라 돈

폐암의 한 원인으로 지목받는 라돈은 지각을 구성하는 암석이나

토양 중에 천연적으로 존재하는 우라늄(238-U)과 토륨(232-Th)

그리고 235-U이 몇 단계의 방사성붕괴를 거듭한 후 생성되는

무색, 무미, 무취하며 방사능을 띤 불활성 기체이다. 일명 토론이라고

부르는 220-Rn와 악티논이라고 부르는 219-Rn은 라돈(222-Rn)과

동위원소 관계에 있으나 반감기가 짧아(220-Rn: 55.5초, 219-Rn: 4초)

지각에서 생성된 토론과 악티논이 지표 공기 중으로 방출되는 양은

222-Rn에 비해 매우 적으므로 통상 라돈이라 말할 때 222-Rn을 지칭

하는 것으로 보아도 무방하다. 238-U의 연쇄붕괴에 의한 라돈의 생성

과정을 아래에 도식으로 나타내었다.

　

원자번호가 86인 라돈(222-Rn)은 불활성 기체 이므로 다른 물질과 화학적으로 결합하지 않고 전기적으로 전하를 띠지 않으며 3.8일의 반감기를 지닌다.

　

지각에서 생성된 라돈은 암석이나 토양의 틈새에 존재하다가 확산 또는 압력구배에 의하여 지표 공기 중으로 방출되는 까닭에 생할환경 어디에나 존재하며 그 방출량은 암석 및 토양 중에 포함된 우라늄의 양에 따라 지역적으로 상당한 차이를 나타낸다. 일반적으로 옥외환경에서 보다 환기의 정도가 낮은 주택 및 건물 내에서 라돈의 축적으로 인해 라돈의 농도가 대개 수십 배, 많게는 수백 배 이상 높게 나타난다건물의 지반에서 방출된 라돈가스가 건물바닥의 갈라진 틈새 등을 통해 실내로 들어옴으로써 라돈이나 라돈의 붕괴로 생성되는 라돈자손의 실내 공기 중 농도는 증가하게 된다. 라돈은 지반 뿐아니라 건축자재, 상수, 취사용 천연가스 등을 통해서도 실내로 들어오지만 약 85%이상은 지각으로부터 방출된 것이다. 특히, 환기상태가 저조한 지하공간에서 라돈의 농도는 더욱 높으며 이로 인해 지하철 역사에서의 라돈문제가 제기되고 있다.

주택내의 라돈과 측정법

라돈은 무색, 무미, 무취한 방사성 가스이므로 일반 주택에서 라돈문제가 발생하더라도 그 문제를 발견한다는 것은 상당히 어려운 일이므로 각 개인이 자신의 주택의 라돈농도를 시험측정해볼 필요가 있다. 외국의 경우 건물내 라돈농도 측정은 일반적이어서 소매점 및 수퍼마켓 등에서 저렴하고 혼자서 수행할 수 있는 간단한 라돈측정 도구를 쉽게 구입할 수 있다.
우리 나라에서도 환경에 대한 관심이 높아감에 따라 머지않아 이러한 주택내 라돈농도 측정이 일반화 될 것으로 판단된다.

주택내 라돈의 시험측정방법은 대개 다음과 같은 두 가지 범주로 나누어 진다.

 단기시험

주택의 라돈농도를 빠른 시간 내에 얻기 위해 측정에 사용되는 검출기의 종류에 따라 대개 이틀에서 90일 동안 측정기를 주택에 비치하여 라돈농도를 얻는 것이다. 차콜캐니스터, 알파비적검출기, 충전막 전리함 그리고 연속라돈감시기 등이 사용된다. 라돈의 농도는 시간에 따라 그리고 계절에 따라 차이가 있으므로 장기시험(1년간의 평균 라돈농도를 측정)보다는 오차가 크다. 주로 주택거래에 앞서 수행하거나 또 한번의 단기시험을 수행함으로써 라돈저감을 위한 주택수리의 여부를 판단하는데 이용되는 시험이다.

 장기시험

알파비적검출기 또는 충전막 검출기를 주택 내에 90일 이상 비치해 둠으로써 시험 주택의 년간 평균 라돈농도를 측정하거나 단기시험의 결과를 확인하기 위해 수행된다.주택내 라돈

침입경로 수중라돈 저감방법 측정방법

 라돈의 침입경로

지각에서 생성된 라돈은 화학적으로 불활성 기체이고 전하를 띠지 않으므로 다른 지하 광물들과 결합하지 않고 지하의 공극을 통해 자유롭게 이동할 수 있다. 라돈은 암석이나 토양의 틈새에 존재하다가 확산 또는 압력구배(압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로의 흐름)에 의하여 지표 공기 중으로 방출되며 그 방출량은 암석 및 토양 중에 포함된 우라늄의 양에 따라 지역적으로 상당한 차이를 나타낸다.

