발트해 : 출처 불명의 우라늄 발견
- 지구환경 / 문광주 기자 / 2021-02-15 14:52:59
(3분 읽기)
- 스웨덴 원자력 시설 또는 불법적으로 폐기된 핵폐기물에서 오염 발생 가능성
방사성 원소 우라늄은 광석 또는 해수와 같이 지구에서 자연적으로 발생한다.
그러나 우라늄-236과 같은 우라늄 동위 원소는 원자로, 가공 공장 또는 핵무기 실험에 의해서만 생성된다. 그것의 흔적은 공기, 토양 및 물의 거의 모든 곳에서 찾을 수 있다. 따라서 일반적으로 우라늄 오염이 어디에서 기원하는지 명확하게 할당하는 것은 어렵다.
발트해의 우라늄 사냥
하지만 방법이 있다. 우라늄 동위 원소 233과 236의 비율을 결정할 수 있다.
우라늄 –233은 핵폭발 시에만 방출되기 때문에 이 ‘흔적’은 1950년대와 1960년대의 핵무기 낙진을 최근의 오염과 구별하는 데 사용할 수 있다. 덴마크 공과 대학의 지신 키아오(Jixin Qiao)는 "요오드-129와 같은 다른 방사성 핵종과 결합해 우라늄 동위 원소 비율은 우라늄 -236이 특정 소스로 이동하는 것을 추적하는 데 도움이 될 수 있다"고 설명했다.
연구자들은 최근 발트해에서 이것이 얼마나 잘 작동하는지 조사했다.
그들은 2011년부터 2016년까지 발트해의 모든 지역에서 채취한 물과 침전물 샘플을 분석했다. 예상대로 모든 샘플에서 핵무기 낙진으로 인한 우라늄-233과 우라늄-236의 흔적이 발견됐다.
특히 Skagerrak과 Kattegat에서 우라늄 오염의 흔적이 약간 증가했다.
Qiao와 그녀의 동료들이 설명했듯이 이들은 북해의 흐름과 그 곳에 위치한 재처리 공장 Sellafield, La Hague와 함께 발트해로 운반된다.
중앙 밯트해에서 알려지지 않은 출처
하지만 그게 다가 아니다.
이 잘 알려진 방사능 오염원 외에도 연구원들은 또 다른 이상 현상에 직면했다.
우라늄-236 수준은 발트해 중부와 북부에서도 상당히 증가했다. 그들은 Skagerrak과 Kattegat보다 평균 3배 더 높았다. 과학자들은 “이 패턴은 아마도 발트해에서 우라늄-236의 또 다른 원천을 암시한다. 요오드(Iod)-129의 측정 값과의 비교도 이것을 시사한다.
이 우라늄은 어디에서 왔을까?
이를 알아보기 위해 팀은 측정 베팅을 유입, 해류 및 염분과 관련시키는 모델 시뮬레이션을 사용했다. 연구자들은 "이 데이터는 원자로 우라늄이 강이 흐르는 곳이나 염분이 특히 낮은 곳에서 나오지 않는다는 것을 보여 준다"고 말했다. "대신 발트해의 중앙 및 북부 분지에 직접 위치하는 샘물에서 나온다."
스웨덴 원자력 시설을 떠났을까?
이러한 해양 지역에서 처리된 우라늄의 가능한 출처에 대한 의문을 제기한다.
분명한 옵션은 원자력 발전소 또는 인근 국가 중 하나에 있는 다른 원자력 시설일 것이다. 스톡홀름 근처의 상대적으로 높은 농도에서 그들은 스웨덴 Studsvik 시설이 옵션이 될 수 있다고 결론지었다.
"Studsvik의 일부 퇴적물 샘플에서 측정한 우라늄 -236은 킬로그램 당 원자 수가 20.2 조에 달하는 매우 높은 값을 나타낸다"고 Qiao와 그녀의 동료들은 보고했다. “이는 발트해 북부 지역의 퇴적물 샘플보다 3배 더 높다.”
따라서 연구원들은 우라늄 오염이 적어도 부분적으로는 시설의 폐수 또는 매립 폐기물에서 발생할 가능성이 매우 높다고 생각한다. “이것은 우리의 가장 그럴듯한 후보다.”
