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삼중수소(三重水素)

기사승인 2021.01.08  10:18:02

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삼중수소(三重水素)는 수소의 한 종류로, 방사선을 방출하는 방사성 물질이다.

수소는 양자와 전자가 하나씩, 중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 1개로 구성된다. 그렇지만 삼중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 동위원소이다.

동위원소는 원자번호가 같아 양성자 수는 같지만, 중성자 수에서 차이가 나 질량이 다른 원소로, 수소와 중수소는 안정적이어서 방사능이 없지만, 삼중수소는 불안정해 붕괴하면서 방사선을 방출하고 헬륨-3으로 변한다. 

   
▲ 수소의 종류와 구조.

방사능 세기는 약하지만 물의 구성성분으로 흡수돼 인체피해를 유발하는 삼중수소는 물질의 양이 반으로 줄어드는 반감기가 12.3년이어서 완전히 사라지려면 최소한 수십 년이 걸린다.

삼중수소는 이미 자연 상태에 광범위하게 존재하고 있는 방사성 물질인데다 방출하는 베타선(線) 수준이 약 6㎜로 약해 피부를 뚫거나 외부 피폭을 일으키지는 못한다는 주장도 있다.

아울러 화학적으론 수소와 동일하고, 탄수화물 등 대부분의 유기화합물이 포함돼 활발한 신진대사를 촉진시킬 뿐 아니라  만약 섭취할 경우 7~14일의 짧은 생물학적 반감기를 지나 몸에서 금방 빠져나가기 때문에 실제론 몸에 큰 해를 입힐 가능성이 없다는 의견도 있다.

다만 다량의 삼중수소를 물과 함께 섭취할 경우 문제가 되는데, 유럽방사성위원회에서는 삼중수소가 DNA 구성에 사용된 후 헬륨으로 붕괴하면 DNA 이상이 발생할 수 있다고 밝힌 바 있다.

이 같은 삼중수소를 인위적으로 만드는 곳은 주로 중수로형 원전인데, 국내의 경북 경주시 월성원자력발전소는 2007년 7월부터 산업용 삼중수소를 생산하기 시작했다. 

월성원전은 해마다 700g 정도의 산업용 삼중수소를 생산하는 것으로 알려져 있으며,  원전 주변 지역으로 삼중수소가 배출되지 못하도록 하는 삼중수소제거설비(TRF)를 구축, 안전에도 신경을 쓰고 있다.

삼중수소제거설비(TRF)는 원전을 가동하는 과정에서 생기는 중수에서 삼중수소를 분리해 따로 저장하는 장치다.

문제는 TRF에 있는 삼중수소가 타이타늄에 결합돼 있기 때문에 분리하기가 쉽지 않고, 보통 온도를 700℃로 높여야 하는데 이 과정에서 삼중수소가 새 나와 주변 지역에 방사능 오염을 일으킬 수 있다는 점이다.

때문에 월성원전측은 이 문제 해결을 위해 고심을 거듭하고 있다.

김정문 기자 et1@ecotiger.co.kr

<저작권자 © 에코타임스 무단전재 및 재배포금지>
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