Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 방사능 피폭량의 단위는 어떤게 있나요?
안녕하세요. 방사능 피폭량을 측정하는 단위는 여러 가지가 있으나, 인체와 관련된 단위로 생각해보자면 흡수선량과 각 장기별 방사성 감수성의 정도를 고려한 유효선량을 말할 수 있습니다. 그레이(Gray, Gy)는 방사선이 물질에 전달하는 에너지의 양을 측정하는 단위로, 1 Gy는 1kg의 물질에 1J의 에너지가 흡수되었을 때를 의미합니다. Gy는 주로 방사선 치료에서 쓰이는 단위로, 실제 에너지 흡수량을 나타냅니다. 시버트(Sievert, Sv)는 방사선 피폭에 따른 생물학적 영향을 고려하여 조정된 단위입니다. Sv는 방사선의 종류와 조직의 감수성을 고려하여 Gy의 값을 조정한 것으로, 실제로 인체에 미치는 피해를 보다 정확히 반영합니다. 이 단위는 방사선 보호학에서 널리 사용되며, 일반적으로 인체에 미치는 영향을 측정할 때 사용됩니다. 방사선의 피폭은 일정량 이하의 피폭에서는 유전적인 또는 장기적인 피해를 일으키지만, 일정한 량 이상을 피폭받았을때 즉각적인 건강의 이상을 일으킵니다. 이를 역치라고 부릅니다. 수치적으로 표현을 해보자면 : 0.5 Sv 이하의 피폭은 일반적으로 눈에띄는 즉각적인 건강 문제는 없으나 장기적인 영향은 연구가 계속되고 있습니다. 연구가 계속된다고 표현하는 이유는 인체에 피폭이 일어난 양상이 일본 원자폭탄 2회와 체르노빌 피폭 이후의 추적 연구를 통해 새로운 양상들이 발견되기 때문입니다. 0.05 Sv ~ 0.5 Sv는 가벼운 방사선병 증상이 나타날 수 있습니다. 장기적으로 암 발생 확률이 증가할 수 있습니다. 0.5 Sv ~ 1 Sv는 방사선병 초기 증상이 나타납니다. 혈구 수 감소 등의 혈액학적 변화가 일어날 수 있습니다. 5 Sv 이상의 피폭에선 즉각적인 의학적 개입 없이는 생명을 유지하기 어렵고, 매우 높은 사망률을 보입니다.
Q. 얼음이 미끄러운 것을 설명할 수 있는 가설들은 무엇이 있나요?
안녕하세요. 얼음이 미끄러운 이유에 대해 과학자들은 여러 가설을 제시하고 있습니다. 가장 대표적인 것이 압력 융해 가설(Pressure Melting Hypothesis)입니다. 이 가설은 얼음이 미끄러운 이유를 설명하는 가장 전통적인ㅇ ㅣ론 중 하나입니다. 압력 융해 가설에 따르면, 얼음 위에 무게가 가해지면 압력이 증가하여 얼음이 일시적으로 녹아 물로 변합니다(ex : 스케이트). 이 물은 얼음과 물체 사이에서 윤활 역할을 하여 미끄러운 표면을 만듭니다. 그러나 이 이론은 낮은 온도에서도 얼음이 미끄러운 것을 완전히 설명하지 못한다는 제한점이 있습니다. 다른 가설로는 표면 융해 가설(Surface Melting Hypothesis)가 있습니다. 이 가설은 얼음 표면에 항상 얇은 물층이 존재한다고 주장합니다. 얼음의 온도가 녹는점에 가깝거나, 심지어 녹는점 이하의 온도에서도 얼음 표면의 분자들은 충분한 에너지를 갖고 있어 일부가 녹을 수 있다는 것입니다. 이 물층은 매우 얇지만 충분히 미끄럽기 때문에 물체가 얼음 위를 쉽게 움직일 수 있게 합니다. 추가로, 마찰열 가설(Frictional Heating Hypothesis)가 있습니다. 이 가설은 얼음 위를 움직일 때 발생하는 마찰이 얼음을 부분적으로 녹여서 미끄럽게 만든다고 설명합니다. 즉, 물체와 얼음 사이의 마찰로 인해 발생하는 열이 얼음의 일부를 녹이고, 이로 인해 생성된 물이 미끄러운 층을 형성한다는 것 입니다. 이러한 가설들은 각각 일부 증거와 실험 결과를 바탕으로 제시되었으나, 얼음이 미끄러운 정확한 이유는 아직도 활발히 연구 중인 주제입니다.
