방사능 상식
 
2014. 07. 23 (12:10)
subject : 주요 핵분열 생성물(1) 요오드
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요오드 기본 정보

요오드(화학 기호:I)는 비금속성 고체 원소입니다.

요오드는 방사성 요오드, 비방사성 요오드가 존재합니다.

가장 주된 방사성 동위원소는 요오드129와 요오드131입니다.

요오드123, 요오드124 와 같은 경우, 의료 영상과 치료 목적으로 사용되지만,

일반 공기 중에서 반감기가 매우 짧기 때문에 대체적으로 문제가 되지는 않습니다.


동위 원소란?

일반적으로 어떤 원소의 화학적 성질은 그 원소를 구성하고 있는 원자의 원자핵 내에 있는 양성자의 수,

즉 원자번호에 의해 결정되며 원자의 질량은 양성자와 중성자의 수의 합, 즉 질량수에 거의 비례합니다.

동위원소란 같은 수의 양성자를 가지고 중성자의 수만이 다른 원자핵으로 이루어지는 원소들이라고 할 수 있습니다.

원자의 외부구조 즉, 전자의 배치는 같고, 원자핵의 구조가 다른 원소입니다.



예를 들면,

예를 들면 탄소의 경우, 양자의 수는 6 중성자의 수는 6 7 8이 있어 있습니다.

양자와 중성자의 조합이 안정적인 핵종과 불안정한 핵종의 원소가 있습니다.

전자를 안정동위원소, 후자를 방사성동위원소 라고 합니다.

탄소의 경우 12C, 13C은 안정동위원소이며, 14C는 방사성동위원소 입니다.

대부분의 화학원소들은 여러 개의 동위원소들이 혼합된 것이라 할 수 있습니다.




요오드 Q&A


요오드-129와 요오드-131은 어떻게 생성 되나요?

요오드-129 와 요오드-131 는 핵원자로 가동중의 우라늄 핵분열 중의 생성 되거나,
핵무기의 폭발시의 플루토늄이나 우라늄에 의해 생성 됩니다.



요오드-129와 요오드-131의 성질은?

방사성 요오드는 안정적인 요오드와 동일한 물리적 성질을 가지고 있습니다.

그러나 방사성 요오드는 시간에 따라 붕괴 됩니다.

요오드는 자주빛을 띈 검정 수정같은 비금속성 고체입니다.

요오드는 고체에서 액체로 변하는 단계 없이, 바로 기체로 변하는 ‘승화’라는 특별한 성질을 가지고 있습니다.

상온에서는 짙은 자주색 증기입니다. 이 증기는 눈과 호흡기에 자극 적입니다.

요오드는 알콜과 물에 녹으며 녹는점은 113.3°C 입니다.

요오드는 다른 물질이나, 동위원소와 반응을 매우 쉽게 하므로 순수한 핵종보다는

화합물의 형태로 존재하는 것이 많습니다.

그러므로 핵시설이나 핵폐기물 처리 공장에서 발견되는 요오드-129나 요오드-131은

화학물질의 혼합물로 이루어진 빠르게 형성된 화합물입니다.

그러나, 핵발전소로부터 환경에 누출되는 요오드는 주로 가스형태입니다.

요오드-129는 1570만년, 요오드-131은 약 8일의 반감기를 가지고 있며,

두 원소는 동일하게 핵분열을 하면서 베타입자를 방출합니다.



방사성 요오드는 어떠한 방면에 쓰이나?

요오드는 의료적으로 가장 많이 사용되는 방사성핵종입니다.


요오드는 갑상선에 모이는 성향이 있기 때문에, 요오드는 갑상선 질환의 치료와 진단에 매우 유용합니다.

요오드-123은 영상의료 부분에 널리 사용 되고, 요오드-124는 면역제 치료법에 사용 됩니다.

요오드의 화학적 성질은 분자에 매우 붙기 쉬우므로, 영상 연구에 사용 됩니다.

약물이나 화합물의 신진대사를 추적하거나, 심장과 같은 다양한 장기의 결함을 찾아내기에 유용합니다.

조금은 생소한, 요오드-125는 때때로 암세포 치료에 사용 됩니다.

요오드-129는 널리 사용되지는 않으나, 진단 연구소에서 방사성 카운터로 사용 됩니다.



요도드-129와 요오드-131은 어떻게 환경에 유출 됩니까?

