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[과학에세이] X레이와 방사선 피폭 /이병국

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  •  |  입력 : 2014-03-10 20:17:13
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식품의약품안전처는 지난 1월 22일 의료기관에서의 진단용 방사선 노출에 대한 국민 불안감을 해소하고 환자 방사선 피폭을 합리적으로 최소화하기 위해 올해부터 '국민 개인별 맞춤형 방사선 안전관리'를 단계적으로 실시한다고 밝혔다. 이제 건강검진을 위해 X레이, CT 검사를 했을 때 의사로부터 우리 몸이 얼마만큼 방사선에 노출됐는지 듣게 될 것이며 의사들은 환자 선량에 대한 권고기준을 제대로 지켜야 할 의무를 갖게 될 것이다.

많은 사람들이 방사선하면 두려움을 갖는데 일본 후쿠오카 원전 사태로 방사능에 대한 막연한 두려움은 더욱 커졌다. 그러나 사실 방사선은 공기나 물과 같이 이 세상을 구성하고 있는 수많은 필수요건 중의 하나로 지구 역사와 함께 존재해 왔다. 방사선은 에너지를 갖는 입자의 흐름이나 파동으로서 눈에 보이지 않고 냄새나 맛도 없다. 물질을 구성하는 가장 기본적인 단위인 원자를 구성하는 양자, 중성자, 전자가 균형을 이루지 못할 때 방사선을 낼 수 있는 능력(방사능)을 가지는데 이를 방사성물질이라고 하며, 방사성물질에서 나오는 일종의 에너지를 방사선이라 한다.

1895년 11월 8일 독일 바이에른 뷔르츠부르크 대학의 물리학 교수인 빌헬름 콘라트 뢴트겐(1845~1923)은 실험실에서 음극선으로 실험을 하던 중, 두꺼운 검은 종이로 덮은 진공 유리관에 전류를 통하게 하자, 의자 위에 둔 작은 스크린에 예상치 못한 녹색 빛이 맺힌 것을 볼 수 있었다. 그는 곧 진공 유리관에서 일종의 보이지 않는 광선이 나와, 종이를 뚫고 스크린을 빛나게 한다는 점을 알아차렸다. 수학에서 보통 모르는 변수를 X라 했기 때문에 그는 광선에 'X레이'라는 이름을 붙였다.

뢴트겐은 처음으로 아내인 베르타의 손을 촬영했는데, X레이가 피부를 뚫고 그 밑의 뼈를 드러내 보인다는 것을 증명했다. 인체 각 부분의 상태에 따라서 X레이가 꿰뚫는 정도가 다르기 때문에 찍어낸 사진에 농도차이가 생기게 되는데 그 농도차가 만들어 낸 이미지 사진을 보고 이상 유무를 가려내는 것이다. 그해 12월 28일 뢴트겐은 '새로운 종류의 광선에 관하여'란 논문을 발표한다. 이 발견에 대한 소식은 전 세계로 급속히 퍼졌고 과학계와 의학계는 열광했다. 당시 음극관실험은 이미 널리 알려져 있었으므로 곳곳의 과학자들이 뢴트겐의 실험을 쉽게 따라할 수 있었다. 이듬해에는 뢴트겐이 발견한 X레이에 관한 이야기를 다룬 1000개 이상의 논설이 50권 이상의 책을 통해 출간됐다.

1901년 뢴트겐은 제1회 노벨물리학상을 수상했다. 그는 몸담고 있는 대학의 과학 발전과 장학금을 위한 기금으로 상금을 기부했고, 이것으로 특허를 내자는 독일 재벌의 제안도 거절했다. X레이는 자신이 개발한 것이 아니라 원래 있던 것을 발견한 것이므로 모든 인류의 것이라고 했다. 뢴트겐 자신은 이 발견으로부터 어떠한 특허나 이익을 얻는 것에 노력하지 않았다. 그래서 누구나 자유롭게 이에 관한 연구를 할 수 있었고 그 결과 20명이 넘는 사람들이 X레이 관련 연구로 노벨상을 받았다.
20세기 과학에 대한 시대 구분을 할 때 대부분의 과학사가들은 뢴트겐이 X레이를 발견한 1895년을 기점으로 잡는다. 그 발견에 자극돼 프랑스의 베크렐은 1896년 우라늄에서 최초로 방사선을 발견했다. 영국의 J.J 톰슨은 1897년 음극선의 전하량과 질량의 비를 측정해 음극선의 입자성을 발견했고, X레이의 본성에 대한 논쟁에서 빛이 파동과 입자의 이중성을 가졌다는 인식이 생겼다. 또한 방사선 발견은 핵변환과 핵분열의 발견으로 이어져 핵에너지 시대로 진입하게 됐다. 독일은 1994년 발견한 111번째 원소 우누누늄(Unununium, Uuu)의 이름을 2004년 11월 1일 뢴트게늄(Rg)으로 바꿨다. 위대한 발견과 위대한 정신의 뢴트겐을 기리기 위해서다.

X레이의 발견은 의학계에 비약적인 발전의 계기를 마련했고 100년이 넘도록 수많은 사람들의 질병을 진단하는 데 결정적인 역할을 하고 있다. 환자가 받는 방사선 선량은 검사종류와 의료기관에 따라 서로 다르게 나타나고 있어 어떤 기준을 정해 관리하기는 어렵지만 권고량을 통한 저감화 노력이 필요하다. 실제로 X레이 촬영을 할 때는 노출량을 조심스럽게 조절하고 있기 때문에 위험성보다는 얻는 이득이 더 많다. 앞으로 병원에서 X레이 사진을 찍고 유효선량 고지를 받을 때 위대한 발견을 한 과학자 뢴트겐의 고마움도 같이 생각했으면 한다.

동서대 컴퓨터공학과 교수

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