히읗

집에 있는 테이프로 엑스레이 사진을 찍을 수 있다고?

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

유튜브 채널 은근한 잡다한 지식 가기(클릭)

X선은 물질을 통과하는 투과성이 높아
이것을 이용해 사진을 찍으면 내부를 보지 않아도
어떤 상태인지 알 수 있습니다

공항에서 위험한 물건이 있는지 확인하는 용도나
병원에서 몸속에 문제가 있는지 확인하는 용도로 사용되고 있죠

그런데 1953년 러시아(소련)의 과학자들이
가정에서 쉽게 볼 수 있는 테이프를 뗄때
X선이 발생한다는 연구 결과를 발표했습니다

당시 이 연구 결과는 크게 주목받지 못했지만
2008년 미국에서 같은 결과를 발표한 뒤로
이것에 대한 연구가 계속 이루어지고 있습니다

실제로 미국 캘리포니아 대학교(UCLA)의 연구팀은
테이프를 뗄 때 발생하는 X선을 이용해
손가락 뼈 사진을 찍는데 성공하기도 했습니다

테이프를 떼면 X선이 발생하는 것뿐만 아니라
푸른 빛이 발생하기도 하는데
이 빛을 마찰을 뜻하는 Tribein과
발광을 뜻하는 Luminescence를 합쳐

Triboluminescence 마찰 발광이라고 부르기도 합니다

마찰 발광은 테이프뿐만 아니라
설탕이 들어간 사탕에서도 발견됩니다

특히 윈트 오 그린이라는 사탕을 먹을 때
입 안에서 빛이 나는 것을 봤다는 사람도 많이 있습니다

X선은 방사선의 한 종류입니다
테이프를 뗄 때 마찰 발광과 함께 X선이 나온다면
방사능에 노출되는 거 아니야? 하는 생각이 들수도 있습니다

하지만 안심해도 됩니다
X선은 진공상태에서 테이프를 뗄 때만 방출되는 것으로 확인됐습니다

그렇다면 왜 테이프를 뗄 때 X선과 마찰 발광이 만들어지는 것일까요

아쉽지만 이것에 대한 대답은 아직 모른다 입니다
전자가 이동하는 과정에서 에너지가 발생하는데
이것 때문이 아닐까로 추측하고 있을 뿐입니다

물질을 이루는 가장 기본적인 단위 이것을 원자라고 합니다
테이프는 수많은 원자로 이루어져있죠

원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있는데
원자핵은 양전하를 전자는 음전하를 띱니다

자석의 같은 극은 서로를 밀어내고
다른 극은 서로를 당기는 것처럼

전하도 같은 전하는 밀어내고 다른 전하는 당깁니다
이것을 척력과 인력이라고 하죠

원자핵과 전자는 서로 다른 종류의 전하이기 때문에
서로를 당기고 있습니다
그래서 전자는 원자핵 주위를 돌고 있죠

그런데 이때 외부의 힘이 작용해 마찰이 발생하면
주위를 돌고 있던 전자가 자리를 이탈하게 됩니다

기본적으로 원자는 원자핵의 양성자와
전자의 개수가 균형을 이루기 때문에
양성도 음성도 아닌 중성이지만

전자가 자리를 이탈하게 되면 균형이 깨지면서
중성이었던 원자는 양성을 띠게 됩니다

반대로 전자가 균형을 이루고 있는 원자로 들어오면
중성이었던 원자는 음성을 띠게 되죠

이렇게 중성이 아닌 원자를 이온이라고 하며
양성을 띠는 이온을 양이온 음성을 띠는 이온을 음이온이라고 합니다

테이프를 사용하기 위해 테이프를 떼면
원자에 마찰이 발생해 전자가 자리를 이탈하게 됩니다

그런데 원자핵과 전자는 서로 끌어당기기 때문에
이탈하는 과정에도 끌어당기는 힘이 작용하게 되고

전자가 다른 원자로 들어가는 과정에서 끌어당기는 힘이 작용해
에너지가 발생하는데
이것 때문에 빛이 발생한다고 추측하고 있습니다

마찰 발광은 테이프에 발라진 점착제가 원인이기 때문에
외국에서는 밴드를 사용하기 위해 뜯다가 빛을 봤다는 사람도 있습니다

X선은 현대 의학에서 필수적인 장비가 되었지만
비용 문제로 장비를 사용하지 못하고 있는 곳이 있습니다

테이프에서 발생하는 X선에 대한 연구가 성공적으로 이루어지면
비용 문제를 해결할 수 있을 것으로 생각하고 있습니다

엑스레이를 찍으면 어떤 원리로 몸 속이 보이는 걸까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

