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라돈


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86Rn
라돈
　|　
Radon
분류 비활성 기체 상태 기체
원자량 222.018 밀도 9.73 g/L
녹는점 -71 °C 끓는점 -61.7 °C
용융열 3.247 kJ/mol 증발열 18.1 kJ/mol
원자가 0 이온화에너지 1037 kJ/mol
전기음성도 2.2 전자친화도 0 kJ/mol
발견 Friedrich Ernst Dorn (1898)
CAS 등록번호 10043-92-2
이전 원소 아스타틴(At) 다음 원소 프랑슘(Fr)



1. 개요 2. 역사3. 상세4. 위험성
4.1. 대한민국 국내 연구
5. 사건사고
5.1. 대진침대 라돈 기준치 초과 검출 사건
6. 대처법7. 기타8. 동위원소

1. 개요

주기율표 18족에 속하는 비활성 기체의 마지막 원소이자 전자수가 가장 많은 원소이며, 방사성원소이다. 비중이 9.73g/L(0℃) 으로 지금까지 알려진 홑원소 기체 중 가장 무겁다.[1] 주기율표에서는 아래에 오가네손이 있지만, 상온에서 기체일 확률은 희박하다. 라돈은 무색의 기체로, 비활성기체 중에서 가장 무거운 원소인데 공기보다 8배 가량 무겁다. 방사능이 없어도 독인 우라늄와는 달리, 방사선을 제외한 독은 비활성 기체답게 없다.

2. 역사

1898년 퀴리 부부가 폴로늄과 라듐을 발견했을 때, 라듐에 접촉한 공기가 방사성을 나타낸다는 것을 알아차렸다. 그 후 1900년, 독일의 물리학자 도른은 그 방사성을 띤 기체는 라듐이 방사성붕괴를 되풀이하는 중에 생겨난 기체성의 방사성물질이라는 것을 밝혀냈다. 그 후, 이 기체는 비활성기체의 일종인 새로운 원소라는 것이 알려졌고, 라듐의 이름을 따서 라돈이라고 명명되었다.
파일:Radon_spectrum.png
1908년 어니스트 러더퍼드가 분광 촬영한, 라돈의 스펙트럼 사진.

3. 상세

반감기가 아주 짧은 원소에 속한다. 라돈의 동위원소 중 반감기가 가장 긴 Rn-222의 반감기조차 3.825일에 불과하다. 이는 그만큼 단위질량당 방사능이 강하다는 것을 의미하기도 한다. 주기율표에서 바로 앞뒤에 위치한 프랑슘과 아스타틴 다음으로 불안정한 원소로 볼 수 있다. 4개의 방사능 붕괴계열 모두 라돈 동위원소를 중간 단계로 포함하며, 토륨이나 우라늄, 라듐을 함유한 모든 물질은 극미량의 라돈을 함께 포함한다.

토륨-232의 붕괴과정에서 나오는 라돈의 동위원소 Rn-220을 토륨에서 이름을 딴 토론(Thoron)이라고 하며, 한때 Tn로 적었던 때도 있었다.[2] 반감기는 55.6초. 역사적으로 방사능 붕괴계열의 각 단계가 정확히 밝혀지지 않았을 당시 중간 단계를 나타내기 위해 사용된 명칭이다. 비슷하게 우라늄-235로부터 시작되는 악티늄 계열 붕괴에서 나오는 Rn-219는 악티늄에서 이름을 딴 악티논(Actinon)이라는 옛 이름이 있으며, 라돈이라는 용어는 원래는 우라늄-238로부터 시작되는 우라늄 (라듐) 붕괴계열에 속한 Rn-222를 나타내는 말이었다.

