눈에 보이지도 않고, 만져지지도 않고, 들리지도 않고, 냄새도 나지 않는 마술 같은 전자파가 물질에 닿으면 과연 어떤 영향을 받을까?

 

전자파란 전자를 이동시키는 힘이므로 전자파 세기에 따라 그 영향을 생각해볼 수 있다. 자유전자가 많은 도체에서는 전류가 발생하게 되고, 절연체의 경우에는 전기장 세기에 따라 그 영향이 달라지는데, 전기장이 없을 때는 전자 양자가 원자나 분자 구조 내에서 자유롭게 균형을 이루고 있다가, 그 세기가 커지면 전자와 양자가 전기장의 방향에 따라 떨어지면서 거리를 유지하게 되고, 그 구조가 캐패시터와 같은 역할을 하게 되어 전기장을 저장하게 되는 현상이 나타난다. 그 세기가 점점 커지면 더욱 거리를 두고 나뉘어져서 전자와 양자간의 거리가 멀어지게 되어 결국에는 전자와 양자가 떨어지는 이온화 현상이 발생하게 된다.

 

이렇게 전자 양자가 떨어지게 되면 절연 파괴, 또는 유전체 붕괴라는 현상이 나타나고 더 이상 절연 성질을 가지지 못하게 되어 결과적으로 그 물질은 프라즈마라는 물질로 변하게 된다. 이러한 전자파가 전자·전파회로에 인가되면 반도체 등과 같은 민감한 소자들에 영향을 미치게 되므로 전자파 세기가 커지면서 반도체 등에 오작동을 일으키게 되고, 그 세기가 더 커지면 무용지물이 되며, 반도체와 같은 소자가 파괴되는 현상이 나타난다.

 

약 20여 년 전에 스웨덴에서 전자파로 자동차를 고장나게 할 수 있는가에 대한 실험을 하였다. 10kW의 전자파로는 15m쯤 떨어져 있던 자동차에 엔진 고장을 일으켰고, 10MW로는 500m쯤 떨어져 있던 자동차를, 10GW의 전자파로는 15km쯤 떨어져 있던 자동차를 각각 고장나게 했었다.

 

2차 세계대전시 적군의 비행기를 격추시켰던 고사포는 요즈음 찾아 볼 수가 없고, 대신 미사일이 그 역할을 한다. 앞으로는 전자파 미사일이 비행기 내의 컴퓨터 반도체 소자들을 무력화시켜 적의 비행기를 격추시킬 뿐만 아니라 일정한 지역 내의 모든 컴퓨터, 전자, 전파 장비들을 무력화시켜서 그 동네의 신경망과 행정 등을 마비시킬 수 있는 전자파 폭탄으로도 이용될 것이다. 실제로 이라크 전에서 전자파 폭탄이 사용된 사례가 있다. 레이저 빔은 구름 등을 통과하지 못하는 단점이 있지만 전자파 미사일은 구름, 연기 등을 통과하는 장점을 가진다. 현재 미국에서는 전자파 총을 개발하고 있는데 이것은 초고주파로 사람의 청각 기능을 마비시켜 테러범 등을 체포하기 위한 것이다. 전자파를 무기로 이용하려는 시도는 예전부터 있어왔던 일이다.

 

전자파가 인체에 닿으면 어떤 현상이 일어날까? 이 현상을 이해하려면 먼저 전자파가 인체에 어떤 작용을 하는가를 과학적으로 파악하여야 한다. 전자파가 광자(Photon)로 이루어져 있다는 양자이론에 의하면 전자파 에너지는 다음과 같은 간단한 식으로 나타낼 수 있다. 전자파 에너지 = 프랑크상수·주파수. 즉, 주파수가 높을수록 에너지는 커진다는 것이다.

 

높은 주파수의 자외선과 그 이상의 주파수대, X-Ray, β-Ray, γ-Ray등의 전자파는 에너지가 커서 바로 인체 조직의 세포를 파괴시킨다.

