우리가 육안으로는 도저히 볼 수 없는 몸속 뼈의 모습을 또렷이 보여주는 X선 촬영은 이제 더 이상 신기한 일이 아니다. 하지만 100여 년 전 뢴트겐이 이 ‘눈에 보이지 않으면서 여러 물체를 통과해 사진을 찍는 광선’을 처음으로 발견했을 때 최초의 노벨상 수상자가 될 것이라는 것은 당시 모든 과학자들에게 이미 예견됐을 정도였으며 학계뿐 아니라 각국 언론에서도 이 놀라운 발견을 대서특필 했다.
독일 뷔르츠부르크대학의 물리학 교수로 재직하던 빌헬름 뢴트겐은 1895년 두꺼운 검은 종이로 싸여진 음극선관을 뚫고 나오는 정체를 알 수 없는 빛을 발견하고 X선이라 이름 붙였다. 이 X선이 대단한 투과력을 지녔음을 알아내고는 아내의 손에 X선을 투과시켜 찍은 최초의 X선 사진을 뷔르츠부르크 의학물리협회에 보냈다. X선이 세상에 알려지자 의학계에서는 X선을 이용해 환자의 몸속을 들여다보기 시작했으며, 이로 인해 뢴트겐은 1901년 최초로 노벨물리학상을 수상하게 된다.
이 X선도 방사선의 일종으로, 그 성질로는 사진작용, 형광작용, 이온화작용, 회절현상이 있는데 굴절률이 1에 가깝고 투과력이 강하다. 이러한 여러 성질로 인해 X선은 우리 생활에서 다양하게 이용되고 있다. 위에서 설명한 바와 같이 의학적으로는 X선 촬영이 있으며, 비파괴검사(구조물이나 제품을 분해하거나 파괴하지 않고 원형 그대로 보수하거나 품질을 관리할 수 있는 검사방법), 고고학에서의 연대측정 방법(반감기를 이용해 주로 방사성 탄소 동위원소의 현재 농도 측정으로 시간이 얼마나 지났는지를 계산하는 방법) 등이 있다.
최근 암의 조기 발견에 큰 역할을 하고 있는 양전자단층촬영(PET: Positron Emission Tomography)도 방사능을 이용한 것이다. 반감기(원래의 양이 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간)가 20분인 방사성 동위원소를 피 속에 주사하면 이 동위원소가 피와 함께 온몸을 돌다가 암세포가 있는 곳에 머물게 된다. 이렇게 머물러 있는 방사성 동위원소를 3차원 스캐너로 5㎜ 간격으로 살펴보면 어디에 암세포가 있는지를 확인할 수 있다.
미국에서 우리나라 수학능력시험에 해당하는 SAT시험을 보기 전과 후, 공부 잘하는 여학생과 남학생, 보통 정도의 여학생과 남학생을 대상으로 PET를 찍어 뇌의 변화를 살펴보니 남학생의 경우는 공부 잘하는 학생의 뇌가 훨씬 더 활성화되어 뇌세포가 활발히 움직이나, 여학생의 경우는 양쪽 모두 별 변화가 없었다고 한다. 이 결과는 여학생이 남학생보다 더 이성적이라는 사실을 보여주는 것이다.
이처럼 암의 조기 진단에 활용되는 PET는 뇌 연구뿐만 아니라 심리학에서도 활용되고 있다는 것을 알 수 있다.