Q. 우주에서는 소리가 전달이 되는지 궁금 합니다.
안녕하세요. 우주와 같은 진공 상태에서는 소리가 전달되지 않습니다. 소리는 진동하는 파동의 형태로, 이 파동은 공기나 물, 고체와 같은 매질을 통해 전달됩니다. 이 매질의 분자들이 서로 충돌하며 진동을 전달하는 과정을 통해 소리가 나아가는 것입니다. 진공 상태에서는 매질이 존재하지 않기 때문에, 분자들이 서로 충돌하며 진동을 전달할 수 있는 방법이 없습니다. 따라서, 우주와 같이 공기가 없는 환경에서는 소리가 전파될 수 없으며, 어떤 소리도 발생하지 않습니다. 이러한 이유로 우주 공간에서는 소리가 존재하지 않으며, 우주 비행사들은 무선 통신 장비를 사용하여 의사소통을 합니다.
Q. 뇌파와 전파의 차이 최대한많이 뭐가 다른가요?
안녕하세요. 반복되는 뇌파와 전파의 설명에서 다소 중복된 설명이 있음을 미리 양해를 구하고 답변드릴께요. 질문자님의 이야기처럼, 뇌파와 전파의 차이점은 단순히 세기와 주파수의 차이를 넘어 다양한 측면에서 설명이 가능합니다. 먼저, 뇌파는 뇌의 뉴런들 사이에서 일어나는 전기적 활동에 의해 생성됩니다. 이 활동은 뉴런들이 정보를 주고받을 때 발생하는 이온의 흐름으로 인해 생기는 전위 변화에 의해 일어납니다. 반면, 전파는 전자기파로서 전자와 같은 충전된 입자들이 가속될 때 발생하며 주로 안테나와 같은 장치를 통해 방출됩니다. 또, 뇌파는 뇌 내부의 생리적 변화나 외부 환경에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있습니다. 스트레스, 피로, 신체적 건강 상태 등이 뇌파에 영향을 줄 수 있습니다. 반면, 전파는 상대적으로 안정적인 통신 수단으로서, 설계된 파라미터 내에서 일정한 성능을 유지합니다. 뇌파는 언급했듯이, 매우 약하고 그만큼 전파 거리가 짧습니다. 실제로 뇌파는 두피의 표면에 위치한 센서를 통해서만 감지할 수 있습니다. 전파는 훨씬 강력하며, 지구상의 거리뿐만 아니라 우주 공간을 통해서도 전파될 수 있습니다.
Q. 뇌파와전파의 물리적성질차이? 발생원리의 어떤점이 달라서 상호작용을 못하나요?
안녕하세요. 뇌파와 전파에 대해 궁금함을 많이 갖고 계신것 같아요. 자세히 설명을 나름 드리고 있는데, 궁금증 해소에 도움이 되길 바랍니다. 물리적 성질의 차이를 살펴보면, 뇌파는 뇌 신경세포들 간의 전기적 활동에서 발생하는 전자기 신호입니다. 이 신호는 주로 전위 변화에 의해 발생하며, 주파수 범위가 매우 낮습니다(0.5Hz에서 100Hz). 반면 전파는 전자기파의 한 형태로, 전자와 같은 충전된 입자들이 가속될 때 발생합니다. 전파의 주파수 범위는 광대하며, 일반적으로 수백 kHz에서 수십 GHz이상에 이르기도 합니다. 발생 원리의 차이에 대해서는, 뇌파는 뇌의 뉴런과 같은 뇌의 신경세포들이 화학적 물질(신경전달물질)을 이용해 서로 소통하면서 생기는 전기적 활동으로 생성됩니다. 이 전기적 활동은 뉴런의 세포막을 통해 일어나는 이온의 흐름에 의해 발생합니다. 반면, 전파는 안테나와 같은 물리적 장치에서 전자가 가속되어 발생하는 전자기파 입니다. 이때 전자의 가속은 전자기장을 변화시키며, 이 변화가 전파를 형성합니다. 이러한 차이 때문에 뇌파와 전파는 서로 다른 메커니즘을 통해 생성되며, 이는 두 신호가 서로 상호 작용하지 않는 이유 중 하나입니다. 반복되는 설명이지만, 뇌파는 아주 약한 신호이며 그 전파 거리도 매우 짧기 때문에 전파와는 달리 멀리 전송되지 않습니다. 따라서 뇌파는 정보 전송보다는 뇌 내에서의 정보 처리와 소통에 중점을 두는 반면, 전파는 원거리 통신에 주로 사용됩니다.