환경용어사전 플루토늄
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인류의 손에 의해 새롭게 만들어진 이 원소는, '지옥의 왕'이라는 뜻을 가진 '플루토늄'의 이름 그대로 이 세상에서 가장 독성이 강한 방사성 물질이다. 원자로 내의 연료를 구성하는 천연원소 우라늄 235에 중성자가 흡수되어 생기는 플루토늄 239가 중심이며, 그밖에도 질량수가 다른 많은 동위체가 있다.
플루토늄 독성의 원인은 플루토늄이 내는 알파선인데, 알파선은 투과력이 약한 대신 국소적으로 강한 전리 작용을 한다. 따라서 알파 핵종에 의한 체내 피폭의 위험성은 다른 핵종과는 비교할 수 없다. 또한 반감되기까지에는 긴 세월이 소요되어 독성이 언제까지든 지속된다는 점이 그 위험성을 더욱 가중시키고 있다. 플루토늄 239의 반감기는 2만 4천년, 그리고 원자로 내에서 합성되는 동위체의 반감기도 마찬가지로 길어서 플루토늄 240은 6600년, 241은 14년, 242는 38만 년이다. 이들 동위체 대부분이 알파 붕괴를 하는 핵종이다. 플루토늄은 체내에 일단 들어오면 뼈나 간장에 집적되어 다시 체외로 배출되는 속도가 매우 느린 화학적 성질을 가지고 있다. 동시에 핫 파티클(hot particle:원자로의 사고 등으로 인해 대기 중에 방출된 높은 방사능을 가진 미립자)이라 불리우는 미립자 형태로 공중을 떠돌기 때문에 이 미립자가 폐에 들어오게 되면 폐암 발생 확률은 매우 높다는 보고가 있다. 단지 1g의 플루토늄이 몇천만 명 분의 일반인 섭취 한도량에 상당한다.
실제 원자로 안에서는 여러가지 핵 반응에 의해 플루토늄 외에도 우라늄보다 무거운 다양한 종류의 방사성 핵종(네프튜늄, 아메리시움, 큐리움 등)이 발생한다.
이들은 초 우라늄 원소라 불리우며, 대부분은 알파선 핵종으로 반감기가 긴 데다 낭핵종 또한 알파 붕괴를 일으키는 일이 많아 위험성이 높다. 또한 플루토늄은 원자폭탄의 재료이기도 하다. 이 점은 플루토늄이 일정량 모이게 되면 자연적으로 핵 폭발하는 성질을 이용한 것으로 순수 플루토늄 239의 경우 5kg여가 되면 핵 폭발을 일으킨다(즉, 원자폭탄 1개를 만들 수 있다). 100만 kw의 원자력 발전 1기를 1년간 운전하면 어림잡아 200kg 정도의 플루토늄이 생긴다. 원자폭탄을 만드는 데는 이렇게 사용을 마친 핵 연료를 재처리하여 플루토늄을 추출하는 공정만 거치면 된다.