4. 위험성

라돈은 불안정한 상태의 방사성 원소로, 붕괴하면서 알파선을 방출한다. 알파선은 사람의 피부를 뚫지는 못하지만 방출 에너지는 베타선과 감마선보다 10-1000배 강력하여, 체내로 흡수(내부 피폭)될 경우 세포를 파괴, 유전자를 변형시켜 각종 암을 유발할 수 있는 특성을 지녔다. 알파선을 내뿜고 나면 방사성 원소인 폴로늄[3]이 생성되며, 여기서 또 알파선이 빠지면 최종적으로 납이 나온다. 이들 모두 인체에 극도로 위험한 원소들이다. 또한 붕괴 결과물인 폴로늄은 고체이며 미립자 형태로 날아다니거나 주변 물체에 달라붙기 때문에 라돈농도가 높은 장소에 보관했던 물건은 방사성을 띠게 된다.

기체 형태로 존재한다는 특성 때문에 공기에 섞여 모르는 사이에 흡입할 수도 있는 위험한 원소이며, 이로 인해 광산노동자들의 건강을 해치는 원인이 되었다. 우라늄 광산 등의 채굴현장에서 일하는 광부들은 우라늄이 붕괴해서 생기는 고농도의 라돈을 흡입해서 폐암에 걸려 젊은 나이에 사망하는 경우가 많았다. 그나마 목욕 중 라돈의 흡입 정도는 저농도이기 때문에 인체에 별로 영향은 없지만 고농도의 라돈을 흡입하는 경우에는 인체에 악영향을 미치기 때문에 주의가 필요하다. 보통 환기를 하지 않은 우라늄 광산의 경우 2만 7천 pCi/L이, 우라늄 광산의 작업허용치는 270 pCi/L이라고 한다.

집에서 발견된 최고의 농도는 스탠리 워트러스(Stanley Watras) 씨의 자택 지하실에서 발견된 2700 pCi/L[4]이다. 집안의 라돈 수치의 허용치는 4 pCi/L이고, 라돈농도가 20 pCi/L가 넘을시 미국에선 라돈을 뺄 궁리를 해야 한다.[5] 그와 가족들은 즉각 다른 곳으로 이사했다.

현대에 들어서 라돈에 대한 정밀한 연구가 시작되었고 그에 따라 독성에 대한 영향 평가도 이루어졌는데, 학계에서는 공통적으로 매우 몹쓸 것으로 결론내리고 있다[6]. 일상물질 중에서는 시멘트, 화강암 등에서 발생한다. 매우 무거운 기체라서 지하실 등에 쌓이게 되므로 환기가 안 되고 오래된 지하실은 매우 위험하다. 특히 겨울에는 대체로 환기를 잘 하지 않기 때문에 라돈 농도가 매우 높아진다. 라돈 검사해봤더니 4 pCi/L 이하라고 안심할 수 없는 게 환기를 하지 않아 농축되면 상상을 뛰어넘는 수치가 나올 수도 있다. 환기시에는 바닥에 깔리는 특성상 창문만 열어 놓으면 별로 확산되지 않는다. # 방문에 대문까지 활짝 열어서 멀리 퍼져나가게 하자. 지하철 역에서도 기준치를 넘는 라돈 가스가 검출되기도 했다. 링크

한반도는 지질상 화강암지대가 많고 충청지역 등 지층에 따라 우라늄 등의 함량이 높은 지역도 많아서 자연의 라돈 방출량이 상당히 많으며 한국이 자연방사선량이 높은 주 원인이기도 하다. 일부 지하수는 라돈 함량이 음용수 기준을 넘기도 한다. 환경부의 2012년 조사자료에 따르면 강원도, 충청남도, 전라북도에서 권고기준인 4pCi를 넘는 장소가 많이 발견된다고 한다. 또한 한국의 토양에 중금속과 방사성 물질 함량이 높다. 어떻게 시멘트를 만들건 한국에서 만들어지는 시멘트는 중금속과 방사성 물질 함량이 높을 수 밖에 없다.

비가 자주 와서 토양습도가 높은 여름에 가장 낮게 나오고 나머지 3계절, 특히 추운 겨울에 라돈 수치가 치솟는다.