 

이러한 높은 주파수대의 전자파가 물질에 닿으면 물질의 원자 레벨에서 핵과 그 주위 전자를 분리시키게 되는데 이것을 이온화 방사(Ionizing Radiation)라고 부른다. 다시 말해서 핵과 전자가 분리된다는 것, 즉 이온화 방사란 생명체가 죽는다는 것을 의미한다. 그래서 병원에서 X-Ray 촬영장소 근처에는 일반인의 접근을 막고 있다. 전자파의 주파수가 낮아지면 에너지도 적어지게 된다.

 

우리가 많이 이용하는 초고주파 이하(300GHz 이하)의 주파수의 전자파는 세포를 파괴할 만큼의 에너지를 가지고 있지 못하여 비전리 방사(Nonionizing Radiation)라고 부른다. 레이더 주파수, 위성통신 주파수, 휴대폰 주파수, 방송 주파수의 전자파 등이 이러한 범주에 속한다.
 

그러면 비전리 방사의 전자파는 인체에 대해 어떠한 영향을 미칠까? 기본적으로 열작용과 비열작용으로 구분된다. 열작용이란 전자렌지의 기능을 보면 알 수 있듯이 첫째로 수분이 있는 물체에 전자파를 쏘이면 열이 나는 현상과 둘째로 물질의 전기적인 저항 성분에 의한 에너지 흡수로 열이 발생되는 현상으로 설명될 수 있다.

 

우리 인체는 눈과 고환을 제외한 모든 조직에서 열을 조절하는 자체 기능을 가지고 있다. 자체 열조절 기능이란 우리 인체가 운동을 했을 때나 더운 환경 하에서 열이 나면 37도를 유지시키기 위해서 땀을 배출시키거나 혈액을 순환시키는 기능을 말한다. 그렇지만 눈과 고환은 혈관이 없어 혈액순환으로 열을 조절하는 기능과 땀을 흘려 열을 조절하는 기능이 없어 전자파에 과다 노출되면 백내장의 위험이 따를 수 있다. 눈과 고환의 경우에도 정부가 규정한 전자파 노출 기준보다 낮은 전자파 레벨에서는 아무런 영향이 없다. 전자파 세기가 과도하게 강한 경우에 문제가 될 수 있지만 이러한 조건이 되는 경우는 거의 대부분 없다고 볼 수 있다. 두 번째로 전자파의 인체에 대한 작용으로 비열작용이 있는데, 이에 대하여는 주로 청각 기능 저하와 칼슘이 뇌 세포막을 통과하여 빠지는 현상 외에는 아직 잘 알려져 있지 않다.

 

비열작용의 경우도 전자파의 세기가 기준치를 넘어 과다하게 노출될 때에 적용되는 이야기다. 전자파가 인체에 미치는 또 다른 변수로는 주파수와 편파(전기장 세기의 방향), 파형, 주위 환경구조 등이 있다. 이러한 변수들이 우리 신체에 국부적으로 작용하는가? 전신에 작용하는가도 생각하여야 할 문제이다. 예를 들어 전기장의 방향(편파)이 우리들이 서 있는 방향과 같고, 인체의 키를 120cm에서 185cm로 볼 때, 약 80MHz와 120MHz 사이의 주파수대의 전자파가 인체와 공진현상을 일으켜서 인체로 흡수되는데, 다른 주파수대의 전자파보다는 이 주파수대의 전자파가 전신으로 흡수가 잘 된다. 그리고 전자파가 주위 반사체에 의해 최대가 되는 위치에 인체가 겹쳐질 때 받는 영향 등도 고려하여야 할 변수이다.

 

전자파 유해성 논란을 다룬 기사 114건을 대상으로 기사 성향과 상관관계를 살펴본 결과 56.1%가 부정적인 기사로, 14.9%가 긍정적인 기사로 그리고 29%가 중립적인 기사로 분석됐다. 더구나 국민들은 전자파가 심각한 질병을 가져오는 요인으로 전자파의 유해성에 대해 생각하고 있는 것으로 나타났다.

