방사성 낙진: 무엇이며 얼마나 오래 가나

1954년 3월 1일, 일본 참치잡이 배 제5후쿠류마루(第五福竜丸)의 선원들은 서쪽 하늘에서 빛이 솟아오르는 것을 보았고 몇 분 뒤 굉음을 들었습니다. 두 시간쯤 지나자 갑판 위로 하얗고 고운 재가 내리기 시작했습니다. 배에 있던 누구도 그것이 약 140 km 떨어진 비키니 환초에서 미국이 실시한 15메가톤 실험, 캐슬 브라보에서 온 것인 줄 몰랐습니다. 며칠 만에 선원 23명에게 화상과 메스꺼움이 나타났고, 무선장은 그해 9월 세상을 떠났습니다. 사람이 사는 롱겔라프 환초에서는 같은 재가 마실 물과 아이들의 머리 위로 떨어졌고, 주민들은 이틀이 지나서야 대피했습니다.

그 재가 바로 방사성 낙진입니다. 폭발로 방사능을 띠게 된 평범한 먼지와 잔해가 바람을 타고 다시 땅으로 내려오는 것입니다.

낙진은 어디서 오는가

핵폭발은 수백 종의 방사성 원자인 핵분열 생성물과, 다 타지 않은 연료의 흔적을 남깁니다. 이것들만이라면 뜨거운 구름과 함께 올라가 아주 적은 양으로 지구 전체에 흩어질 것입니다. 위험은 화구가 땅에 닿을 때 생깁니다. 화구는 수천 톤의 흙과 바위, 건물 잔해를 빨아올리고 일부를 녹이며, 방사성 원자들이 그 입자에 들러붙습니다. 모래알만 한 입자는 한두 시간 안에 폭발 지점 가까이에 떨어집니다. 더 고운 먼지는 바람을 타고 수십에서 수백 km를 날아간 뒤에야 내려앉습니다.

화구가 땅에 전혀 닿지 않는 공중폭발은 국지 낙진을 거의 남기지 않습니다. 그래서 둘 다 공중폭발이었던 히로시마와 나가사키에서는 사람들이 주로 폭풍과 열로 숨졌고, 같은 도시에 지표폭발이 일어났다면 길게 오염된 띠가 남았을 것입니다. 시뮬레이터에서 지표폭발로 바꾸고 낙진 표시를 켜면 그 차이를 볼 수 있습니다.

7:10 법칙

낙진은 처음에 가장 맹렬하고 빠르게 약해집니다. 방사능이 가장 강한 핵분열 생성물일수록 수명도 가장 짧기 때문입니다. 민방위에서는 간단한 경험칙을 씁니다. 폭발 뒤 경과 시간이 일곱 배가 될 때마다 선량률은 10분의 1로 떨어집니다.

• 폭발 1시간 뒤: 100%(기준값)
• 7시간 뒤: 10%
• 49시간, 약 이틀 뒤: 1%
• 2주 뒤: 0.1%

실천에서 얻을 교훈은 간단하고 충분히 검증되었습니다. 처음 몇 시간이 가장 중요합니다. 첫날을 튼튼한 차폐물 아래에서 보낸 사람은 이후 몇 주 동안 바깥에서 받았을 선량의 대부분을 피합니다.

대피처는 얼마나 도움이 되나

지붕과 땅에 쌓인 낙진에서 나오는 방사선은 주로 감마선이며, 흙, 콘크리트, 벽돌, 거리 같은 질량을 지나면서 약해집니다. 대피처는 방호계수, 곧 선량을 몇 분의 1로 줄이는지로 평가합니다. 자동차는 거의 도움이 되지 않습니다. 벽돌집 지하실은 선량을 약 10분의 1로 줄입니다. 큰 콘크리트 건물의 중심부나 지하 주차장은 수백 분의 1까지 줄일 수 있습니다.

어느 건물이든 가장 좋은 곳은 지붕과 바깥벽에서 최대한 먼 곳이고, 지하실이 있다면 땅 밑입니다. 낙진은 표면에 내려앉기 때문에, 큰 건물의 한가운데에 있으면 나와 낙진 사이에 벽과 바닥이 여러 겹 놓입니다.

오래 남는 것

몇몇 핵분열 생성물은 처음 몇 주를 넘겨 살아남아 장기 피해의 대부분을 일으킵니다. 반감기 8일의 요오드-131은 주로 우유를 통해 갑상선에 쌓입니다. 반감기가 약 29년과 30년인 스트론튬-90과 세슘-137은 몸속과 먹이사슬에서 칼슘과 칼륨처럼 행동합니다. 1950년대 말 미국 세인트루이스에서는 어린이 젖니 수십만 개를 모아 그 안에서 대기권 핵실험에서 나온 스트론튬-90을 찾아냈습니다. 이 결과는 미국, 소련, 영국이 1963년 핵실험을 지하로 옮기는 조약에 서명하도록 이끄는 데 힘을 보탰습니다. 자세한 이야기는 핵실험의 역사에 있습니다.

낙진이 예상될 때 무엇을 해야 하는지는 핵공격에서 살아남는 법을 참고하세요.