석고보드 중 인광석을 사용해 인산 비료를 만드는 과정에서 생성되는 인산부산석고를 재료로 쓴 제품이 라돈을 다량 함유하는 경우가 많다. 그에 비해 발전소 등의 배기가스 탈황과정에서 생성되는 탈황배연석고를 사용한 제품은 라돈 함량이 매우 적다고 알려져있다. 석고보드 시공시 원재료에서 인산부산석고 비율이 얼마나 되는지 정확히 알아보는 것이 좋을 것 이다. 관련 기사 관련 블로그 글

한국 국민들에게는 아직 라돈의 위험에 대한 인식이 낮지만 한국인이 특히 주의해야하는 한국적 위험요소로 흡연이나 간염, 결핵 등 위험요소보다 결코 위험이 못하지 않다. 적어도 주택이나 건물의 1층이나 지하층에 거주하거나 실내 근무하는 사람은 환기에 소홀하기 쉬운 겨울에 라돈이 누적되지 않도록 겨울에는 실내 환기에 특별히 신경을 쓰는게 필요하다.

국립환경과학원의 2013년~2014년 조사에 따르면 겨울철 라돈 농도는 공동주택보다 단독주택이 가장 높은 것으로 조사되었다.[7] 대한민국의 단독주택은 대부분 1970년대~90년대에 지어진 낡은 조적조, 혹은 콘크리트, 인산부산석고보드가 많고 슬럼화된 특성상 관리가 허술하여 나온 결과이다. 절대 다수가 목조로 지어지는 서구권이나 일본의 중산층 단독주택에서는 이 정도로 심하게 나오지 않는다.

환경부에서는 가정의 라돈농도를 조사하는 것을 겸해서 라돈 저감 사업도 운영중이다. 신청시 가정마다 라돈 채집기를 보내서 일정 일 동안 둔 후 수거해서 라돈 농도를 측정한 후 그에 맞춰서 라돈 측정기를 지급하고 필요하다면 라돈 배출장치도 설치해준다. 측정기는 무료로 지급하며 해외에서 판매하는 가정용 측정기이다. 1층이나 지하층에 거주하는 사람이라면 신청해보자.

여담으로 청계천 복원사업 당시에 지하수를 끌어 쓰려는 계획을 잡았는데[8], 그 지하수에서 규정치 이상의 라돈이 발견되는 바람에 한강물을 끌어와 1대 4로 섞어 흘려보내게 되었다. 자세한 것은 해당 항목 참고.

2014년 3월 22일에서 29일 사이 추적 60분에서 건축 자재로 널리 쓰이는 인광석으로 만든 석고 보드 및 레미콘용 자갈을 원료로 한 콘크리트에서 라돈이 4 pCi 이상 방출되고 공기가 정체되기 쉬운 실내에선 이 이상 높아질 수 있음을 근거로 시급한 조치를 요구했다. 거기에 방사능 검사따위는 생략하는 골재로 만들어진 콘크리트에서 라돈이 안 나오면 이상한 거다. 따라서 시중에서 구할 수 있는 임의의 국산 시멘트를 채취하여 실험실에서 측정해보면 당연하다는 듯이 라돈 가스가 감지된다. 현재 여러분들이 살고 있는 집, 학교, 학원, 공공기관 등등 라돈이 검출되지 않는 곳은 매우 적을 것이라 예상된다. 2017 라돈 기준치 초과 전국 학교 명단, 2017 지역별 라돈 검출 학교 수, 초등학교 수
파일:external/upload.wikimedia.org/Radon_water_apparatus_P1120815.jpg
' 라돈수 마음껏 마셔주세요. '라고 쓰여있다.[9][관련포스팅]
라돈은 물에 녹기 쉬운 성질을 가졌기 때문에 지하수에 녹아서 온천이 되어 얻을 수 있는 경우가 있다. 이 온천은 방사능 온천이라 불리며 라돈 온천, 라듐 온천 등의 이름으로 알려져 있다. 방사능 온천의 효과는 여러가지로, 전통적으로 후술할 연구가 있기 전까지는 류머티즘이나 신경통, 만성위장염 등에 효과가 있다고 전해졌었다.

