EM WAVE **더 가까워진 친절한 전자기기, '전자기파 걱정'은? **전기, 전자기파, 전파, 전자파... > IInformation technology 정보기술

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Electromagnetic radiation

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전자기파
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어떤 물리량이 주기적으로 변화하면서 그 변화가 공간을 따라 퍼져 나가는 것. 매질 자체가 퍼져 나가는 것이 아니라 매질의 성질이 퍼져나가는 것임. 어느 물리학 개론서에 나온 '파동'의 정의다. 그런데 특이한 파동이 있다. 매질 없이 퍼져나가는 파동. 전기장의 변화가 자기장을 만들고, 자기장의 변화가 전기장을 만들어 퍼져 나간다. 현대인은 이 파동을 너무나 사랑해 잠시라도 떨어지게 되면 불편과 불안을 느낀다. 빙고! 바로 '전자기파'다. 사람은 이 파동의 아주 좁은 영역만을 빛으로 감지한다. 더욱이 감지하지 못하는 영역까지 적극적으로 사용해 전에는 누리지 못했던 편리한 생활을 한다. 하지만 누리는 혜택만큼 전자기파라는 신종 공해를 걱정할 때가 온 듯하다. 
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전자기파는 파장이 짧은 영역부터 감마(r)선, X선, ( ), 가시광선, 적외선, ( ), 라디오파 등으로 구분된다. 우리가 흔히 볼 수 있는 전자기파는 가시광선이다.

34 03. 전자기파의 종류 및 활용 전자기파의 종류 전자기파는 ...
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연재] 더 가까워진 친절한 전자기기, '전자기파 걱정'은?
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인쇄과학수다팀 2011. 06. 27
아줌마들의 과학 수다
서른여섯 번째 이야기- 전자기파
/수다꾼:  박문영, 신지원, 이인숙, 최동수 (정리: 박문영)

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» 휴대전화의 전자파가 생물에 끼치는 영향을 측정하기 위해 생명공학기업 연구소의 연구원이 실험용 쥐를 이용해 실험하고 있다. 한겨레 자료사진
 

전기, 전자기파, 전파, 전자파...구분해 보자고요


SO_MY문영:    깔끔하고 세련된 현대 문명을 가능하게 하는 에너지, 우리가 주로 쓰는 에너지가 바로 전기잖아요. 그 전기를 전자기파, 그러니까 특정 에너지의 파동으로 생각해 보신 적이 있나요? 그렇게 생각해 보면 우리 눈에 익은 전선들은 전자기파를 이끄는 하나의 수단이고, 도선의 전류나 전압은 그 공간에 전달되는 전자기파의 에너지를 표현하는 하나의 표시방법이 돼요.

인숙:    전기, 전자기파, 전파, 전자파... 우리가 흔히 아무 생각 없이 뒤섞어 쓰는  말들이에요. 한 번 정리해 봐도 좋을 것 같네요. 흔히 우리가 쓰는 전기라는 말은 음의 전하를 가진 전자가 이동하면서 만들어 내는 전류를 말해요. 전류가 일을 할 수 있는 전기에너지가 되니까요. 전류는 전위차가 있어야 흐를 수 있어요. 전원에 의해 끊임없이 전하가 보충된다면 전위차가 유지될 테니 세기가 일정한 전류가 계속 흐를 수 있겠지요. 전기는 마찰에 의한 정전기 현상에서 유래한 말이라고 해요. 그리스인들이 호박(electron)이라는 물질을 모피로 문질러 깃털이 달라붙는 현상에서 발견한 것이 전기(electricity)이고요.