유튜브 채널 은근한 잡다한 지식 가기(클릭)

우리가 생활을 하다가 피부를 다치게 되면
어디가 얼마나 다쳤는지
우리의 눈으로 확인할 수 있습니다

하지만 뼈가 부러지거나 종양이 생기는 것처럼
몸속에 문제가 생기는 경우
얼마나 심하게 이상이 생긴 것인지
눈으로 확인할 수 없습니다

그래서 병원에 가 엑스레이 촬영을 하게 되는데
신기하게 사진을 한번 찍는 것으로
몸속이 어떤 상태인지 알 수 있게 됩니다

엑스레이는 어떤 원리로 몸속을 촬영하는 것일까요

전자기파는 우리 눈에 보이지 않지만
파장에 따라 여러 가지 종류로 나누어집니다

흔히 빛으로 이야기되는 가시광선을 중심으로
더 짧은 파장을 가지고 있는 것이 자외선
그리고 자외선보다 더 짧은 파장을 가지고 있는 것이
X선입니다

X선은 1895년 독일의 물리학자 뢴트겐이 처음 발견했습니다

뢴트겐은 음극선관에 대한 실험을 하던 중
빛이 나올 수 없도록 완벽하게 밀봉된 곳에서
알 수 없는 빛이 새어나간다는 사실을 알게 되었습니다

뢴트겐은 새어나간 빛을 유심히 관찰하던 중
이 빛이 자신의 손가락뼈를 인화시킨다는 것을 발견했죠

처음에는 자신이 헛것을 보는 것이 아닌가 생각했지만
이후에 아내의 손을 찍어본 뒤
보이지 않는 어떤 새로운 빛이 있다는 것을 확신했습니다

그리고 이것이 바로 그 당시 X선으로 찍은
인류 최초의 엑스레이 사진입니다

뢴트겐은 이 빛을 수학에서 사용하는 미지의 수 X를 대입해
알 수 없는 선이라 하여 X선이라고 불렀습니다

물질을 이루고 있는 가장 작은 단위를 원자라고 합니다
원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있고
원자핵은 양성자와 중성자가 결합한 형태로 이루어져 있습니다

이때 양성자와 중성자의 비율에 따라 안정성에 차이가 나는데
불안정한 상태의 원자핵은 에너지를 방출하면서
안정된 상태로 바뀌려는 성질을 가지고 있습니다

이때 방출되는 에너지가 바로 방사선입니다

방사선은 형태에 따라 질량을 가지고 있는
알파선, 베타선, 중성자선 같은 입자 방사선과
파동 형태로 존재하는
X선, 감마선 같은 전자파 방사선으로 나누어집니다

방사선은 질량이 클수록 관통력이 떨어집니다
여기서 관통력이란 에너지가 물질에 흡수된다는 뜻입니다

질량이 가장 큰 알파선은 종이 한 장으로 막을 수 있고
알파선보다 가벼운 베타선은 종이는 통과하지만 얇은 금속으로 막을 수 있습니다
감마선과 X선은 두꺼운 납으로 막을 수 있고
중성자선은 물로 막을 수 있습니다

방사선은 필름이나 건판을 흑화 시키는 특징을 가지고 있는데
이런 작용을 사진작용이라고 합니다

엑스레이는 방사선의 이런 사진작용을 이용해
몸 안을 촬영하게 됩니다

엑스레이 촬영은 X선이 관통하는 정도에 따라 색이 다르게 나타납니다
공기는 잘 관통하기 때문에 까만색으로 나오고
물과 지방은 잘 관통하지 못하기 때문에 회색으로 나오고
뼈는 거의 관통하지 못하기 때문에 하얀색으로 나옵니다

만약 뼈가 부러졌다면 X선이 그 부분을 관통하기 때문에
회색 선으로 나타나게 되니
사진을 통해 부러진 정도를 알 수 있습니다

원래 아무것도 없어서 까만색으로 나와야 하지만
사진에 하얀색 혹이 나타났다면
종양이 생겼다는 것을 알 수 있습니다

이런 원리를 이용해 신체 어느 부위든 촬영할 수 있기 때문에
굳이 들여다보지 않아도 몸속의 이상 유무를 확인할 수 있는 것입니다

뢴트겐은 X선을 발견한 뒤 특허를 내 큰돈을 벌 수 있었지만
자신은 발명한 것이 아니라 발견한 것이니
인류가 공유해야 한다며 특허를 내지 않았다고 합니다

그런 덕분에 의학 기술은 크게 발전할 수 있었습니다