요오드129와 요오드131은 연료봉 안에서 핵분열 될 때 생성 되는 기체 핵분열생성물입니다.

원자로 화학은 매우 주의를 기울여서 통제 되지만,

요오드가 너무 빨리 생성 되고, 압력이 커져서 원자로의 압력이 커짐에 따라

연료봉의 내부를 부식 시킬 가능성이 있습니다.

연료봉이 노후함에 따라 균열이나 구멍이 생길 수 있습니다.

균열된 연료봉은 방사성 물질을 연료봉 주위의 냉각수에 방출 될 수 있습니다.

이때, 냉각수와 함께 그 시스템 안에서 순환 됩니다.

그리고 원자로부터 나오는 기체, 액체, 고체 폐기물이 됩니다.

사용된 핵연료를 다루는 곳이라면 어디나 요오드129와 요오드131일 대기중에 유출될 가능성을 가지고 있습니다.

핵연료 재처리 시설에서는 폐연료봉을 강력한 산으로 녹여서 플루토늄과 다른 유용한 물질들을 분리합니다.

이러한 과정에서도, 요오드129와 요오드131은 공기,액체,고체 폐기물로 발생됩니다.

미국에서는 핵무기 확산에 대한 우려로 더 이상 핵연료 재처리를 하지 않습니다.

핵무기의 폭발 역시 요오드129를 유출 시킵니다.

1950년대와 60년대의 핵실험은 방사성 요오들을 대기 중에 유출 시켰고, 전 세계에 퍼졌습니다.

그리고 현재는 매우 낮은 수치로 발견되고 있습니다.

일상 환경 속 대부분의 요오드129는 무기 실험에서 발생하였습니다.



요오드 129와 요오드131은 환경 속에서 어떻게 변화 합니까?

방사성 요오드는 일정한 조건하에, 공기와 물로 빠르게 흩어집니다.

그러나, 방사성 요오드는 토양속의 유기물질과 쉽게 결합 됩니다.

’유기 고정‘으로 알려 진 이 현상이 환경 속에서의 요오드의 이동을 지체 시킵니다.

몇몇의 토양물질 또한 요오드에 접착 또는 흡착 되어 요오드의 이동을 보여 줍니다.

요오드의 1570만년의 긴 반감기는, 환경 속에 요오드가 남아 있다는 것을 의미 합니다.

그러나, 8일의 반감기를 가진 요오드131은 환경 속에서 수달 안에 완벽히 분해되어 사라집니다.

두 요오드의 베타 물질 방출에 의한 방사선 붕괴는, 약한 감마 방사선을 발생 시킵니다.



인류는 요오드-129 와 요오드-131에 어떻게 노출 되나요?

방사성 요오드는 가스 형태로 흡입 되거나, 물이나 음식을 통해 섭취 될 수 있습니다.

요오드는 공기중에서 물로 쉽게 녹기 때문에, 인간과 다른 유기체에 쉽게 침투 됩니다.

인류는 이전에 실시된 핵무기 실험에 의한 요오드129과 핵발전소 배출물인 요오드131에 노출 되었습니다.

의료시설 뿐 아니라 몇몇 산업 설비들도 방사성 요오드를 환경에 방출 합니다.

방사성 요오드는 보통 기체 형태로 방출 되지만, 액체나 고체 또한 오염시킬 수 있습니다.

만약 가족 구성원이 요오드131로 치료를 받았다면, 그들의 체액에 의해 피폭될 가능성이 올라 갑니다.



요오드-129 나 요오드-131은 어떻게 체내에 침투 하나요?

방사성 요오드는 흡입이나 섭취에 의해 체내에 들어옵니다.

요오드는 물에 쉽게 녹아, 대기중에서 인류나 생물체로 쉽게 흡수 됩니다.

예를 들면, 요오드129와 요오드131 은 소가 먹는 풀에 흡착되어, 우유의 형태로 인간의 몸에 들어 옵니다.

방사성 요오드는 잎 줄기 채소에 붙어서 인류가 먹을 수 있습니다.

요오드 동위원소는 수산물 바다와 민물고기와 그것을 섭취하는 사람들에게 집중되어 있습니다.

또한, 의사들은 갑상선 환자에게 치료나, 진단을 도와주는 목적으로 방사성 요오드-대게 요오드131-를 처방합니다.