 

동수:    전자기파는 주기적으로 세기가 변하는 전기장과 자기장이 쌍을 이루어 공간 속으로 퍼져나가는 것을 말해요. 매질이 있어야 진행하는 음파나 수면파, 지진파 등과는 달리 매질이 없어도 전달이 가능해요. 파동은 매질이 있어야 전달 가능하다는 선입견 때문에 '에테르'라는 가상 매질이 있을 거라고 생각했고 과학자들은 에테르의 정체를 찾기 위한 연구를 했어요. 결국 에테르는 없다는 것이 밝혀졌지만 에테르를 찾으려던 연구들 덕분에 광학, 전자기학이 발전했으니 그 노력들이 허망하다고 볼 수는 없겠지요. 전자기파는 파장이 짧은 것부터 우주선, 감마선, 엑스선, 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로파, 라이오파로 분류하는 것이 일반적이에요. 전자기파를 전자파라고도 부르기도 하지요. 요즘 무선 통신 분야에서 많이 활용하고 있는 파장이 1mm 이상인 전파는 라디오파를 두고 하는 말이에요.

 

지원:    흔히 유해성 논란이 되고 있는 전자기파는 전하가 급속히 진동하거나 전류가 변화할 때 주위의 전자기장을 변화시키면서 방출된다고 할 수 있어요. 한 번 발생한 전자기파는 직진, 반사, 굴절, 회절, 산란하면서 공간을 통해 전파되어 가다가 주변 물체나 대기에 흡수되면서 다른 에너지로 변해요. 그 에너지가 보통은 열이에요. 그러니까 전자파의 피해란 전자기기로 인해 발생하는 전자기파가 피부로 흡수될 경우, 피부나 주위 조직에서 열이 발생하면서 생기는 피해를 뜻하는 게  대부분이에요. 물론 열로 인한 게 아닌 피해도 있을 수 있지만 아직 입증할 수 있는 연구결과가 나온 상태는 아니라고 알고 있어요.


전자기파, 정말로 유해한가요?


SO_LIS인숙:    전자기파는 보통 미터(m)로 나타내는 파의 길이인 '파장'으로 나타내거나, 헤르츠(Hz)로 표현하는 1초 동안 진동한 파의 수인 '주파수'로 구분해요. 그런데 이 파장과 주파수에 따라 인체에 끼치는 영향이 달라져요. 파장이 짧고 주파수가 큰 감마선과 엑스선은 강한 에너지로 사람의 피부와 신체를 구성하는 물질을 강하게 진동하거나 파괴할 수 있는 위력을 가지고 있는 것으로 알려져 있어요. 자외선도 실생활에서 살균을 목적으로 사용하니 세포 파괴력이 있다는 것을 알 수 있고요. 요즘처럼 햇빛이 강한 날에는 피부암을 일으키는 자외선을 차단하기 위해 자외선 차단제를 바르는 일은 필수죠. 그런데 전기제품에 의한 전자기파의 유해성에 대해서는 생각보다 연구가 많이 진행되어 있지 않은 것 같아요. 세계보건기구는 1996년이 되어서야 0 ~300GHz('기가'라고 읽는 G는 10의9승을 뜻한다) 정도의 전자기파 노출에 대해 건강영향평가와 환경영향평가 연구를 시작했거든요.


문영:    얼마 전 라디오를 듣다가 세계보건기구 산하 국제암연구소에서 휴대폰 사용 때 방출되는 전자기파를 '발암 가능성 물질 II B'로 분류했다는 소식을 들었어요. 한 동안은 발암 가능성이 있네, 없네, 정보가 불충분하네 하면서 정말 모호하게 발표하다가 이번에 커피에 함유된 카페인산이나 가솔린엔진의 배기가스와 같은 등급으로 발표한 거예요. 더욱이 어린이와 청소년한테는 사용 자제를 권고했다기에 바로 아들아이에게 문자를 보냈지요. 되도록 사용하지 말고, 사용하더라도 직접 귀에 대지 말라고요. 휴대폰 사용을 자제하라고 휴대폰으로 연락하다니 그 상황이 참 우습기도 했어요. 아이가 휴대폰을 덜 쓰게 하려면 저부터 휴대폰으로 연락하는 일을 자제해야 하는데 휴대폰의 편리함에 이미 익숙한 상황에서 참 쉽지 않은 일이다 싶어요.

