국내 침대 회사인 대진침대 제품에서 방사성 물질인 라돈이 나온다는 보도가 나온 지 1년이 됐다. 방사성 물질을 전문적으로 다루는 장소가 아니라 내가 매일 잠을 자고 생활하는 가구에서 방사성 물질이 검출됐다는 사실에 국민의 불안감은 극에 달했다. 생활방사선에 대한 경각심을 촉발시킨 ‘라돈 침대’ 사태는 1년 전 ‘라돈아이’라는 휴대용 라돈 검출기에서 촉발됐다.
지난해 5월, 라돈아이를 구매한 소비자는 이 검출기를 우연히 침대 위에 올려놨다. 그런데 검출기에 기록된 숫자는 믿을 수 없을 정도로 높았다. 실내공기질 관리법에서 라돈 농도 권고 기준치인 1L당 4피코큐리(pCi)를 훌쩍 넘어 99pCi가 기록됐다. 이렇게 ‘방사능 침대’의 존재가 세상에 공개됐다. (* 피코큐리(pCi). 라돈 측정단위. 실내공기질 관리법에 따르면 실내 라돈 농도 권고 기준치는 1L당 4pCi다. 이를 방사성물질의 세기를 나타내는 베크렐 Bq로 환산하면 1m2당148Bq에 해당한다.)
블루투스 스피커를 닮은 원통 모양의 라돈아이는 에프티랩(FT Lab)이라는 국내 벤처가 자체 개발했다. 에프티랩은 원래 고정밀 계측기계를 만들다가 우연한 계기로 라돈아이를 개발했다. 4월 3일 경기도 수원 에프티랩 기술연구소에서 라돈아이를 개발한 고재준 대표와 김영권 부대표를 만났다. 고 대표가 라돈을 측정하는 원천 기술을 개발하고, 김 부대표가 이를 제품으로 만들었다. 라돈아이 개발자들이 언론과 인터뷰를 한 것은 이번이 처음이다.
연구기업에서 출발…2014년 라돈 측정기 개발
에프티랩은 2001년 TV용 플라스마디스플레이패널(PDP)과 스마트폰의 터치패널 품질 검사용 장비를 개발하던 연구기업으로 시작했다. 에프티랩은 기술력을 인정 받아 삼성전자 등 대기업에 장비를 납품하며 안정적인 연구기업으로 자리 잡았다.
휴대용 측정기기 사업에 뛰어든 건 2012년부터였다. 고 대표는 “2011년 동일본 대지진으로 후쿠시마 원전 사고가 나면서 생활방사능 문제에 경각심을 가지게 됐다”며 “어떤 장비든 어차피 무언가를 측정하는 장비를 만드는 것이 에프티랩의 장기라고 생각해 측정기 개발에는 자신이 있었다”고 회상했다.
그렇게 2012년 스마트폰의 이어폰 단자에 꽂아 사용하는 자외선 측정기와 전자파 측정기, 방사능 측정용 가이거 계수기를 연달아 개발했다. 고 대표는 일찌감치 스마트폰이 널리 쓰일 것을 직감하고 휴대용 스마트 센서 시장이 커질 것이라고 기대했다.
고 대표가 휴대용 라돈 검출기 개발에 뛰어든 건 그로부터 2년 뒤인 2014년이었다. 환경 방사선 전문가인 조승연 연세대 라돈안전센터장(환경보건학과 교수)과 이재성 실내라돈저감협회장이 에프티랩의 방사능 측정기를 보고 직접 회사로 찾아온 것이다. 조 교수는 라돈 분야만 20년간 연구하며 라돈 측정기 개발에 매달렸지만 상용화에 어려움을 겪고 있었다.
▲ 에프티랩 연구원이 라돈아이를 테스트 하고 잇다. 라돈 입자가 하나만 감지돼도 전기 신호로 변환돼 화면에 나타난다.
당시만 해도 고 대표에게 라돈은 방사성 물질 중에서도 낯선 존재였다. 라돈은 토양에서도 방출되는 자연방사성 물질이지만, 몸에 해를 끼치는 유독 물질이다. 세계보건기구(WHO)는 라돈을 흡연 다음으로 폐암을 유발하는 1급 발암물질로 지정하고 있다. 기체 상태로 존재하는 라돈은 호흡을 통해 인체 내에 들어와 피폭을 일으킨다. 하지만 색깔도 없고 냄새도 나지 않아 ‘침묵의 살인자’로 불린다.
고 대표는 “라돈의 위험성을 인지하고 시장 조사부터 했다”며 “당시에는 실시간으로 손쉽게 라돈 농도를 측정할 수 있는 기기가 없었다”고 말했다. 전문가들이 쓰는 라돈 계측기는 실시간 측정은 가능했지만, 1000만 원이 넘는 고가에 부피가 컸다. 일반인이 사용할 수 있는 휴대용 검출기는 저가인 대신 감도가 낮아 한번 측정하는 데 최대 48시간이 걸렸다. 고 대표는 “하루 이틀 뒤에야 경고가 울리는 검출기를 살 사람이 어디 있겠냐”고 반문했다.