일반적으로 옥외환경에서 보다 환기의 정도가 낮은 주택 및 건물 내에서 라돈의 축적으로 인해 라돈figure_picture_s.gif (26023 bytes)의 농도가 대개 수십 배, 많게는 수백 배 이상 높게 나타난다. 그림에서와 같이 라돈은 건축자재, 상수, 취사용 천연가스 등을 통해서 실내로 들어오지만 약 85%이상은 지각으로부터 방출된 것이다. 즉 건물 바닥의 균열된 틈, 지하로부터 실내로 들어오는 상하수 파이프와 지반 사이에 틈새가 많을 수록 실내의 라돈농도는 높아지며 특히 건축 구조물(콘크리트)의 공극 많거나 지하수를 세척 및 샤워용으로 실내에서 사용할 경우에 실내 라돈농도는 높아진다.

이와 함께 라돈의 실내로 유입에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 실내와 지반 사이의 압력차로써  실내의 압력이 낮을 수록 지반에 있던 라돈가스가 실내로 유입되는 양은 많아진다. 이를 이용하여 실내의 높은 라돈농도를 줄이는 방법으로 "토양 감압법"을 이용하기도 한다.

토양감압법이란 건물과 토양 사이의 압력차를 역전시킴으로써 라돈의 유입을 줄이는 방법으로 마루 아래의 공간, 주택 하부 또는 근접된 지반, 또는 들마루 아래의 공간 중의 라돈을 배기하기 위해 작은 팬을 사용함으로써 실내로 유입되는 라돈을 줄일 수 있다.

 수중라돈

지각에서 실내로 유입되는 라돈에 비하여 물을 통해 실내로 유입되는 라돈의 양은 대부분의 경우에shower.gif (31283 bytes) 아주 적은 양이다. 그러나 지하수를 이용하여 샤워나 세척 및 세탁 등을 위해 가정용수로 사용할 경우에는 지하수에 용해되어 있던 라돈이 우리가 호흡하고 있는 공기 중으로 방출되기 때문에 실내의 라돈농도가 높아 질 수 있다. 특히 우라늄을 많이 함유하고 있는 토양이나 암반 근처에서 뽑아 올린 지하수를 사용한다면 라돈의 농도는 더욱 높아질 것이다.

아주 높은 농도로 라돈을 포함하고 있는 물을 섭취했을 경우에는 위암을 일으킬 위험이 있으며 물에서 방출되는 라돈을 호흡을 통해 흡입했을 경우의 위험과 비교했을 때 그 위험의 크기는 아직 불확실한 상태이다. 몇몇 보고서는 두 경우의 위험정도가 동일하다고 보수적으로 보고하고 있는 반면 다른 연구자들은 라돈의 섭취에 의한 위험이 흡입에 의한 위험의 1/10정도라고 발표하고 있다. 그러나 섭취에 의한 라돈피폭은 물을 끊일 경우 대부분의 녹아 있던 라돈이 공기 중으로 날아가 버리므로 지하수 또는 생수를 직접 마시는 것이 주된 피폭과정이다. 

반면에 공중 식수원으로부터 각 가정으로 공급되는 대부분의 지표수(수돗물)는 상수원에 머물러 있는 동안 그리고 가정으로 공급되는 동안에 녹아 있던 라돈이 공기 중으로 대부분 방출되기 때문에 지표수를 통해 실내로 유입되는 라돈의 양은 극히 미미하다.

저감방법

1. 토양 감압법 
건물과 토양 사이의 압력차를 역전시킴으로써 라돈의 유입을 줄인다. 이 방법은 마루 아래의 공간, 주택 하부 또는 근접된 지반, 또는 들마루 아래의 공간 중의 라돈을 배기하기 위해 작은 팬을 사용함으로써 쉽게 달성할 수 있다. 바닥 하부 감압법이라고 부르기도 한다

2. 밀봉기법
토양가스 유입에 대한 건물기초의 저항을 증가시키거나 건축자재를 라돈 방출을 억제하도록 처리함으로써 라돈 공급을 줄인다. 기존 건물에는 땅으로부터 라돈이 들어오는 경로가 많기 때문에 이러한 밀봉기법이 효과를 보기 어렵다

3. 라돈 방출원의 제거
라돈 방출원을 제거한다. 이 기법은 물 공급원 또는 극단적인 경우에 지하 토양과 같은 고체물질에 대해서만 가능할 것이다.