오래된 잠수함 원자로에서 "처분"되었을까?
또 다른 가능성이 있다.
예를 들어 핵 잠수함의 원자로에서 나오는 핵폐기물을 불법으로 처리하는 것이다.
"구소련은 이미 발트해에 방사성 폐기물을 처리한 혐의로 비난을 받아 왔지만 이것이 얼마나 많은지는 알 수 없다"고 과학자들은 보고했다. 따라서 그들은 현재 검출된 우라늄 오염의 적어도 일부가 그러한 소스에서도 나온다는 것을 배제하지 않는다.
그러나 전반적으로 우라늄 오염 정도는 매우 낮다.
따라서 이러한 미량의 우라늄의 독성 및 방사능 효과는 무시할 수 있다.
그들은 여전히 오염을 더 조사하는 것이 중요하다고 생각한다. 한편으로 우라늄 외에 다른 방사성 핵종이 이 소스에서 방출 될 수 있다. 반면에 기후 및 환경 변화는 향후 방출을 증가시킬 수 있다.
"모니터링과 예방을 통해 미래의 방사선 위험을 피할 수 있도록 발트해에서 인위적인 방사성 동위 원소의 근원을 아는 것이 중요하다"고 Qiao와 그녀의 팀이 말했다.
(Nature, Communications, 2021; doi : 10.1038 / s41467-021-21059-w)
출처 : Universität Wien
- 스웨덴 원자력 시설 또는 불법적으로 폐기된 핵폐기물에서 오염 발생 가능성
발트해 : 출처 불명의 우라늄 발견
스웨덴 원자력 시설 또는 불법적으로 폐기된 핵폐기물에서 오염 발생 가능성
알 수 없는 출처 :
발트해에서 출처를 모르는 방사성 우라늄이 발견됐다. 연구원들은 발트해 중부 및 북부에서 인위적 동위 원소 우라늄-236의 증가된 값을 통해 이것을 감지했다. 예를 들어 스웨덴의 원자력 시설이나 잠수함 원자로에서 불법적으로 투기된 핵폐기물이 오염의 원인이 될 수 있다고 연구진이 Nature Communications 저널에 보고했다.
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▲ 국제 우주 정거장에서 바라본 남부 발트해의 이미지. 발트해 중부에서 연구자들은 현재 우라늄 -236 수치가 상승한 것을 발견했다. © NASA / JSC |
방사성 원소 우라늄은 광석 또는 해수와 같이 지구에서 자연적으로 발생한다.
그러나 우라늄-236과 같은 우라늄 동위 원소는 원자로, 가공 공장 또는 핵무기 실험에 의해서만 생성된다. 그것의 흔적은 공기, 토양 및 물의 거의 모든 곳에서 찾을 수 있다. 따라서 일반적으로 우라늄 오염이 어디에서 기원하는지 명확하게 할당하는 것은 어렵다.
발트해의 우라늄 사냥
하지만 방법이 있다. 우라늄 동위 원소 233과 236의 비율을 결정할 수 있다.
우라늄 –233은 핵폭발 시에만 방출되기 때문에 이 ‘흔적’은 1950년대와 1960년대의 핵무기 낙진을 최근의 오염과 구별하는 데 사용할 수 있다. 덴마크 공과 대학의 지신 키아오(Jixin Qiao)는 "요오드-129와 같은 다른 방사성 핵종과 결합해 우라늄 동위 원소 비율은 우라늄 -236이 특정 소스로 이동하는 것을 추적하는 데 도움이 될 수 있다"고 설명했다.
연구자들은 최근 발트해에서 이것이 얼마나 잘 작동하는지 조사했다.
그들은 2011년부터 2016년까지 발트해의 모든 지역에서 채취한 물과 침전물 샘플을 분석했다. 예상대로 모든 샘플에서 핵무기 낙진으로 인한 우라늄-233과 우라늄-236의 흔적이 발견됐다.
특히 Skagerrak과 Kattegat에서 우라늄 오염의 흔적이 약간 증가했다.
