엑스레이를 찍으면 어떤 원리로 몸 속이 보이는 걸까
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일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다
많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다
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
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