결국 고 대표는 휴대용 라돈 측정기를 개발하기로 마음먹었다. 1년의 개발 끝에 마침내 측정 시간 10분, 계측기 감도는 전문가 수준의 라돈 측정기가 나왔다.
첫 시제품을 들고 2015년 9월 미국 미네소타주 미니애폴리스에서 열린 ‘국제라돈학회’에 참가했다. 고 대표는 “미국은 한 층으로 된 단독주택이 많고 지하실 문화도 있어 토양에서 방출되는 라돈에 민감하다”며 “미국 시장 진출을 목표로 삼았다”고 말했다.
실제로 미국은 30개 주에서 집을 사고팔 때 라돈 농도를 제시하게 하는 등 제도적으로 라돈을 적극 관리하고 있다. 반면 국내에서는 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법이 제정돼 있지만 시장이 작다.
에프티랩의 휴대용 라돈 검출기는 국제라돈학회에서 큰 관심을 받았다. 자신감을 얻은 고 대표는 2016년 국내 시장에 라돈아이를 내놨다. 블루투스를 이용해 라돈 농도를 30분마다 측정했다. 그해 3000개 정도가 팔렸다. 하지만 라돈에 대한 인식이 미미한 국내 시장에서 라돈 검출기는 먹히지 않았다. 국내 판매 실적은 저조했고 덩달아 수출길도 막막했다.
지난해 4월 고 대표는 결국 라돈 사업을 접기로 결정했다. 그런데, 국내에서 라돈 침대 사태가 불거졌고, 여기저기서 라돈아이를 찾기 시작했다.
▲ 라돈아이 내부에는 에프티랩이 개발한 원통형 이온 챔버가 들어있다. 라돈아이를 실시간 휴대용 검출기로 만든 핵심 기술이다.
이온 챔버 바닥 구멍이 신의 한 수
고 대표는 라돈아이가 대중에게 알려진 것이 여러 우연이 겹친 결과라고 말했다. 이미 라돈 사업을 접기로 마음먹은 고 대표는 ‘라돈 침대’를 최초로 알린 소비자도 구매를 취소하려고 일부러 그랬을 거라며 대수롭지 않게 여겼다. 라돈아이가 고장 난 게 아니냐며 세 번이나 항의를 해왔기 때문이다.
이 소비자는 미숙아로 태어나 폐 질환을 앓는 아이의 엄마였다. 그는 라돈이 폐에 나쁘다는 사실을 알고 아이를 위해 매일 라돈 농도를 측정하기 위해 라돈아이를 구매했다. 설마 침대에서 방사선이 나올 것이라고는 생각하지 못했던 그는 직접 라돈아이를 들고 에프티랩을 찾아왔다.
하지만 여러 차례 검사에서도 라돈아이는 정상이었다. 상황을 이상하게 여긴 라돈아이 대리점 측은 정밀 계측기와 전문가를 이 소비자의 집에 보냈고, 정밀 측정 결과 ‘침대가 이상하다’는 결론이 나왔다.
고 대표는 “라돈아이 내부에는 이온 챔버가 들어가 있다”며 “이온 챔버의 구조가 침대에서 라돈을 검출하는 데 역할을 톡톡히 했다”고 말했다.
고 대표는 공기가 이온 챔버를 통과하며 끊임없이 순환할 수 있도록 바닥과 중간에 구멍을 뚫었다. 라돈아이를 침대에 올려놓으면 침대 바닥을 통과한 공기가 이온 챔버를 통과할 수밖에 없고 이 과정에서 라돈이 걸러져 농도가 측정된 것이다.
소비자가 알아본 라돈아이의 진가
▲고재준 에프티랩 대표와 김영권 부대표가 경기도 수원 에프티랩 기술연구소에서 라돈아이 등 휴대용 검출기를 여러 대 연결해 공기 질을 정밀 측정하는 시스템인 '라돈 시티'를 선보이고 있다.
라돈아이의 진가는 정부의 라돈 침대 조사 과정에서도 확인됐다. 지난해 5월 원자력안전위원회는 첫 조사 결과에서 연간 피폭 방사선량이 0.15밀리시버트(mSv)로 안전기준인 1mSv보다 낮다고 발표했다. 안전에 문제가 없다는 것이다. (*시버트(Sv). 방사선에 노출됐을 대 인체에 미치는 방사선의 영향을 나타내는 단위)
당시 원자력안전위원회는 전문가용 라돈 계측기 ‘라드세븐’과 라돈아이의 성능을 비교하는 자료도 내놨다. 그러면서 라드세븐의 경우 라돈(Rn-222)과 라돈의 동위원소 토론(Rn-220)을 구분해 측정하지만, 라돈아이는 이 둘을 구별하지 못해 실제보다 라돈의 수치가 높게 나왔다고 지적했다.