 

지원:    전자기에 대한 과민성을 가진 사람들이 생활하는 모습을 텔레비전에서 본 적이 있어요. 프랑스의 어느 숲 속에 모여 살고 있었는데, 입구에는 방문자도 전자기기를 절대 휴대하지 말라는 경고 문구가 쓰여 있었어요. 그곳 사람들은 꼭 필요한 일이 아니면 마을로 내려가지 않는대요. 마을에는 송전선, 가전기기, 산업용 전기 장비, 통신용 전기장비들이 전자기파를 마구 쏟아놓고 있을 테니까 말이죠. 필요한 물건이 있어서 사는 지역을 벗어나야 할 때엔 은박지를 온 몸에 두른 것 같은 옷으로 머리에서 발끝까지 감싸더라고요. 금속이 전자기파를 반사해 주니까요. 얼마나 번거롭고 힘든 생활일지 짐작도 안 되더라고요. 아무리 인구 백만 명 당 수 명이 이런 증상을 지닌다지만 그들에게 그렇게 치명적이면 적어도 지금 당장 내게는 그렇게 치명적이지 않더라도 그 피해가 걱정되기는 하더라고요. 그저 견뎌주는 내 몸에 감사할 뿐이죠. 정말 ‘전파공해’, ‘전파오염’이란 말이 실감이 나더군요.

 

동수:    이번 핸드폰의 발암 가능성에 관한 발표에 대해 말들이 많더라고요. 커피와 같은 등급의 발암위험이니 크게 걱정할 일은 아니라고 말씀하시는 분도 계시고, 핸드폰이 일반적으로 사용된 것이 20년이 조금 넘었으니 연구 결과를 함부로 속단할 수 없다는 분도 계시고요. 속이 쓰려도 커피를 마셔야 정신이 좀 드는 것 같고, 핸드폰은 선택이 아닌 필수가 되어 있는 현대인들에겐 그저 감당해야 하는 위험요소가 하나 더 추가된 정도로 느낄지도 모르겠어요. 이자 부담으로 생활이 빡빡해질 것을 알면서도 어쩔 수 없이 대출을 받아야 하는 사람의 마음이랑 비슷하다고 해야 되나?

 

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» 전자기기 사용이 늘면서 전자기기에서 나오는 각가지 전자파가 인체에 끼치는 영향에 대한 관심도 높아지고 있다. 한겨레 자료사진
 

전자기파의 인체 영향 연구들 훑어보면
 

SO_JW지원:    세계보건기구에서 진행하고 있는 연구들 말이에요. 연구기간은 길다고 말할 수 없지만 눈여겨보아야 할 것들이 좀 있더라고요. 일단 전자파와 인체 영향에 대한 평가는 극저주파수 대역과 무선주파수 대역에 대한 전자파 평가에 치우쳐져 있어요. 극저주파수 대역은 50에서 60Hz에 해당하는 송전선 주파수에요. 그 대역에 대해 이미 2001년 6월에 발암성이 있을지 모르는 'II B' 물질로 분류했어요. 발암성이 있을지 모른다는 말은 역학 연구에서는 발암에 대해 제한적인 증거가 존재하지만 실험동물에 대한 발암 연구에서는 증거가 불충분하다는 의미래요. 그런데 발암성에 대해서도 소아백혈병에 관해서 뿐이고 소아와 성인의 다른 암에 대해서는 과학적인 정보가 불충분하다는 결론을 내렸어요.