4.1. 대한민국 국내 연구

한국에서는 연세대학교 미래캠퍼스가 라돈 연구 관련해서 가장 유명하고 활발한 활동을 하고 있다. 조승연 교수(과학기술융합대학 환경에너지공학부)가 유명하며 연세대학교 미래캠퍼스 라돈안전센터 센터장을 맡고 있으며 한국 라돈 연구에서 최고라 해도 무방하다. 특히 연세대 미래캠에는 라돈프리하우스라고 하는 친환경 건물까지도 지어져 있다.

5. 사건사고

5.1. 대진침대 라돈 기준치 초과 검출 사건

2018년에 국내 유명기업의 침대 매트리스에 포함된 음이온 물질에서 라돈이 검출되는 일까지 발생했다. 무려 2000베크렐이 넘는 방사능이 검출되었다고 한다.

6. 대처법

라돈은 세계보건기구에서 지정한 1급 발암물질이다. 위험성 사례에서 보듯 라돈이 매우 흔하게 검출되므로 밀폐된 오래된 건물이면서, 창문이 없거나, 환기를 자주 하지 않는 겨울, 지하실에서 라돈 수치가 높다. 인체 노출 시 가장 치명적인 곳은 바로 폐이며, 체내에서 방사성 붕괴를 하여 폐암의 주요 원인 중 하나로 보기도 한다.

대처법은 환기를 중점적으로 하면 된다. 지하의 경우 환기구를 설치하여 공기가 통하도록 하면 된다.

미네랄이 풍부한 광천수, 샘물이나, 지하수를 통해 라돈을 마시더라도 빠른시간 내에 호흡을 통해 체외로 배출이 일어나기 때문에 체내 축적량이 생각보다 적다. 라돈의 끓는 점이 -61.85 ℃(1기압)이다. 그래서 가열하면 더욱 빠르게 확산하므로 지하수를 음용할 때 끓여서 차로 마시거나 폐에 도움이 되는 건강기능식품과 함께 섭취하면 좋다.

축적은 사실상 밀폐된 실내에서만 이루어지고 이를 호흡을 통해 배출하는게 가능하기 때문에 환기 이외에도 야외활동을 꾸준히 하면 체내에 축적되는 것을 대부분 막을 수 있다.

생활 속 라돈 저감을 위해 '건축자재 라돈 저감·관리 지침서(2019.11)' 참고하거나, 국내 공식 라돈 인증기관인 한국표준협회(KSA) 홈페이지를 보면 라돈 안전공간인증과 시판되는 전 제품에 라돈 안전제품인증이 있지만 인지도는 매우 낮은 편이다.

연구에 의하면 공기정화식물이 라돈 저감에 도움이 된다고 한다.

용수로 쓰일 경우 라돈 저감 설비(기포 발생기 등)의 설비도 존재한다.

7. 기타

  • 방사능 광물을 수집할 때 제일 골치아픈 존재다. 우라늄의 거의 대다수를 차지하는 우라늄 238의 붕괴 시엔 끝까지 갈때까지 알파선을 방출하는데, 다른 원소들의 경우 고체 상태로 존재하지만, 라돈만은 기체 상태라 건강을 해칠 수 있다.
  • 지진의 조사에 쓰이기도 한다. 지진파 측정에 쓰이는 건 아니고 지하에서 뿜어져 나오는 라돈의 양을 측정함으로써 지진을 조사한다. 영화 해운대에도 김휘 박사(박중훈 분)가 이끄는 연구팀이 이런 방법으로 지진을 조사하는 장면이 나온다. 이 때문에 가스 냄새가 나면 지진이 난다는 오해가 퍼져 있으나, 라돈 냄새는 사람의 후각으로 감지할 수 없으므로 말도 안 되는 개소리다. 애초에 사람들이 흔히 생각하는 '가스 냄새'는 도시가스 따위에 가스누출을 감지하기 쉽게 하기 위해 인공적으로 합성해서 섞은 냄새다.
  • 한편 이 원소는 끝 글자가 -ium이 아닌 원소 중 원자번호가 가장 큰 원소였다가 2016년 6월 8일 새로 테네신, 오가네손이 명명되면서 그 자리도 뺏기게 되었다. -ium은 해당 원소가 금속임을 나타내는데, 테네신은 할로겐이 속한 주기율표 17족, 오가네손은 비활성 기체가 속한 주기율표 18족이라 같은 명명 규칙을 따른 결과이다.
  • 다른 비활성 기체들처럼 네온사인과 같은 방전관에 넣을 경우 네온보다 어두운 빨간색으로 빛날 것으로 예측되지만 라돈의 짧은 수명과 방사능으로 인해 실제 실험을 진행하기는 어렵다고 한다. 사진

