시리즈 1편 & 2편(자연 방사능 노출량)에 이어.

  첫 포스팅에서 '생물에 미치는 피폭량의 단위 시버트(Sievert)를 정의할 때, 방사선 에너지에 생체애 주는 영향 계수를 곱해야 한다'고 언급했다. 그 방사선 에너지는 그레이(Gray; Gy)로 쓰고, 정의는 '방사선을 받는 물질 1 kg당, 방사선이 주는 에너지의 joule 단위 표기'이다. 

  앞에서 1 Sv도 엄청 커서 rem이나 mSv처럼 1/100 이하의 단위가 실제적이라 말했는데, 위 식으로 사람이 1 Sv를 받으려면 피폭되는 에너지를 계산해 볼 수 있다. 체중 70kg인 사람이 X-ray(보통 C=1로 놓음)를 맞는 경우 딱 70J의 에너지고, 중성자선처럼 C=10 부근이면 7J에 불과하다. 이게 얼마나 작은가 하면, 80℃의 커피 200g이 36℃인 인체에 추가로 전달하는 열에너지가 70J의 500배가 넘는다(보통의 종이컵은 용량이 192g이다).

  E(coffee) = 4.186×(80-36)×200 = 36836.8(J)

 참고로 보통 남자의 펀치력은 1000N 부근이라고 한다. 이 펀치를 배에 맞아 1cm만큼 움푹 들어간다면, 그 때 전달되는 에너지는 10J이다. 남자의 펀치를 몇 방 맞으면 죽을 수도 있으니, 물리적 충격으로 보면 그다지 작지 않다고 말할 수 있을지도 모르겠다. ㅎㅎ
  1kg짜리 물건이 1m 떨어지면서 나오는 에너지가 거의 10J인 데 비교하면, 어쨌건 절대적 기준에서 방사선 노출이 인체에 주는 물리적 에너지는 결코 크지 않은 것이 사실이다. 그러면 생물은 같은 에너지라도 열이라는 형태로 받으면 멀쩡한데, 방사선 형태로 받으면 왜 그렇게 취약한가?

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  방사선 에너지가 인체에 영향을 주는 영향은 물리적인 '펀치력'이나 열과는 다르다.  물리력은 인체의 기관(organ)들 자체에 기계적인 손상을 입히고 - 가령 뼈를 부러뜨리거나, 비장이 파열되는 등 - 열은 세포의 구성 성분인 단백질 등을 변성시켜 문제를 일으키지만, 방사선은 세포의 미세 기관에 광범위하게 직접 상처를 입히기 때문에 위험하다. 이 미세 기관에는 세포의 설계도이자 일상적인 기능을 유지하는 데 기본 작업 지시서 역할을 하는 DNA(가끔은 RNA)도 들어간다. 방사선을 쬔 순간에는 겉으로 보기에는 웬만큼 큰 문제가 없는 것 같아 보이나, 실제 세포의 많은 부분이 손상을 입는 것이다.

  그러면 방사선은 어떤 힘이 있기에 멀리서도 세포 내부까지 직접 손상을 입힐 수 있는가?  방사선의 본질이 물질을 어느 정도 투과할 수 있는, 에너지가 큰 원자 수준의 입자기 때문이다. 이 때문에 신체 외부에서도 피부를 침투해 세포에 직접 손상을 준다.

  이런 방사선들을 세포에 쬐면 +나 -이온이 생기면서 여러 가지 과정으로 인체에 해를 끼치는데, 그 과정에서 생기는 것들 중 가장 중요한 것은 아래로 간주된다.

                                                          OH·

  화학 시간에 익숙할 수산화 이온(OH-)에서 전자 하나가 도망간 놈으로, 수산화 라디칼이라 한다.

   산소는 전자 껍질 맨 바깥에 전자 8개가 있어야 가장 안정한데, 수산화 라디칼의 산소는 하나 모자라기 때문에 반응성이 매우 강력하다. 거칠게 말해, 방사선을 쬐면 세포에 이 수산화 라디칼이 생기고, 이것이 세포의 여러 소기관과 DNA를 공격하여 세포가 망가지는 것이다. 물론 이 외에도 방사선이 세포를 망치는 방법은 많으나 수산화 라디칼이 가장 중요하고, 일단 망가진 세포 및 DNA를 수선하는 방법은 수산화 라디칼이 망친 경우건 아니건 대충 몇 가지 방법으로 정리할 수 있다. 우선 귀찮으니 다음 포스팅에서 논하자.

  漁夫

[1] 중성자탄이 바로, 건물 등을 파괴하는 폭발력보다 중성자를 많이 방사하여 가까운 곳의 생물체를 죽이는 데 촛점을 둔 것.