핵폭발 이후⑧ 방사선의 유전적 영향
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핵폭발 이후⑧ 방사선의 유전적 영향

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입력 : 2013-04-04 14:01:00 | 수정 : 2013-04-09 10:01:36

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히로시마(1945년 8월 6일 오전 8시 15분), 나가사키(1945년 8월 9일 오전 11시 02분) 원폭 이후 일본에는 지금까지도 유전적 영향에 의한 각종 원자병chronic disease이 발생하고 있다. 원폭투하의 참상을 겪은 지 반세기를 훌쩍 넘긴 현재에도 돌연변이에 의한 염색체 이상으로 유전적 영향Genetic Effect의 질병이 발생하는 것이다. 발생빈도의 높고 낮음이 문제가 아니다. 도대체 몇 백년이 지나고, 몇 세대가 지나야 이 같은 원폭피해의 유전적 질병이 완전히 사라질 것인가? 하지만 유전학적 관점에서는 절대로 완전히 없어질 수 없다는 데 문제가 있다.

‘콩 심은 데 콩나고, 팥 심은 데 팥난다’는 말과 같이 부모의 특징이 자식에게 전해져 후손들은 선조들과 유사한 성질(특히 질병)을 갖게 된다. 이것은 자식의 신체를 만드는 최초의 세포(수정란)가 부모의 정자와 난자가 합해진 것으로, 정자와 난자에는 자식의 성질을 결정하는 부모의 유전자(방사선 피해를 입은 염색체)가 들어가 있기 때문이다. 일반적으로 생식세포(정자, 난자)가 만들어질 때 개개의 유전자는 부모의 유전자와 똑같이 복제되고, 개개의 유전자 조합만이 각각의 정자, 난자에 따라 다를 뿐이다. 부모의 유전자가 복제되는 과정에서 잘못 만들어짐으로써 돌연변이적인 질병이 발생한다. 돌연변이적 질병은 발생하는 시간적 차이까지 아주 돌연변이적이다. 태어나면서 발생할 수도 있고, 그 이후 성장하면서 서서히 나타날 수도 있고, 그 세대에는 나타나지 않을 수도 있다.

원폭 당시의 피폭 또는 그 이후의 방사능 낙진에 의하여 부모 세대의 세포핵들은 방사선의 영향을 받게 된다. 유전자 본체는 세포핵 내에 있는 핵산이라는 물질이다. 방사선 에너지에 의하여 핵산은 그 본래의 성질을 그대로 유지하지 못하게 된다. 이런 상태에서 유전자가 복제되는 경우 자식은 부모와 닮지 않는 유전적 돌연변이가 나타난다. 유전자의 돌연변이나 염색체 이상은 자연계에서 물리적 또는 화학적인 여러 가지 환경요인 때문에도 발생하지만 방사선이 생식선을 조사照射할 경우에도 유전자 돌연변이나 염색체 이상이 유발된다. 부모 세대가 받았던 방사선 피폭이나 몸 속에 있던 방사능 물질(방사능 낙진이 몸 속으로 들어와서 축적된 상태)에 의한 방사선 피폭으로 유발된 돌연변이나 염색체 이상은 각 세대로 전달되어 불특정한 시차에 의해서 질병으로 나타나는 것이 유전적 원자병이다.

<그림 A>는 각 세대별 염색체 유전자를 나타낸다. 1, 2세대에서는 정상적이다. 3세대에서도 1번 개체는 정상이지만 2번 개체는 돌연변이성 염색체 유전자 이상이 나타난 것이다. <그림 B>는 <그림 A>의 3세대 2번의 다음 세대들에 나타나는 염색체 이상을 표시한 것이다. 세대에 걸쳐서 나타나지만 그 돌연변이적인 현상이 동일하지는 않다는 것을 나타낸다. 또 하나 무서운 현상은 방사선에 의하여 자연발생적인 돌연변이나 염색체 이상의 빈도는 오직 높아질 뿐이라는 것이다. 결과적으로 핵전쟁, 핵실험 또는 핵사고에 의해서 방출된 핵물질은 인류에게 돌연변이나 염색체 이상을 지속적으로 높여 준다.

