태양에서 왜 방사선이 쏟아지나요?

지구 가장 가까운 곳에 있는 별인 태양은 스스로 빛을 낸다. 에너지가 있어야 빛이 생기는데, 그렇다면 태양 에너지의 원천은 무엇일까? 바로 태양을 이루는 주성분인 ‘수소’다. 수소의 원자핵들이 서로 충돌하고 뭉쳐 헬륨 원자핵이 되는 ‘핵융합 반응’으로 에너지가 만들어진다. 그러나 수소가 있다고 무조건 핵융합이 일어나는 것은 아니다. 상온에서 수소 원자는 음의 전하를 띤 ‘전자’가 양의 전하를 띤 ‘원자핵’에 붙들려 있는 형태다. 태양에서는 아주 높은 온도와 압력으로 인해 수소 원자들이 결합하는 핵융합이 일어난다. 그 결과로 막대한 양의 에너지 방출과 함께 전자와 원자핵이 제각기 움직이는 플라즈마(Plasma) 상태가 조성된다. 플라즈마 자체가 방사선이다. 정리하자면, 태양은 수소 핵융합반응을 통해 고에너지 플라즈마 덩어리를 끊임없이 우주로 방출하고 있다.

우주에는 어떠한 방사선이 있나요?

우주방사선은 ①태양에서 생성된 방사선 ②먼 우주에서 오는 ‘은하우주방사선’ ③우주선이 만들어내는 ‘2차 방사선’이 있다. 은하우주방사선의 양은 일정한 편이지만, 태양에서 오는 방사선은 흑점 폭발, 태양풍 등 태양활동에 따라 그 양의 변화가 불규칙하다. 태양활동은 11년을 주기로 반복되는데, 다가올 최대 활동 시기는 2025년경이다. 우주방사선을 여름날 비에 비유하자면, 은하우주방사선은 계속 내리는 ‘가랑비’고 폭발하는 태양활동에 따른 방사선은 ‘소나기’인 셈이다. 우주비행선은 일차적으로 우주방사선으로부터 우주비행사들을 보호해준다. 그러나 우주방사선이 우주정거장이나 우주비행선 구조물, 우주복 등과 반응하면 중성자와 감마선 등 2차 방사선을 만들어낸다.

우주여행 후 방사선으로 건강상태가 달라질 수 있나요?

지금까지 알려진 바에 따르면 우주여행시 받는 방사선량은 ①우주정거장에서 180일 체류 시 110 mSv* ②10일 이내로 우주왕복선에 있을 때 10 mSv ③6일 이내로 달을 왕복할 때 20 mSv 정도다. 국제선 여객기 승무원이 1년 동안 받는 3~6 mSv에 비하면 많은 양이다. 이와 관련해 NASA에서는 일란성 쌍둥이를 대상으로 흥미로운 실험을 진행했다. 국제우주정거장(ISS)에서 340일간 체류하고 돌아온 우주비행사와 지상에 있던 다른 형제간의 건강상태를 비교해본 것이다. 우주비행사는 우주에서 적어도 200 mSv 이상의 선량에 노출된 상태였다. 전반적으로는 두 형제의 몸 상태에는 큰 차이가 없었다. 적어도 일정 수준의 선량까지는 우주인 생활로 인해 건강이 나빠지지 않을 것으로 예상된다. 실제 우주여행에서는 방사선에 의한 영향보다 무중력, 고립감, 귀환위험 스트레스 등이 더 클 수 있다.