어린이과학동아&수학동아 기사

(출처: 네이버 포스트 '아이디어 래빗')

 안녕하세요, 김창우 기자입니다.

  4000년 전, 고대 이집트에서 시작된 유래 깊은 전통의 학문 연금술! 현대 사회에 와서, 많은 사람들은 연금술을 단지 허황된 꿈으로 여기고 있는데요, 실제로 연금술로 다른 원소를 금으로 바꾸는 것이 가능할까요? 지금부터 저와 함께 알아보도록 합시다.

  1. 연금술은 무엇이야?

  사람마다 연금술의 정의에 대해서는 차이가 있는데, 보통 대부분의 사람들은 연금술을 '다른 물질로 금을 만드는 학문' 이렇게 정의합니다. 좀 더 정확히 말하자면, 표준국어대사전에 실려있는 연금술의 정의는 '구리ㆍ납ㆍ주석 따위의 비금속으로 금ㆍ은 따위의 귀금속을 제조하는 학문' 이라고 적혀 있습니다. 해석하자면 '평범한 금속으로 귀금속을 제조하는 학문' 이렇게 되겠네요.

  2. 그럼 연금술사들은 어떻게 금을 만들려고 했어?

  연금술사들이 금을 만들려고 하던 원소는 납(82번, Pb)이나 구리(29번, Cu) 였습니다. 물론 이 두가지 원소 모두 금을 만드는 데는 실패했긴 하지만요. 연금술사들이 납과 구리가 금이 될 수 있다고 생각했던 이유는 바로 아리스토텔레스의 사원소설이었습니다.

(출처: 에듀넷)

아리스토텔레스는 물질이 서로 다른 성질을 나타내는 것은 물질을 구성하는 네 가지 원소의 구성 비율이 다르기 때문에라고 생각했습니다. 이 네 가지 원소는 불, 흙, 물, 공기이죠. 아리스토텔레스의 생각은 금, 구리, 납과 모든 다른 물질들도 불, 흙, 물, 공기 네 가지 원소들이 적정한 비율로 섞인 것이기 때문에, 구리, 납 등등의 물질들도 잘 변형하기만 하면 금을 만들 수 있다는 것이었죠. 아리스토텔레스의 생각은 훗날 연금술사들이 연금술에 깊게 빠지게 하는 이유 중 하나가 되었답니다.

  3. 그럼 왜 연금술이 실패한 거야?

  현대의 원소설에 따르면, 물질을 이루고 있는 118가지의 원소들은 각기 다른 특성을 지니고 있기 때문에 쉽게 변형할 수 없습니다. 그래서 충분한 장비를 가지고 있지 않았던 연금술사들의 도전은 실패한 것이었죠. 성공했다고 한 보고도 몇 개 있었지만, 대부분은 납에 금과 비슷한 황동이나 금을 도금한 것이었습니다. 실제로 성공했던 사례는 없었습니다.

  4. 그래서 지금은 금으로 바꾸는 것이 가능해?

  충분한 과학 기술이 축적된 지금, 실제로 다른 금속으로 금을 만드는 게 가능해졌습니다. 입자가속기로 두 가벼운 원소를 충돌시키면 금이 만들어질 수 있다는 것이죠. 예시를 들면, 이론적으로 원자번호 29번 구리와 원자번호 50번 주석의 원자핵을 매우 빠른 속도로 충돌시키면 매우 희박하게 원자번호 79번 금 원자핵이 만들어집니다. 물론 이 방법은 입자가속기가 필요하고, 그걸 돌릴 엄청난 양의 전력도 필요해서 매우 비효율적이죠. 실제로 1980년에 글렌 시보그라는 미국의 화학자가 원자번호 83번 비스무트에서 4개의 양성자를 떼어내면서 금을 만드는 데 성공했지만, 당시 극소량의 금을 만들기 위해서 들어간 비용은 무려 6만 달러 정도였습니다. 실제로 당시 글렌 시보그가 인터뷰에서 "이 방법으로 1온스의 금을 만들려면 아마 1000조 달러 정도 소요될 것이다"라고 말했는데. 당시 금 1온스의 시세는 560달러였습니다. 얼마나 비효율적인지 상상이 가시죠.

글렌 시보그의 모습입니다. (출처: 전북대학교 사범대학 부속 고등학교)

  5. 그래서 결론은 뭐야?

  옛날의 연금술사들의 금을 만들기 위한 도전은 결국 실패로 끝났지만, 과학 기술이 발전한 지금은 금을 다른 원소로부터 만들 수 있습니다. 다만 돈이 너무 많이 들어서 비효율적일 뿐입니다.

이상 제 글을 읽어주셔서 감사합니다.

가시기 전에 잘 읽으셨다면 추천과 댓글 한 번씩 부탁드립니다^^

(이 기사의 일부분은 나무위키, 위키백과, 한겨레 뉴스 등을 참고하였습니다)