갑상선에서 모이는 요오드의 성질은진단 영상에서 갑상선의 구조를 강조하기 때문에 매우 유용합니다.



요오드-129 와 요오드-131이 체내에 들어 오면, 어떤 반응을 보이나요?

요오드 129와 요오드131이 체내에 들어오면, 몇몇은 갑상선에 집중 됩니다.

나머지는 체내에서 소변으로 흡수됩니다.

공기중의 요오드129와 요오드 131은 흡입이 될 수 있습니다.

폐 속에서, 방사성 요오드는 흡수되어, 혈류 속으로 들어갑니다.

그리고 갑상선에 모입니다. 남아있는 다른 요오드는 체내에서 소변으로 배출 됩니다.

체내에서, 요오드는 100일의 생물학적인 반감기를 가집니다.

다양한 장기들마다 가각의 생물학적인 반감기를 가집니다. :
갑상선 - 100일
뼈 - 14일
신장, 지라, 생식기 - 7일



요오드-129와 요오드-131은 건강에 어떤 문제를 일으킬 수 있나요?

방사성 요오드는 갑상선에 문제를 일으킬 수 있으며,

갑상선 문제에 진단과 치료에 활용 되기도 합니다.

방사성 요오드로부터의 지속적인 노출은 갑상선의 결절이나 암을 일으킬 수 있습니다.

그러나, 암이 발생한다면, 고선량의 요오드131을 사용한 치료를 할 수 있습니다.

의사들은 또한 저선량의 요오드131을 갑상선 기능 항전증 치료에 사용하기도 합니다.

저선량 요오드는 갑상선의 활동을 감소시켜, 갑상선으부터 생성되는 호르몬을 감소시킵니다.

의사들은 방사성 요오들을 사용합의 있어서의 위험과 장점 사이의 밸런스를 유지해야 만 합니다.

한편으로, 소량의 추가적인 피폭은 암정보를 파악하는 데 유리 합니다.

또한, 소량의 추가적인 피폭은 갑상성 기능 항전증의 속도를 늦추어 건강을 회복 시킵니다.



요오드-129나 요오드-131에 누출 되었는지 알아 볼 방법이 있나요?

요오드가 갑상선에 누적이 되면,

갑상선 방사능 분석으로 각가의 동위 원소의 노출된 정도를 알아 낼 수 있습니다.

그러나, 요오드129는 매우 낮은 활동성을 가지고, 매우 낮은 에너지의 베타 입자를 발생하여, 방사능 분석이 매우 어렵습니다.

요오드-131에 노출 되어 있는 지는, 주요 의료 기관에서 가능 합니다.



스스로가 방사성 요오드 근처에 있다는 것을 어떻게 알 수 있나요?

핵발전소 근처에 살면, 요오드 131의 연간 노출이 미세하게 증가될 수 있습니다.

공기중의 방사능 요오드를 측정하기 위해서는 특별한 장비가 필요합니다.

가장 주요한 의료기관에서만 체내 요오드 동위원소를 측정 할 수 있습니다.



나와 나의 가족을 요오드 129와 요오드 131 로부터 지키기 위해 무엇을 해야 할까요?

갑상선은 방사성 요오드와 비 방사성 요오드의 차이를 보여주지 않습니다.

많은 양의 방사성 요오드가 핵관련 사고 도중 누출 된다면,

다량의 비방사성 요오드가 정부기관에 의해 배포될 수 있습니다.

이는 당신의 갑상선에 너무 많은 방사성 요오드가 흡수되는 것을 방지해 줍니다 :

혈액속의 안정화된 요오드의 농도를 높여서

갑상선이 방사성 요오드를 흡수하는 대신, 비상사성 요오드를 흡수할 가능성을 높입니다.

( 노트 : 다량의 안정화된 요오드는 건강상의 위험을 야기 할 수 있으므로, 비상시에만 사용해야 합니다. )

그러나 요오드화 소금은 건강을 유지하기 위한 비상사성 요오드를 섭취하기 위해 필수적입니다.



출처 :
[네이버 지식백과] 동위원소 [isotope, 同位元素] (두산백과)
[네이버 지식백과] 동위원소 [同位元素, isotopes] (지구과학사전, 2009.8.30, 북스힐)
[위키피디아]http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission_product
[위키피디아]http://en.wikipedia.org/wiki/Fission_product_yield

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