 

문영:    그 연구 저도 본 적 있었어요. 시드니 북부의 텔레비전 송신탑 근처에 사는 소아를 대상으로 한 백혈병 역학연구 맞죠? 1972년부터 1993년까지 환자를 대상으로 했는데 송신탑 가까운 곳에 사는 환자 29명과 먼 지역에 사는 환자 94명을 대상으로 했고 5년 간 생존할 확률이 송신탑 가까운 곳에 사는 환자의 경우 55%였고, 먼 지역 환자는 71%였어요. 10년 간 생존할 확률은 가까운 곳에 사는 환자의 경우 33%였고, 먼 지역 환자는 62%였고요. 저는 송전선 근처에서 나오는 전자파는 발암성이 있다는 결과보다 이런 자료를 그대로 보여주는 것이 더 신뢰성이 있지 않나 생각해요. 개인에 따라 큰 위험으로 해석할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으니까요. 커피와 같은 등급의 위험이야 라고 말하는 것보다는 더 나을 것 같은데.

 

인숙:    전파(라디오파)에 대한 연구는 많이 하고 있는 것으로 알고 있어요. 전파는 초당 3조 번을 진동하는 주파수 3000GHz 이하의 전자기파를 말하는 데 우리 주변에 생각보다 많은 물건들이 전파를 방출하고 있더라고요. 컴퓨터 모니터나 영상표시장치는 3-30kHz, 온열 치료장치가 보통 3-30MHz, 전자레인지가 0.3-3GHz, 레이더나 인공위성, 무선통신장비의 경우 3-30GHz, 태양 역시 3-300GHz의 전파를 방출해요. 요즘 관심을 많이 받고 있는 휴대폰이 사용하는 주파수는 1.8GHz에요. 전파에 의해 생기는 전자기장은 전자기파의 영역 가운데 상대적으로 긴 파장을 가지는 부분이라 물질을 파괴하기보다는 물질의 원자나 분자를 진동시키는 것으로 에너지를 전달하지요.

 

동수:    70%가 물인 인체는 물 분자를 진동시켜 체온을 올리는 1-3GHz의 주파수에 민감하게 반응한다고 해요. 사람이 이 파를 많이 받게 되면 부분적으로 체온이 올라간대요. 물론 혈액 순환을 통해 정상체온이 유지되니까 큰 걱정을 할 필요는 없지만요. 그래도 혈관이 적은 눈의 수정체나 망막, 고환의 경우는 이 파장대의 전파를 장시간 쬐면 백내장에 걸리거나 기능이 떨어질 수 있어서 주의해야한다고 하네요.

 

 



세심한 인체보호 기준 마련돼야 걱정 줄죠


인숙:    그래서 전자기파의 인체보호 기준이 필요한 거네요. 우리나라 전파법 47조와 47조의 2를 보면 인체에 위해를 주거나 물건에 손상을 주지 않도록 안전시설의 설치와 인체보호 기준을 명시하도록 되어 있어요. 2010년 법 개정을 거쳐 2011년 1월24일부터 시행된 전파법에 따라 방송통신위원회는 무선설비 등에서 발생하는 전자파가 인체에 끼치는 영향을 고려해 전자파 인체보호 기준, 전자파 강도 측정기준, 전자파 흡수율 측정기준 및 측정대상 기자재와 측정방법 등을 정하고 전파에 의한 인체의 피해를 줄이려 노력하고 있지요. 또 시설자에게는 전자파 세기를 보고할 의무를 주어 전파에 의한 피해를 관리하고 있다고도 볼 수 있어요. 하지만 앞으로 현대 문명 생활이 필요로 하는 전파의 사용은 더욱 많아질 텐데, 편리함과 경제적 이득이 앞서 그에 관한 유해성이나 효율적인 관리에 대한 연구는 아직 미미한 수준이라고 생각해요.

