현대의학은 참 많이 발전했습니다. 기계식에서 전자식으로 계속 발전하고 있습니다. 의료기기도 많은 변천을 하면서 성능이 더 좋아지고 있습니다. 그중에서도 이제 누구나 알고 있고 사용하는 X선에 대해 알아보도록 하겠습니다.
들어가는 글
엑스선 사진에 대해서 얼마나 알고 있습니까? 엑스선 사진은 어딘가에 부딪히거나 넘어져 다쳤을 때, 다친 부위가 어디인지, 얼마나 다쳤는지 알아보기 위해 찍는 사진을 말합니다. 엑스선 사진을 통해 눈에 보이지 않는 부분까지 살펴볼 수 있습니다. 그런데 이런 신기한 사진을 찍을 수 있는 엑스선은 아주 우연한 실험을 봉해 발견되었습니다. 어떤 실험이었는지 알아보겠습니다.
음극선과 크룩스관
1800년대 후반, 많은 과학자들은 음극선에 주목하고 있었습니다. 음극선이란 전기의 흐름을 볼 수 있는 선을 말하는데, 과학자들은 음극선의 연구를 통해서 전자에 대해서 알게 되었습니다. 영국의 과학자였던 월리엄 크룩스는 보다 정확하게 음극선을 관찰할 수 있는 여러 가지 방법을 생각했습니다. 크룩스는 형광물질을 발라 둔 유리관에 전기를 흘려주자, 유리관에서는 초록색 빛이 환하게 나타났습니다. 사람들은 크룩스의 연구를 기념하기 위해 크룩스가 만든 실험 장치를 크룩스관이라고 부르기 시작했습니다.
크룩스의 영향을 받아 음극선에 관한 연구를 한 또 다른 과학자가 있었습니다. 바로 독일 출신의 실험 물리학자인 빌헬름 뢴트겐이었습니다. 어느 날, 그는 여느 때와 마찬가지로 크룩스관을 이용해 음극선의 성질에 대해 연구하고 있었습니다. 크룩스관에 전기를 흐르게 하고 검은 종이로 덮은 다음, 크룩스관에서 나오는 음극선이 검은 종이를 통과할 수 있는지를 알아보았지요. 그런데 실험을 마친 뢴트겐이 실험실의 모든 전기를 끄고 나가려는 순간 이상한 일이 벌어졌습니다. 크룩스관의 맞은편에 놓아두었던, 형광 물질이 발라진 종이에서 빛이 나고 있었던 것입니다.
정체불명의 광선
이상하게 생각한 뢴트겐은 다시 크룩스관에 전기를 흘려준 다음 형광 물질이 발려져 있는 다른 종이를 갖다 대 보았습니다. 그러자 마찬가지로 종이에 빛이 닿아 흔적이 남아 있었습니다. 몇 번이고 이 현상을 관찰하여 드디어 답을 얻어 냈습니다. 이 광선의 정체를 알기 위해 여러 가지 실험을 하였습니다. 나무판과 헝겊, 유리판, 금속판 등을 차례로 크룩스관 앞에 놓고 전기를 흘려보냈습니다. 마침내 이 광선이 두꺼운 헝겊이나 나무판과 유리판은 통과하지만 금속판은 통과하지 못한다는 것을 알게 되었습니다.
자랑하고 푼 마음에 우연히 발견한 X선
뢴트겐은 재미있는 실험을 생각해 내었습니다. 바로 사진을 찍을 때 사용하는 사진 건판에 이 광선을 통과시켜 보는 것이었습니다. 사진 건판에 빛이 닿으면 하얗게 변하는 것을 아내에게 자랑하고 싶은 마음에 아내의 손을 건판에 올려놓고 광선을 통과시켰습니다. 잠시 후 놀라운 일이 벌어졌습니다. 광선이 닿은 사진 건판이 하얗게 변하면서 그 위에 부인의 손 뼈 모양이 그대로 찍힌 것입니다. 결혼반지도 함께 말입니다. 부인도 깜짝 놀라 소리쳤습니다. 뢴트겐은 아내의 손 뼈 사진을 찍음으로써 자신이 발견한 이 정체 모를 광선에 대해 확신을 가지게 되었습니다. 그래서 이 광선에 대한 본격적인 연구를 시작했고 얼마 후 한 편의 멋진 논문을 완성하였습니다. 하지만 한 가지 고민이 남아 있었습니다. 자신이 발견한 이 광선을 부를 만한 이름이 없었던 것입니다. 지금까지 알려지지도 않았고 아직 정확히 알 수 없었기 때문에 엑스선이라고 부르기로 했습니다. 1895년 12월 자신의 논물을 학회에 발표하고 엑스선을 인정받게 되었습니다.
최초의 노벨 물리학상
엑스선은 세계적으로 유명해져 그의 이름이 독일의 황제에게까지 알려졌습니다. 뢴트겐의 실험을 직접 눈으로 본 황제는 매우 기뻐하며 그에게 훈장을 내렸습니다. 엑스선을 뢴트겐선이라고 불리기도 했습니다. 그러나 뢴트겐은 원래부터 있었던 광선에 자신의 이름을 붙이는 것은 옳지 않다고 생각했습니다. 그 후 수많은 상과 영예를 얻게 되었는데 그중 하나가 과학자로서 가장 명예로운 상인 노벨 물리학상의 첫 번째 수상자로 선정된 것입니다. 노벨 물리학상과 함께 많은 상금도 받았는데 자신의 연구를 지원해 준 대학에 전부 기증하였습니다.
X선의 활용과 보급 그리고 단점
뢴트겐은 엑스선이 늘리 보급되어 많은 사람들에게 도움이 되길 바랬습니다. 그래서 의학 분야에서 널리 사용되기 시작했습니다. 엑스선을 이용해 사람의 몸을 직접 열어 보지 않고도 뼈의 모습이나 몸속에 있는 총알과 파편을 찾을 수 있게 되었습니다. 그리고 과학이 발전하면서 엑스선은 다양한 분야에도 응용되었습니다. 건물의 내부를 확인하는 것에도 이용하게 되었고(비파괴 검사), 항공기 탑승 전에 몸에 금속이 있는지 확인하는 용도로도 사용하게 되었습니다.
그런데 엑스선에도 단점이 있습니다. 사람의 몸이 엑스선에 오랫동안 노출되면 암 등과 같은 질병이 발생할 수 있다는 점이었습니다. 이런 사실이 알려지면서 의료에 사용되는 엑스선의 강도는 점점 제한되기 시작하였습니다. 그리고 여러 각도에서 엑스선 사진을 촬영하고 컴퓨터로 이를 더욱 자세하게 볼 수 있는 의료기나, 엑스선과 다른 원리를 통해 사람의 몸속을 검사하는 의료기도 만들어졌습니다.
댓글