Radioactivity: Expect the unexpected - Steve Weatherall

방사능: 예상치 못할 일을 예상하세요. - 스티브 웨더롤(Steve Weatherall)

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

번역: K Bang 검토: Woo Hwang

It is only in the last 100 or so years that human kind has understood

화학 원소의 핵이 항상 고정되어 있지는 않다는 사실을

that the nucleus of the chemical elements is not always fixed.

알게 된 것은 겨우 백여년 정도이죠.

It can change spontaneously from one element to another.

원소는 한 원소에서 다른 원소로 자연스럽게 변환할 수 있습니다.

The name for this process is radioactivity.

이런 과정을 방사성 붕괴라고 하죠.

You probably already know something about the nucleus:

아마 여러분들은 이미 원자핵이란 것에 대해서 많이 알고 계실거에요.

it's much tinier than the atom,

원자핵은 원자보다 훨씬 작아요.

it's made of particles called protons and neutrons,

원자핵은 양성자와 중성자라는 입자로 되어 있는데

there are electrons orbiting around it.

그 주위를 전자가 궤도를 따라 돌고 있죠.

And though the atoms can share or swap electrons when they bond together,

원자는 서로 결합해 있을 때, 전자를 공유하거나 뒤바꿀 수 있지만

the nuclei themselves never change.

핵 자체는 절대로 변하지 않아요.

Right?

그런가요?

Well, no.

음, 아니죠.

Certain nuclei are not stable in that way.

어떤 핵은 그렇게 안정적이지 않거든요

This means they may change suddenly,

이것이 뜻하는 바는 원자핵이 순간적으로 변화할 수 있다는 것이에요.

spontaneously.

아주 자연스럽게 바뀝니다.

The radioactive nucleus flings out a small particle

방사성 핵은 작은 입자를 방출하면서

and transforms into another element, just like that.

다른 원소로 변환하죠, 저렇게 말이에요.

For example,

예를 들어,

the carbon nucleus can eject a fast-moving electron

탄소의 핵은 빠르게 움직이는 전자를 내놓으면서

and turn into a nitrogen nucleus.

나트륨 핵으로 바뀝니다.

There are two different particles that can be emitted from radioactive nuclei,

방사성 핵으로부터 방출될 수 있는 입자에는 두 가지가 있어요.

but never together.

하지만 그 두개가 동시에 방출되는 일은 없어요.

The very fast electron is known as a beta particle.

매우 빠른 전자는 베타 입자라고 부릅니다.

If you know a little bit about electrons, you may be thinking,

전자기학을 조금 아신다면, 여러분은 이렇게 생각하겠죠.

"What was the electron doing in the nucleus in the first place?"

"그런데 도대체 전자가 원자핵에서 뭘하고 있는걸까?"

The answer is there is a neutron in nucleus

그 답은 원자핵에 있는 중성자가

spontaneously changed into a proton,

양성자로 바뀌어 존재하는 겁니다.

which stayed behind,

중성자는 뒤에 남는데

and the electron flew out as a beta particle.

전자는 베타 입자가 되어 날아가는 거죠.

This is not what chemistry has taught us to expect.

이런 현상은 우리가 화학에서 배우는 것과는 다르죠.

The nucleus is supposed to be stable.

원자핵은 안정적이라고 했거든요.

Neutrons don't change into protons.

중성자는 양성자로 바뀌지 않구요.

Except, sometimes they do!

예외적으로, 그렇게 되기도 합니다.

The other particle it emits spontaneously

불안정한 원자핵에서 방출되는 또 다른 입자는

from an unstable nucleus is alpha.

알파 입자라고 합니다.

An alpha particle is 8,000 times more massive than beta,

알파 입자는 베타 입자보다 8천 배나 더 무거워요.

and it's a bit slower.

그리고 약간 느리기도 하죠.

Alpha is made from two protons and two neutrons.

알파 입자는 두개의 양자와 두개의 중성자를 가지고 있어요.

If we trap all those alpha particles together,

그 알파 입자들을 모두 붙잡아 두면

we get helium gas.

헬륨 가스가 됩니다.

Alpha is a helium nucleus.

알파 입자는 헬륨의 원자핵이에요.

Like the beta particle, you would not have expected

베타 입자와 마찬가지로, 우리의 예상으로는

a heavier nucleus to throw out helium.