Qiao와 그녀의 동료들이 설명했듯이 이들은 북해의 흐름과 그 곳에 위치한 재처리 공장 Sellafield, La Hague와 함께 발트해로 운반된다.
중앙 밯트해에서 알려지지 않은 출처
하지만 그게 다가 아니다.
이 잘 알려진 방사능 오염원 외에도 연구원들은 또 다른 이상 현상에 직면했다.
우라늄-236 수준은 발트해 중부와 북부에서도 상당히 증가했다. 그들은 Skagerrak과 Kattegat보다 평균 3배 더 높았다. 과학자들은 “이 패턴은 아마도 발트해에서 우라늄-236의 또 다른 원천을 암시한다. 요오드(Iod)-129의 측정 값과의 비교도 이것을 시사한다.
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▲ 모델에서 결정된 발트해 지역의 평상시 우라늄-233/236 비율의 편차. © Qiao et al / Nature Communications, CC-by-sa 4.0 발트 해 |
이 우라늄은 어디에서 왔을까?
이를 알아보기 위해 팀은 측정 베팅을 유입, 해류 및 염분과 관련시키는 모델 시뮬레이션을 사용했다. 연구자들은 "이 데이터는 원자로 우라늄이 강이 흐르는 곳이나 염분이 특히 낮은 곳에서 나오지 않는다는 것을 보여 준다"고 말했다. "대신 발트해의 중앙 및 북부 분지에 직접 위치하는 샘물에서 나온다."
스웨덴 원자력 시설을 떠났을까?
이러한 해양 지역에서 처리된 우라늄의 가능한 출처에 대한 의문을 제기한다.
분명한 옵션은 원자력 발전소 또는 인근 국가 중 하나에 있는 다른 원자력 시설일 것이다. 스톡홀름 근처의 상대적으로 높은 농도에서 그들은 스웨덴 Studsvik 시설이 옵션이 될 수 있다고 결론지었다.
"Studsvik의 일부 퇴적물 샘플에서 측정한 우라늄 -236은 킬로그램 당 원자 수가 20.2 조에 달하는 매우 높은 값을 나타낸다"고 Qiao와 그녀의 동료들은 보고했다. “이는 발트해 북부 지역의 퇴적물 샘플보다 3배 더 높다.”
따라서 연구원들은 우라늄 오염이 적어도 부분적으로는 시설의 폐수 또는 매립 폐기물에서 발생할 가능성이 매우 높다고 생각한다. “이것은 우리의 가장 그럴듯한 후보다.”
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▲ 그림 1 : 연구 영역 및 샘플링 맵. 출처 : 다중 동위 원소 흔적으로 밝혀진 발트해의 원자로 방사성 핵종의 알려지지않은 소스 (관련 논문 : An unknown source of reactor radionuclides in the Baltic Sea revealed by multi-isotope fingerprints) |
오래된 잠수함 원자로에서 "처분"되었을까?
또 다른 가능성이 있다.
예를 들어 핵 잠수함의 원자로에서 나오는 핵폐기물을 불법으로 처리하는 것이다.
"구소련은 이미 발트해에 방사성 폐기물을 처리한 혐의로 비난을 받아 왔지만 이것이 얼마나 많은지는 알 수 없다"고 과학자들은 보고했다. 따라서 그들은 현재 검출된 우라늄 오염의 적어도 일부가 그러한 소스에서도 나온다는 것을 배제하지 않는다.
그러나 전반적으로 우라늄 오염 정도는 매우 낮다.
따라서 이러한 미량의 우라늄의 독성 및 방사능 효과는 무시할 수 있다.
그들은 여전히 오염을 더 조사하는 것이 중요하다고 생각한다. 한편으로 우라늄 외에 다른 방사성 핵종이 이 소스에서 방출 될 수 있다. 반면에 기후 및 환경 변화는 향후 방출을 증가시킬 수 있다.
"모니터링과 예방을 통해 미래의 방사선 위험을 피할 수 있도록 발트해에서 인위적인 방사성 동위 원소의 근원을 아는 것이 중요하다"고 Qiao와 그녀의 팀이 말했다.
(Nature, Communications, 2021; doi : 10.1038 / s41467-021-21059-w)
출처 : Universität Wien
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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