신의 내면에 있는 영성이 개발되어 분심술같은 신통력을 지니게 되고, 물이나 불이 더이상 접근을 못하는 금강체(金剛體)의 몸이 되기도 한다. 이 통기법은 수련의 단계에 따라 다시 진기단법, 삼합단법, 조리단법으로 나누어진다.통기법의 첫번째 단계는 진기단법(眞氣丹法)이다. 원기단법에서 의식적으로 기를 돌려 임독을 유통시켰다면, 진기단법에서는 저절로 임독이 열려 무의식적으로도 임독유통이 되어 조금이라도 마음이 흔들려버리면 호흡자체가 안 될뿐더러 자칫 주화입마가 되어 몸까지 망치기 쉽상이다. 주화입마란 단전자리에 있어야 할 뜨거운 기운이 그만 마음이 흔들리는 바람에 거꾸로 치솟아 내장이며 두뇌까지 태워버리는 무서운 마성인 것이다. 단전에 있는 화기가 임독맥이 아닌 다른 길로 치솟으면, 간이며 위장이며 심장 같은 내장은 내장애로 화상을 입고 또 두뇌에 이르면 두뇌마저 마비되는 증상이 온다. 그 모든게 바로 지식 도중에 마음이 흔들리면 일어나는 현상이다. 중기단법이나 건곤단법, 그리고 원기단법에서는 마음과 몸이 서로 나뉘어 있어서 어느 정도 마음이 흔들려도 몸에 영향을 미치지 않았지만, 이제 몸과 마음이 하나가 된 만큼 진기단법에서는 마음이 흔들리며 바로 그 만큼 몸에 치명적인 영향을 미치기 마련이다. 이 모든게 마음을 어떻게 다루느냐에 달렸으므로 진기단법부터는 마음 공부가 제일 중요하다.진기단법 행공의 다섯 동작은 입단법, 좌단법, 전단법, 와단법, 공단법이 있으며, 공단법이 가장 핵심이 되는 공부이다. 공단법이란 몸과 마음도 다 잊어버리고 오로지 단전자리에서 빛나는 하얀 빛무리를 바라보는 공부다. 그렇게 하얀 빛무리를 바라모며 호흡을 하다가 임독맥을 돌릴 때는 바로 그 빛무리도 함께 돌리고, 빛무리를 놓치지 않는다면 훗날 그 빛무리에 얼령이 생기게 된다. 여기서 얼령이라함은 마음 공부 끝에 마침내 천지의 기운과 나의 기운이 하나가 되어 무언가 전혀 새로운 기운을 만들어 내는 것을 의미한다. 이 새로운 기운은 자신의 내부에 잠재해 있던 어떤 신성이 물질화되어 나타난 것이라고 할 수도 있다. 그렇게 갓 생겨난 신성은 일종의 태아와도 같은 상태이니, 그 태아는 바로 단전자리에 엉킨 빛무리를 자양분으로 삼아 차츰 성장하여 사람 모습으로 구체적인 형상을 갖추게 되는 것이다. 이 단계에 이르면 수련자의 수련 정도에 따라 빛무리는 여러가지 형태로 모습을 바꾸면서 얼령을 키우게 된다. 이 얼령을 띄우는 공부는 다른 선도나 도가에서는 소위 출신(出神)이라고 하여,.