8. 동위원소

동위원소 표
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19 30Na 31Mg 32Al 33Si 34P 35S 36Cl 37Ar 38K 39Ca
20 31Na 32Mg 33Al 34Si 35P 36S 37Cl 38Ar 39K 40Ca
21 32Na 33Mg 34Al 35Si 36P 37S 38Cl 39Ar 40K 41Ca
22 33Na 34Mg 35Al 36Si 37P 38S 39Cl 40Ar 41K 42Ca
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24 35Na 36Mg 37Al 38Si 39P 40S 41Cl 42Ar 43K 44Ca
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57
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[1] 화합물 중에는 육플루오린화텅스텐( W F6)이 표준 상태에서 약 13g/L를 가져 가장 무거운 기체들 중 하나로 알려져 있다. 일반 건조 공기의 밀도가 1.28g/L로 육플루오르화텅스텐의 약 10분의 1정도 된다. [2] 한국 내 관련 학계에서는 영어가 아니라 라틴어 발음을 따라 "토론"이라고 표기하므로 괜히 딴지걸지 말자. [3] 방사능 홍차의 독이다 [4] 발견 경위가 재미난데, 이 사람의 직업은 원자력 발전소의 건설 기술자였다. 어느 날, 방사선 측정기 앞을 지나다 방사능 경보가 울렸다. 방사선 물질을 가져 들어왔으리라고 본 안전팀이 워트러스를 검사 하는데, 방사선물질은 보이지 않았다. 심지어 일하던 원자력 발전소는 공사중이라 핵물질도 없었고, 담배도 안 피던 사람이었기에 안전팀이 그의 집안을 조사하다 위 사실을 발견하게 되었으며 그후 그의 집 지하실은 역사에 남게 되었다. 저 수치를 담배로 비교하자면, 하루에 20보루를 피는 정도. [5] 체르노빌이 5백만 pCi/L이고 카라차이가 1000pCi/L다. [6] WHO에서 폐암의 제 2원인으로 지목, 제 1원인은 담배. 흡연자가 라돈에 지속적으로 노출되는 경우 폐암 발생률이 비흡연자 라돈 노출자보다 9배나 더 높아진다. 당연하겠지만, 흡연자들이 라돈에 노출되면 발병률은 높아진다. [7] 전국 주택 실내 라돈 조사 결과 발표 [8] 최초목표는 지하수 + 생활하수가 목표였다. [9] 당연히 마시면 안 된다. 인체 내부로 흡수할 경우(내부 피폭) 암을 유발할 수 있기 때문이다. 또 사실 라돈수가 아닌, 라듐광석에서 나오는 라듐수이다. 한때 라듐이 만병통치약처럼 쓰이던 시절이 있었지만, 라듐이 붕괴가 되면 라돈이 되며 위험하긴 마찬가지. 정상적인 온천수에도 라듐은 미량 포함되어 있지만 어느 쪽이든 마실 것은 아니다. [관련포스팅] http://zplaza.sblo.jp/article/41900950.html, 라돈수 붐이 일어났을 당시 둔 것으로 추정되며, 당시 너도나도 할 것 없이 이러한 일이 많았으니 이상한 일은 아니었을 것이다. 해당 호텔은 코로나로 인하여 뷔페 서비스를 자제한다고 하였지만, 이미 라돈수의 위험성이 드러난 만큼 더 이상 제공될 일은 없을 것으로 보인다.

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