그러나 곧 정부의 1차 발표는 뒤집혔다. 바닥에서 50cm 떨어진 위치에서는 이상이 없다는 원자력안전위원회의 측정 방식에 문제가 있을 뿐만 아니라, 토론도 내부 피폭될 경우 인체에 영향을 미칠 수 있다는 지적이 나왔다.
소비자들은 라돈아이를 구매해 직접 라돈 농도 측정에 나섰다. 라돈침대 피해자 모임 카페에는 침대 커버를 빼고 매트리스만 남긴 상태에서 라돈아이로 각각 30분간, 60분간 측정한 결과들이 올라오기 시작했다. 침대 제품명, 구매 일시, 라돈 농도, 측정에 이용한 장비명이 기록된 데이터가 하나둘 쌓였고, 정부 발표 3일 만에 428개 침대의 데이터가 모였다.
이 중 약 78%에 해당하는 334개 제품에서 기준치 이상의 라돈이 검출됐다. 원자력안전위원회는 결국 대진침대에서 안전기준의 최대 9배가 넘는 방사선이 검출됐다며 한발 물러섰다. 소비자들은 이후로도 라돈아이를 들고 다른 생활제품의 방사선 검출에 나섰다. 라텍스, 온수매트 등 다양한 생활제품에서 라돈이 검출됐다.
상황이 이렇게 되자 원자력안전위원회는 한국원자력안전기술원(KINS)을 통해 라돈아이 2000대를 구매해 라돈 검출에 동참했다. 김 부대표는 “당시는 라돈이 검출되는 침대가 그렇게 많을 것이라고 생각하지 못했고, 이렇게 파급력이 클 것이라고 예상하지도 못했다”며 “사업을 정리할 생각이었기 때문에 라돈아이 생산량을 늘릴 계획이 없었고, 결국 라돈침대 사태 직후 라돈아이 품귀 현상이 벌어졌다”고 말했다.
흙에서 라돈 농도 측정, 허용치 6배
원래 라돈아이는 실내 대기질 측정용으로 개발됐다. 정부는 2011년부터 주택의 실내 라돈 농도를 측정하는 등 라돈의 위험성을 인지하고 있었다. 토양에서 자연적으로 발생하는 라돈은 화강암이 많은 지역에서 주로 검출된다. 산이 많은 한국의 라돈 농도 지도를 보면 산맥의 줄기와 거의 일치한다.
고 대표는 회사 앞에서 퍼온 흙을 담아 밀봉한 뒤 라돈아이로 측정한 수치를 보여줬다. 라돈아이는 실내 허용치의 6배에 해당하는 1L당 24pCi를 가리켰다. 고 대표는 “동네 마당에서 가져온 흙도 밀폐한 뒤 측정하면 이처럼 라돈 농도가 올라간다”며 “실내 공기를 자주 환기하는 게 좋다”고 말했다.
사회적으로 큰 혼란을 초래했지만 라돈 사태를 겪으며 얻은 성과도 있다. 라돈 연구에 대한 주의를 환기시켰고, 국산 계측기기의 기술력에 대한 관심이 높아졌다. 실내 공기질 등 생활환경 개선에 소비자가 적극적으로 나서는 계기도 됐다. 고 대표는 “일부 아파트 단지에서는 사전 입주 기간에 라돈아이로 실내 라돈 농도를 점검하려는 움직임이 있다”며 “라돈 사태는 소비자들이 알 권리뿐 아니라 측정할 권리가 있다는 사실을 인지하고 이를 행동으로 옮긴 첫 사례”라고 말했다.
┼ 인터뷰
"보이지 않는 위험에서 안전한 세상이 될 때까지"_고재준 대표
▲ 2015년 미국에서 열린 '국제라돈학회'에서 에프티랩의 라돈아이는 큰 관심을 받았다. 고재준 대표(맨 오른쪽)가 라돈아이 부스를 열고 참석자들에게 설명하고 있다.
“김영권 부대표와 창업 동지이자 19년간 한 방에서 마주보고 동고동락한 사이입니다. 한 번도 각자 방을 가져본 적이 없어요. 오랜 동업 관계를 별 탈 없이 유지한 비결이기도 합니다. 제가 아날로그 담당이라면, 김 부대표가 디지털과 소프트웨어 담당이라고나 할까요. 서로 시너지를 내는 관계인 셈이죠.”
고재준 에프티랩 대표는 김 부대표와의 관계를 이렇게 정리했다. 고 대표는 서울대 물리교육과를 졸업한 뒤 광운대 전자물리학과 연구교수로 일하던 2001년, 같은 과에서 박사후연구원으로 있던 김 부대표와 의기투합해 에프티랩을 설립했다.