방사선에 의한 돌연변이 유발효과를 표시하기 위해 자연상태에서 1세대에 생기는 돌연변이 빈도(율)를 기준해서 그것이 배倍가 되는 선량線量,dose을 배가선량이라고 하며 하나의 목표값으로 삼는다. 현재 배가선량은 0.5~2.5 Sv로 추정되고 있다. Sv(시버트)Sievert는 흡수선량의 단위다. 조사irradiation하는 방사선의 종류와 에너지가 다르면 흡수선량이 동일해도 생물이나 조직에 대한 영향은 다르게 나타난다. 예를 들면 중성자선은 감마선보다 백혈병의 유발에 대하여 동일 흡수선량에서도 몇배의 영향을 미친다. 각종 방사선의 흡수선량에 대하여 생물체에 대한 효과의 정도를 나타내는 계수를 정하고 모든 방사선에 대하여 인체에 끼치는 영향을 나타내는 것이 선량단위 시버트다. 1시버트는 100렘(rem, 1J/㎏)에 해당한다. 또 1 Sv의 선량에 의해 자연돌연변이가 얼마만큼 증가하는지도 하나의 목표기준이 되는데, 이것을 상대적 돌연변이 리스크라고 부르며 배가선량의 역수로 표시된다. 즉 상대적 돌연변이 리스크는 2.5~0.5 Sv의 역수로 0.4(40%)~2(200%)/Sv가 된다.

핵무기와 재래식무기를 비교할 때 아주 특징적으로 대비되는 것이 방사능 피해다. 재래식 무기라고 모두 방사능물질이 없는 것은 아니다. 에너지 밀도가 높은 폭탄(항공기 투하탄의 전자파 또는 일시적이지만 높은 수준의 감마선)이나 방사성 친물질fertile material (예: 전차포탄의 초강력 관통탄자에 덧입히는 감손우라늄)을 사용하는 재래식 무기는 일시적인 방사능을 방출한다. 이런 일시적인 방사능에 의하여 발생하는 질병은 신체적영향만 유발한다. 그러나 방사선 피해의 유전적 영향까지 유발하는 무기체계는 오직 핵무기 뿐이다.

방사능 피폭 유전피해, 가장 만성적 위험
이러한 피해 중에서 가장 두드러진 것이 유전적 피해다. 1990년 초에 발표된 한 보고서에 의하면 영국 남부도시 셀라필드 어린이 백혈병은 공장에서 일하는 아버지의 정자에 끼친 방사선의 유전적 영향이 그 원인이라는 주장이 제기됐다. 100mSv 이상의 피폭은 후손에게 6~8배의 백혈병 위험을 안겨 준다. 비록 유전적인 피해가 유일하게 가능한 설명은 아니지만 통계적으로 이러한 관련성은 충분하다. 영국 의학저널The British Medical Journal은 사설에서 다음과 같이 논평했다.

“만일 노동자들이 비뇨생식기관이나 정액속에 방사선 핵종이 축적되어 내부적으로 피폭되었다면 생식세포나 태아에 대한 피폭량은 노동자들의 필름뱃지에 기록된 피폭량보다 훨씬 더 클 수 있다… 어떤 핵종은 전립선에 집중 축적될 수도 있다.”

부모 중 한쪽이 방사선 피폭을 받은 경우 그 피폭방사선 1Sv당 차후 자손에 걸쳐 유전적 피해 위험이 나타날 확률은 50분의 1 정도다. 실험 결과 대규모 인구가 방사선 피폭으로 인해서 유전적 영향을 받을 위험성은 1Sv 피폭당 125분의 1이라는 결과가 도출됐다.

핵폭발 피해 중 가장 우려 되는 것이 방사선 피해임은 분명하다. 하물며 핵의 평화적 이용인 원자력의 경우에서와 비교해도 상당한 위험이 있음을 알 수 있다. 핵폭발 시 발생한 방사능 낙진 등이 완전히 제거되지 못할 경우, 그 피해는 원자력 분야에 종사하는 작업원들이나 일반 개인이 평상시 받는 방사선 피해보다도 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. 핵무기가 투발된 지역은 최소한 30년 이상 방사능물질 제거작업을 해야 한다.

북한의 핵보유에 그토록 유별난 대응을 하는 이유가 재래식 무기와는 비교할 수 없는 위력이나 효과 때문만은 아니다. 한국과 미국이 보유하고 있는 특정의 첨단 재래식 무기체계는 북한이 보유한 초보적 수준의 핵무기보다 훨씬 강력한 것도 있다. 그렇지만 어떤 경우에도 방사선의 유전적 영향까지 피해를 강요하는 그런 극악무도한 북한의 핵무기와는 근본 개념부터가 다르다고 볼 수 있다.


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