 

지원:    휴대전화에서 나오는 전자파 강도는 어떻게 사용하느냐에 따라 아주 심하게 바뀐다고 해요. 휴대폰을 손에 들고 있느냐, 주머니에 넣었느냐, 얼굴에 붙여서 사용하느냐, 10 센티미터 정도 떨어져서 사용하느냐에 따라서도 심하게 달라지고, 통화중이냐, 노래를 듣느냐에 따라서도 달라지고요. 그래서 전자기파에 대한 인체보호 기준을 가진 대부분의 국가들과 세계보건기구는 전자기장의 세기보다는 전자파 흡수율(SAR)로 기준을 삼아요. 전자파 흡수율은 단위질량의 생체조직이 흡수하는 전자파 에너지 흡수율(W/Kg)을 뜻하는 것이고요. 휴대전화는 일반인과 직업인이 동일한 기준의 적용을 받는대요. 우리나라 이동통신 서비스는 최대출력 0.3W 정도로 염려할 정도는 아니라고 하는데, 받아들이는 사람의 입장에 따라 다르겠죠. 생산자, 정책입안자, 소비자가 다를 테고, 건강한 사람이냐 환자냐. 어른이냐 아이냐에 따라서도 다를 테고요.

 

문영:    파동으로 표현할 수 있는 에너지 영역 중에 사람은 어떻게 소리와 가시광선 영역만 인식할까 궁금해한 적이 있어요. 사실은 소리와 가시광선은 인식하면서 그 중간의 주파수에 해당하는 전파는 왜 인식할 수 없을까 궁금했던 거예요. 어떤 책을 보니, 진화 과정으로 설명해 놓았더라고요. 우리 조상이 오랫동안 바다 속에서 생활했기 때문이래요. 전파는 바닷물 속에서 쉽게 감쇠해 먼 거리까지 전달될 수 없지만 빛은 전파에 비해 바다 속을 제법 잘 통과한다는 거였어요. 어떤 사람들은 유해할지 모르는 전자기파에 대해 아무 걱정할 필요가 없다고도 말하더라고요. 지구 자체가 하나의 자기장이고 우리 인체 또한 약한 전류작용의 지배를 받는다는 논리로요. 하지만 진화과정동안 이렇게 많은 전자기파에 노출된 적이 있었나 생각해 보면 그렇지는 않잖아요. 그러니 전자기파의 유해 가능성을 사소한 문제로 간과하지 않았으면 좋겠어요.

 

SO_DS동수:    우주 대폭발(빅뱅)의 흔적도 7.35 cm의 파장을 가진 전파로 남아 있어요. 전파는 빛이 매우 희미한 우주의 구석구석에 대해 알게 해줘요. 보이지 않는 블랙홀을 찾아낼 때도 전파망원경이 신호를 잡아 관측해요. 한국천문연구원에서는 전파망원경을 이용해 백조자리 블랙홀의 광 폭발을 관측했다는 소식도 들은 적이 있네요. 우주를 연구하는 것 뿐 아니라 생활 속에서도 전파를 이용해 원하는 소리며 영상을 전할 수 있어요. 텔레비전을 보고 라디오를 듣고 휴대폰으로 전화통화를 하고…. 자연스럽게 그 혜택을 충분히 누리고 있으면서도 생각해 보면 참 신기해요. 하지만 어린이의 전자파 흡수율이 성인에 비해 1.5배에 이른다는 기사를 접하면 가슴이 철렁해요. 사탕의 단 맛에 푹 빠져 이가 썩는 것을 모르는 것은 아닌지 걱정이 되기도 하네요.

 

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» 　유럽우주국(ESA)이 지난해 7월 우주배경복사 관측위성인 플랑크망원경이 360도 회전하며 관측한 전자기파 신호를 이미지로 재구성해 공개한 영상. 우주배경복사는 137억년 전 우주 대폭발(빅뱅) 이후에 점차 식어 우주 전체에 미약하게 남아 있는 전자기파로서, 흔히 ‘빅뱅의 흔적’이라고 일컬어진다. 영상에는 우주에 펴져 있는 물질 온도와 밀도의 차이들이 표현돼 있다. 제공/ 유럽우주국(ESA)
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