플라스마를 연구하던 두 사람은 플라스마디스플레이패널(PDP) 성능을 검증하는 기기를 개발했다. 두 사람의 역할은 고 대표가 뚝딱 장비를 만들면, 김 부대표는 이를 다듬고 소프트웨어를 탑재해 시장에 내놓는다. 고 대표는 “연구개발(R&D)을 회사의 핵심 가치로 삼고 있다”며 “처음 회사를 설립할 당시 회사 사훈을 ‘기술로 세상을 이롭게 하자’ 였다”고 말했다.
실제로 에프티랩은 기기를 개발하지만 판매에는 일절 관여하지 않는다. 개발된 제품의 판매는 철저히 총판에 맡긴다. 고 대표는 “연구실 밖에서 일하는 일은 없어야 한다는 게 지론”이라며 “가급적 모든 시간을 연구에 투자한다”고 말했다.
라돈아이도 이런 철학에서 탄생했다. 고 대표는 “누군가 하지 않은 틈새를 찾아 남다른 무언가를 개발하려고 한다”며 “라돈아이도 휴대용 측정기가 없다는 점에 주목해 개발했다”고 말했다. 에프티랩은 최근 회사의 사훈을 ‘보이지 않는 위험으로부터 안전한 세상’으로 바꿨다.
┼ 라돈아이의 작동 원리
라돈(Rn)은 무색무취의 비활성기체로 화학적 반응성이 없다. 농도도 극도로 낮아 검출하기 어렵다. 라돈 검출에는 방사성 붕괴를 활용한 간접 측정방식을 쓴다. 자연에서 라돈은 알파 붕괴를 거치면서 폴로늄(Po)으로 변한다. 이 과정에서 헬륨 원자핵과 같은 알파 입자를 방출한다. 이것이 방사능이다.
라돈 농도를 측정하는 방식은 반도체 방식, 신틸레이션 방식, 이온 챔버 방식 등 크게 세 가지로 나뉜다. 반도체의 전리작용을 이용하는 반도체 방식과 고에너지 방사선 입자가 전자를 들뜨게 만들어 이때 발생하는 빛을 포착하는 신틸레이션 방식은 핵종 분석이 가능해 라돈과 라돈의 동위원소인 토론(Rn-220)을 구분한다. 하지만 측정 장비로 공기를 빨아들이는 장치가 필요하고 습도에 민감한데다 소재 가격이 비싸 휴대용 검출기에는 적합하지 않다.
라돈아이는 이온 챔버 방식을 택했다. 이온 챔버 방식은 라돈이 방출하는 알파 입자의 에너지를 측정한다. 알파 입자는 에너지가 큰 입자로, 공기와 충돌하며 이온을 만든다. 광고에서 음이온 효과를 강조하는 것도 이런 이유에서다.
라돈아이는 이온 챔버의 바깥벽과 속의 탐침 사이에 전기장을 걸고, 알파 입자가 만든 이온을 탐침으로 측정해 전기 신호를 받는다. 이때 알파 입자가 발생하는 횟수로 방사능의 농도를 유추한다. 알파 입자가 2분에 1번 나오면 1피코큐리(pCi)다.
이온 챔버 방식은 반도체 방식에 비해 단순한 구조여서 가격이 싸다. 자연 순환하는 대기를 활용하는 방식이라 별다른 장치가 필요하지 않고, 습도의 영향이 적으며, 3차원 구조여서 실제 환경과 유사하다는 장점도 있다.
다만 알파 입자 한 개에서 100펨토암페어(fA·1fA는 1000조분의 1A)의 매우 약한 전류가 나오기 때문에 주변 잡음을 제거해야 정확도가 높아진다. 또 알파 입자는 라돈의 방사성 동위원소인 토론의 붕괴 과정에서도 나오기 때문에 라돈과 토론을 구별하기도 어렵다. 이온 챔버 방식이 1920년대 처음 나온 오래된 기술이지만 잘 쓰이지 않은 이유다.
하지만 최근에는 스마트폰의 발전으로 소자 기술이 발달해 싼 가격으로 약한 전류를 측정할 수 있게 됐고, 토론의 경우 55.6초로 반감기가 짧아 라돈아이로 들어올 확률이 낮다 .
에프티랩은 1년의 개발 기간 동안 이온 챔버를 100번 뜯고 기판은 40여 번 바꿔가며 라돈아이를 개발했다. 플라스마디스플레이패널(PDP) 검사 장비를 개발하며 터득한 플라스마 이론이 이온 챔버에서 쓰이는 이론과 유사해 개발 기간을 대폭 줄일 수 있었다. 잡음을 줄인 것도 라돈아이의 강점이다.