REPORT───────────────────────────────────────────────────────────HANYANG UNIVERSITY제 목 : V T R 시청 감상문과목명. 생태계와 환경오염담 당.김 동 성 교수님제출일. 2000 년9 월 8 일원자력공학과1994010671성 명. 윤 흥 균21세기는 환경이 지배하는 사회가 될 것이라 한다. 동서의 냉전으로 표현할 수 있는 20세기를 지나서 또 무분별한 산업화로 말미암은 환경의 심각한 파괴상태는 인류로 하여금 다른 모든 것에 우선하는 환경보전의 의미를 다시금 생각해보게 된다. Greenpeace나 국내의 녹색연함과 같은 환경단체들의 위상이 높아진것도 같은 맥락에서 해석할수 있겠다.이제는 환경을 무시하고서는 전인류의 생존이 위협받는다는 것을 인식하고 개개의 국가이기주의를 버리고 다같이 환경보전을 위해 협력해야 한다는 인식이 자리잡은 시점이다. 과거의 공업화등으로 인한 1류국가의 의미가 환경기준을 지키지 못하면 무역장벽을 겪을수도 있는 요새의 변화로 볼 때, 앞으로는 환경기술선진국이 두드러지게 되는 국가 지위의 재편성 가능성도 제기되고 있다.그러면 VTR시청 내용인 오존층 파괴 문제와 온실효과에 대해 논해 보겠다.오존층(O3)층은 지구대기를 둘러싸고 있는 층으로서 태양광선중 자외선을 차단해주는 역할을 한다. 그러나 1987년 NASA의 관측결과에 의하면 특히 극지방을 중심으로 오존홀(hall)이 생겼다는 사실이 밝혀졌고, 곧 오존층파괴의 주범인 CFC 사용을 2000년부터 전면금지한다는 '몬트리올협약'이 체결되기에 이르렀다. 오존홀로 인한 자외선 직접입사는 인체의 저항력을 약화시키고 백내장등의 질병을 일으키며, 피부암을 야기시킬 수 있고 농작물 생산도 감소시킨다. 실례로 오존층이 25%파괴되면 밀수확량은 25%감소된다고 한다.오존층파괴의 주범인 CFC(염화플르오르화탄소)는 나일론 개발로 유명한 미국의 Dupont사에서 개발했다. 냉장고나 에어컨의 냉매제, 1회용용기, 우레탄, 스폰지, 또는 전자부품세척액등 정말 광범위한 부문에 사용되는 '프레온'이라는 상품명으로 더 잘알려진 CFC는 성분내의 염소가 대기의 O3를 연쇄적으로 파괴시킨다는 사실이 밝혀진 후로는 몬트리올 협약에 따라 2000년 사용전면금지조치가 내려졌고, 1992년 가입한 한국도 이를 방관할 수만은 없는 입장이다.오존층 파괴의 주범으로 공격받던 Dupont은 이것을 새로운 발전의 계기로 삼아 환경문제에 앞서가고 있다. 대체냉매제인 SUVA개발과 대체세척제인 AXAREL개발 등으로 대처하고 있으며 영국의 ICI도 이미 90년대초에 이미 프레온의 대체물질인 KLEA를 개발하여 둔 상태다. 이에 사용업체들도 고가와 그에따른 수익의 감소를 감수하면서도 스웨덴의 볼보사나 일본의 닛산자동차도 자동차용에어컨에 대체물질들을 사용하고 있다. 이것은 앞으로 점점심해질 환경파괴물질을 포함한 제품에 대한 무역장벽을 극복해나가는 방법일 것이다.또다른 환경문제로는 탄산가스로 인한 온실효과를 들수 있다.자동차 배기가스나 화석연료를 사용함으로서 생기는 많은 산업들로 말미암아 발생되는 탄산가스는 연간 50억톤이상이 발생되는 상태이며 대체에너지가 생기지 않는 이상 뚜렷한 대안이 없는 상태이다. 탄산가스로 말미암아 대기를 통해 입사된 태양에너지가 반사되어 나가지 못하고 마치 온실처럼 지구의 기온을 서서히 상승시키는 이런 온실효과는 최근들어 빈번한 이상기후, 특히 아프리카의 극심한 가뭄,삼림파괴등으로 이어지고 기온상승은 극지방의 얼음을 녹여서 해수면을 상승시켜 지구의 모습을 완전히 변화시킬수도 있을것이라 한다. 실례로는 저지대에 위치한 60여개국이 지도에서 사라질수도 있다고 하니 이는 엄청난 문제가 아닐수 없다.이에 화석연료 감소대책으로서 2010년부터는 화석연료를 일정량이상 과다하게 사용하는 나라에 대해서는 무역제재조치가 있을수도 있다고 하니 우리도 이런 현실에 적극적으로 대처해 나가야 할 것이다. 온실효과에 대한 문제는 프레온과 달리 완벽한 대체에너지 개발에 어려움이 있고, 그래서 가깝게는 공장의 정화장치에 대한 철저한 감독과 에너지절약등의 소극적인 방법들이 있겠다.