 

대다수의 국민들이 전자파에 대해 이러한 생각을 가지게 된 배경에는 언론 보도의 영향도 있지만, 전자파의 성질 자체가 우리의 오감으로 느낄 수 가 없고, 개인들이 전자파를 피할 수 있거나 전자파의 발생량을 조절할 수 없어서 더욱 무지한 상황에 놓이게 되므로 막연한 불안감을 가지게 되기 때문으로 생각된다. 더구나 우리 주위에 출판된 책자들의 제목을 보면 전자파는 더욱 무섭게 다가온다. “전자파의 공포”, “당신을 위협하는 전자파”, “전자파는 위험하지 않은가”, “전자파 공해”, “치명적인 전자파 장해”. 이러한 책 제목에서 보듯이 전자파가 과연 우리의 공포나 공해의 대상일까?

 

전자파가 공포의 대상인지 공해 요인인지를 규명하기 위해 전자파와 우리 건강과의 관계를 조사하는 생물학적인 영향을 파악하는 작업이 중요하다. 그 동안 수많은 전자파와 생체관계 규명 연구가 세계 각국에서 수행되었다.

 

지난 30여 년 동안 전자파와 인체영향관련 연구 논문 25,000편이 쏟아져 나왔다. 그래서 WHO(세계보건기구)에서는 기존의 연구된 논문들을 토대로, 기준치 이하의 낮은 전자파에 노출될 때, 건강에 유해하다는 어떤 과학적 근거도 찾을 수 없다는 결론을 내렸다.

철저한 전파 관리만이 전자파 논쟁을 불식시켜

결과적으로 인과관계를 재현해야 하는 과학적 요건을 만족시키지 못하였던 것이다. 생체의 다양한 변수와 전자파의 다양한 변수의 관계가 전자파의 생체 영향 파악에 어려움을 주었던 것이다. 생체는 매일 몇 십만 개의 세포가 자동적으로 죽고 생성되고 하는 데, 여기에 전자파가 세포를 죽인다는 것과 같은 생체 관계 연구는 사실상 수행하기가 어려운 작업이었다. 더구나 인간이 직접 실험 대상이 될 수 없기 때문에 동물실험을 했는데, 동물실험 결과를 인간에 직접 적용시키는 것 또한 어려운 작업이었다.

더욱 어렵게 한 것은 대부분의 선진국에서는 인체에 영향을 미치지 않는 전자파 노출량을 표준으로 정하고 있는데, 지금까지 연구된 모든 전자파와 생체 관계 실험들이 표준이 되는 전자파의 세기보다 강한 전자파로 실험한 결과들이기 때문에 전자파로 인한 영향에 대해 결론을 내리기 어렵다고 한다.

우리는 전자파가 개인통신, 위성통신, 인터넷 통신, 비행체 착륙 유도, 항법, 군사용 비밀통신, TV 및 라디오 방송, 레이더, 병원에서의 MRI 진단 및 온열치료, 가전제품, RFID, 목재 건조, 식품 생산, 섬유생산, 폐타이어 재생 등에 다양하게 이용되는 전파 시대에 살고 있어 전기를 이용하지 않았던 삼국시대 사람들보다 훨씬 많이 전자파에 노출되는 생활을 하고 있다.

 
앞으로 유비쿼터스 시대에 돌입하면 전자파의 이용은 더욱 다양해지고 많아질 것이다. 전자파인 햇빛은 우리에게 여러 가지로 유익한 존재이지만 과다 노출될 때에 일사병 또는 피부암에 걸리는 부작용을 일으킨다, 적절한 양의 햇빛은 우리가 생활하는 데 좋은 환경과 조건을 준다. 아무리 좋은 약도 과용하면 독이 되고 적절한 양을 사용할 때라야 약이 되는 법이다. 아무리 좋은 음식도 과식하면 탈이 나고 소식하면 장수한다.

세상의 이치가 다 이러하다. 전파 또한 독도 되고 약도 되는 녀석이다. 좋은 약을 만들고, 처방을 잘하고, 정량을 복용하여야 건강한 몸을 유지하듯이, 전파를 잘 발생시키고, 적절히 처리하고, 잘 이용한다면 인체에 해롭지 않으면서도 우리 생활은 더욱 편리하게 되고, 전파기술도 발달하여, 경쟁력 있는 국가를 만들 수 있지 않을까?