4. 환기율의 증대
환기율을 높여 라돈과 그 자손의 농도를 희석시킨다. 이 방법의 효과는 이미 환기율이 거주자가 원하는 만큼 높기 때문에 한계가 있다. 더 이상의 환기는 냉난방 비용을 증가시킨다. 또, 어떤 환기장치는 실내 기압을 낮춤으로써 라돈의 유입을 증가시키기도 한다.

5. 공기 유동 증대
필터나 실내공기의 유동을 높여 라돈 자손 입자들의 부착을 증가시킴으로써 공기 중 라돈 자손의 농도를 감소시킨다

6. 조만간 라돈을 제거하는 것은 거실의 전원을 켜는 것만큼이나 간단해질 전망이다. EPA와 뉴욕 Amherst에 있는 SR 환경청의 승인을 받아 수행되고 있는 실험에서 가구의 표면에 연속적인 전기 충전을 가하면 큰 방에 존재하는 라돈입자의 90%를 제거할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 표면에 많은 충전을 가하는 것과 라돈 입자간에 밀접한 관계가 있다는 것의 장점을 인식한 과학자들은 10kV의 전기를 책장, 소파, 테이블 등 여러 가구의 표면에 충전시켰다.

3시간 후 과학자들은 얼마나 넓은 표면에 충전되는 지에 따라 라돈이 공기 중에서 농축되어 76∼90%까지 감소되는 것을 확인하였다. 충전된 표면은 다른 오염물질인 꽃가루, 홀씨, 담배연기, 먼지를 유인한다. 이 방법은 공기를 청정하게 하나 가구를 사용하는 거주자들에게는 해롭다. 따라서 현재 이 회사에서는 표면을 계속 깨끗이하거나 효과적 수집이 가능한 큰 면적을 가진 책장과 같은 단일 수집판을 이용하는 방법을 시도하고 있다.

자연적으로 방사성 가스를 발생하는 라돈은 미국에서 폐암 원인중 2순위이다. 이 가스는 주택가 근처나 지하의 토양에 많이 잔재하는 라듐에서 형성된다. 이 가스 자체로는 어떤 해도 발생시키지 않는다. 오히려 작은 입자들은 가스의 자연붕괴로 방출되어 틈이나 작은 구멍이 있는 건물 재료로 스며들어 흡수된다. SR 환경청은 이 장치가 실용화가 가능한 지 밝히기 위해 추가연구를 수행하고 있다. 한가지 이점은 라돈을 제거하기 위한 기존의 방법(sublab piping)에 비해 가격이 반 정도로 저렴하다는 점이다.

이들 저감수단 중 일부 즉, 1 에서 4 는 효과를 유지하기 위해서는 지속적인 비용을 요구할 것이다. 지역적 환경과 라돈을 방출하는 물질에 따라 방법의 선택에 영향을 미칠 것이다.

아래 표는 여러 가지 라돈 치유조치의 비용과 효과에 대한 정성적 요약을 보이고 있다. 이 방법들의 비용과 효과는 지역에 따라 다를 수 있으므로 국가 당국이 각각의 특유한 상황에 대해 정책을 조화시키는 것이 좋다.

건물의 라돈 저감대책의 비용과 효과에 대한 지침

  방법

  비용

  효과

  토양감압
  바닥밀봉
  물 처리
  하부 토양제거
  환기증대
  공기 유동증대

  중
  중
  중
  고
  중
  저

  고
  중
  고
  고
  저
  저

효과는 저감대책이 취해지는 라돈자손의 농도에 대한 효과 로 판단된 것이다.

측정기의 사용방법

측정기와 함께 동봉된 사용설명서에 사용 및 설치방법이 자세히 설명되어 있다. 만약 단기시험을 수행하려 한다면 먼저 창문과 현관문을 닫고 시험 기간동안 가능한 닫힌 채 둔다. 특히 2~3일 동안 수행하는 단기시험의 경우에는 시험을 수행하기 전 최소 12시간 동안 창문과 현관문을 닫아 두는 것이 좋다.
검출기는 주택에서 가능한 낮은 곳, 즉 지하실(자주 사용하는 경우)이나 1층의 거실 또는 침실에 두며 주방이나 화장실에 설치하는 것은 피하여야 한다. 측정기는 공기의 흐름이 많거나 고온, 고습한 곳을 피해 바닥 또는 벽면으로부터 50cm 이상 떨어진 위치에 사용설명서에서 추천하는 기간동안 둔다.
시험이 종료되면 검출기를 다시 밀봉하여 판독을 위해 측정기의 외부 또는 포장지에 적혀있는 주소로 보낸다. 시험결과는 일반적으로 수 주내에 통보받을 수 있다.

주택 내 라돈 측정에 사용되는 고체비적검출기와 주택내 설치모습
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