21, 빌헤름 콘라드 뢴트겐 이야기(2/4)

21, 빌헤름 콘라드 뢴트겐 이야기(2/4)

==x선을 발견하여 물리학, 의학, 산업계에 크게 공헌했다.==

 

 

2, X선의 발견

 

 

 

당시 하인리히 헤르츠（Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894, 독일의 물리학자)와 필리프 레나르트(독일어 : Philipp Eduard Anton von Lenard, 1862–1947, 헝가리 출신 독일의 물리학자) 등은 진공 방전과 음극선에 대한 연구를 진행하고 있었다. 음극선은 전자의 흐름이지만, 금속을 투과할 수 있었기 때문에 당시의 물리학에서는 입자의 흐름이 아니라 전자파의 일종으로 생각되었다. 뢴트겐도 이러한 현상에 관심을 가지고 레나르트에게 의뢰하여 확실하게 작동하는 레나르트관을 양도받았다. 그러나 X선의 발견에 관한 논문에서 이에 대한 감사의 언급이 없었기 때문에, 레나르트의 격렬한 분노를 사게 되었다.

 

레나르트관은 관 전체가 약한 빛을 띠기 때문에, 음극선을 더 잘 볼 수 있도록 알루미늄 창 이외의 부분을 검은 종이로 덮었다. 또한, 렌트겐은 알루미늄 창이 없지만 유사한 구조를 가진 크룩스관에서도 음극선과 같은 것이 나올 수 있다고 생각했다. 크룩스관에서는 음극과 양극 모두에 백금이 사용되었고, 여기에 약 20kV 정도의 전압을 표를 더하므로 음극에서 방출된 전자가 양극의 핵외 전자를 밀어내면서 천이가 발생해, 백금의 특성 X선이 발생했다는 것이 나중에 밝혀졌다. 렌트겐은 음극선이 발생한다면 크룩스관보다는 약해야 할 것이라고 생각했고, 이를 더 잘 보이게 하기 위해 마찬가지로 전체를 검은 종이로 덮었다. 또한, 검출을 위해 형광지(시안화 백금 바륨 종이)를 준비했다.

 

1895년 11월 8일, 뷔르츠부르크 대학에서 크룩스관을 사용해 음극선 연구를 하던 뢴트겐은 책상 위의 형광지에 어두운 선이 나타난 것을 발견했다. 이 발광은 빛이 비칠 때 일어나는 현상이었지만, 크룩스관은 검은 종이로 덮여 있었고, 알려진 빛은 차단되어 있었다. 상황을 고려하여 뢴트겐은 외부가 아닌 장치에서 이러한 현상이 발생했다고 판단했고, 관에서 2미터 떨어진 곳에서도 발광이 일어나는 것을 확인했다. 이를 통해 눈에 보이지 않지만 빛과 같은 무언가가 장치에서 방출되고 있음을 발견한 것이다. 나중에 이 발견 당시 무슨 생각을 했는지 질문을 받은 뢴트겐은 <아무 생각도 하지 않았습니다. 그냥 실험을 했을 뿐입니다.>라고 대답했다. 실험을 통해 다음과 같은 성질들이 밝혀졌다.

 

1,000페이지 이상의 두꺼운 책이나 유리를 통과하고, 얇은 금속박을 투과하며, 그 두께는 금속의 종류에 따라 달라진다. 납으로는 차단된다. 형광 물질을 발광시킨다. 열 작용을 나타내지 않는다. 또한, 형광판 대신 사진 건판을 사용하여 검출함으로써 선명한 촬영이 가능해졌다.

빛과 같은 것은 전자파이며, 이 전자파가 음극선처럼 자기의 영향을 받아도 휘어지지 않는다는 점에서, 뢴트겐은 방사선의 존재를 확신하고 수학에서 미지수를 나타내는 <X>라는 문자를 사용하여 임시로 X선이라고 명명했다. 7주간 밤낮으로 이어진 실험 끝에, 같은 해 12월 28일에는 <Über eine neue Art von Strahlen（『신종 방사선에 관하여』)>라는 논문을 뷔르츠부르크 물리의학회 회장에게 보냈다. 또한, 다음 해인 1896년 1월에는, 아내의 약지에 반지를 끼운 상태에서 촬영한 것과 금속 케이스에 들어 있는 나침반 등 몇 장의 X선 사진을 논문에 첨부하여 저명한 물리학자들에게 보냈다.