더 무거운 원자핵이 헬륨을 방출 하리라고 생각하지 못했죠.

But again, it happens,

그런데, 그런 일이 일어납니다.

and the nucleus becomes a new element.

그리고 그 원자핵은 새로운 원소가 됩니다.

So, is radioactivity useful or just dangerous?

그러면 방사성 붕괴는 유용할까요? 아니면 위험할까요?

Wherever you are sitting,

우리가 어디에 있건

it is quite likely that there is a device nearby

우리 주변에는 알파 입자를 만들어 낼

which contains a source of alpha particles:

물질이 들어 있는 기기가 있을 겁니다:

a smoke detector.

화재 감지기 같은거죠.

The source is radioactive Americium.

알파 입자의 재료가 되는 것은 방사성 아메리슘이에요.

You are totally safe from these alpha particles,

이런 알파 입자들은 완전히 안전합니다.

which cannot travel more than a few centimeters in air.

이런 것들은 공기 중에서 몇 센티미터 이상을 가지 못하거든요.

Beta particles penetrate much farther

베타 입자는 알파보다

through materials than alpha can.

물질을 통과하는 능력이 탁월합니다.

Radioactive atoms are used in medicine as traces,

방사성 원소는 의료기기에서 자취를 찾는데 사용합니다.

to show where chemicals travel in the patient.

환자의 몸 속에서 이동하는 화학 물질을 볼 수 있게 해주죠.

Beta particles are emitted and have enough energy

방출된 베타 입자는 신체에서 튀어나와

to emerge from the body and be detected.

감지할 수 있을 정도의 에너지를 가지고 있어요.

There is a third type of nuclear radiation:

세 번째 종류의 방사성 원자핵이 있습니다:

gamma, which is not a particle at all.

감마파 인데요. 이건 전혀 입자가 아닙니다.

It is an electromagnetic wave,

이것은 전자기파에요.

like microwaves, or light,

전자레인지의 파(波)나 빛 같은 것이죠.

but it is actually 1,000 times more energentic than visible light.

그런데 이것은 가시 광선보다도 1천배나 더 많은 에너지를 가지고 있어요.

Gamma rays may pass right through your body.

감마파는 여러분의 몸을 통과할 수도 있습니다.

Gamma is used to zap the bacteria in fruit to increase its shelf life,

감마파는 과일을 오래 보존하기 위해 박테리아를 괴사시키는데 사용합니다.

or in radiotherapy to kill cancer cells.

혹은 암 세포를 박멸하는 방사선 치료에도 쓰이죠.

Radioactive substances get hot,

방사성 물질은 뜨거워지기 때문에

and this heat can be used to generate power.

이 열을 이용하여 전기를 생산하기도 합니다.

This heat has been brought to you since space probes,

이런 열은 우주 탐사를 시작한 이래 여러분들에게도 전단되었구요,

and, in the past, in pacemakers for hearts.

과거에는 심장의 제세기로 사용되기도 했어요,

The more abruptly nuclear radiation is slowed down,

원자 방사의 속도가 빠르게 줄어들수록

the more damage it does to the atoms it hits.

방사능이 원자를 때리는 힘은 더 커지게 됩니다.

This is called ionization.

이런 것을 전리(이온화) 현상이라고 하죠.

Alpha causes the most ionization as it crashes into other atoms

알파 입자는 다른 원자에 부딪칠 때, 가장 많은 전리 현상을 일으킵니다.

and gamma the least.

감마선이 가장 적게 일으키구요.

In humans, the most serious effect of radiation

인간에게 가장 심각한 방사능 효과는

is the damage that it can cause to our DNA.

그것이 우리의 DNA에 손상을 입힐 수 있다는 점입니다.

Although alpha cannot penetrate your skin,

알파 입자가 피부를 통과할 수는 없지만

if you inhale or injest a radioactive nucleus,

방사능 원자를 들여마시게 되면

the health consequences can be severe.

건강에 미치는 결과는 치명적일 수 있습니다.

Radioactivity is both useful and deadly,

방사능은 유용하기도 하고 동시에 생명에 위협이 되기도 합니다.

but it is all around us as a background to the natural world.

하지만 그건 우리 주변 자연의 세계 어디엔가 항상 있는 물질입니다.