출출할 땐, 주기율표

먹고사는 일에 닿아 있는 금속 열전

곽재식 지음

초사흘달 2024년 12월 06일 출간 국내도서 : 2024년 12월 06일 출간

작품소개

책소개

《출출할 땐, 주기율표》는 곽재식 작가가 3년 만에 내놓는 두 번째 주기율표 이야기다. 전작 《휴가 갈 땐, 주기율표》에 원자 번호 1번부터 20번까지 스무 가지 원소를 소개한 데 이어 《출출할 땐, 주기율표》에는 원자 번호 21번부터 40번까지 스무 가지 원소 이야기를 담았다. 그런데 많은 사람에게 1번부터 20번까지의 원소는 학창시절에 학교에서 외우라고 해서 이름이라도 친숙한 편이지만, 21번부터는 살펴볼 기회조차 많지 않았던 탓에 이름마저 낯선 것들이 대부분이다. 그래서 저자는 생소한 원소들을 조금이라도 가깝게 느낄 수 있도록 모든 원소를 우리가 먹는 음식과 관계 지어 이야기를 풀어 간다.

‘먹고사는 일에 닿아 있는 금속 열전’이라는 부제에서 짐작할 수 있듯, 이번에 다룬 원소 가운데는 금속이 많다. 금속이라고 하면 언뜻 날카롭고 딱딱한 쇠붙이가 떠오르는데, 그런 금속이 우리가 먹는 음식과 무슨 상관이 있을까? 철분을 많이 먹으라고 하는 의사를 볼 수 있고, 아연이 든 영양제가 시중에 팔리는 것처럼, 알고 보면 어떤 금속 원소들은 정말로 음식의 중요한 성분이다. 그래서 저자는 그것을 왜 먹는지, 먹으면 몸속에서 무슨 일이 일어나는지 긴 이야기를 들려주기도 한다. 그런가 하면 음식을 만들 때 사용하는 도구나 장비에 꼭 필요한 원소들도 있고, 가끔은 특정 원소 때문에 어떤 음식이 피해를 보는 일도 있었던 만큼 그런 이야기들도 모아 담았다. 공학박사이자 소설가인 저자는 과학 지식뿐 아니라 역사, 시사, 경제, 대중문화까지 종횡무진 누비며 원소 이야기를 맛깔나게 풀어 놓는다. 그 이야기를 따라가다 보면 갖가지 원소들이 그야말로 다양한 형태로 우리가 먹고사는 일에 닿아 있음을 알게 된다.

목차

시작하며

21 스칸듐: 야구장 간식을 고르며
22 타이타늄: 외계인 초코볼을 집어 들며
23 바나듐: 생수 맛을 음미하며
24 크로뮴: 쌀밥을 한술 뜨며
25 망가니즈: 깻잎나물을 무치며
26 철: 도다리쑥국을 기다리며
27 코발트: 김밥을 말며
28 니켈: 초콜릿을 조심하길
29 구리: 꽃게를 손질하며
30 아연: 굴전을 부치며
31 갈륨: 쌈 채소를 씻으며
32 저마늄: 도라지무침을 먹으며
33 비소: 곶감 사건을 생각하며
34 셀레늄: 조기를 구우며
35 브로민: 어묵탕을 끓이며
36 크립톤: 포장마차 앞에 서서
37 루비듐: 곰취나물과 밥을 비비며
38 스트론튬: 솜사탕을 건네주며
39 이트륨: 양배추를 썰며
40 지르코늄: 과자 봉지를 뜯으며

참고 문헌

책 속으로

매연 속에서 이산화황을 계속 빼낸다고 생각해 보자. 그러면 버릴 곳도 마땅치 않은 오염 물질이 점점 쌓이게 된다. 이 많은 이산화황을 어쩌면 좋을까? 이럴 때, 모아 놓은 이산화황에 오산화바나듐을 넣어 화학반응을 일으키면 황산을 만들 수 있다. 그렇게 만든 황산 또는 이산화황 계통의 성분을 빼내고 남은 물질은 그 물질이 필요한 곳에 돈을 받고 팔 수 있다. 다시 말해, 공기 오염을 막기 위해 억지로 제거해야 했던 골칫거리이자 비용일 뿐이었던 이산화황을 오산화바나듐을 이용해 가치 있는 제품으로 바꾸어 수익을 낼 수 있다는 이야기다.
나는 환경 오염을 막기 위해 지구를 사랑하는 마음이나 착한 일을 해야 한다는 의무감을 강조하는 것 못지않게 환경 보호를 위한 조치가 이득으로 연결되는 길을 찾는 것도 대단히 중요하다고 생각한다. 오산화바나듐을 사용하는 기술처럼 환경 보호 활동을 이득과 연결해 놓으면 그때부터는 정부에서 강제로 시키고 단속하지 않아도 사람들이 이익을 얻기 위해 스스로 나서서 그 일을 하게 될 것이다. 이렇게 환경을 보호하면서 이익도 얻는 것을 나는 “꿩 먹고 알 먹고 방법”이라고 부르는데, 바나듐은 바 로 꿩 먹고 알 먹고 방법 중에서도 대표로 내세울 만한 중요한 역할을 하고 있다. 우리가 산성비의 공포에서 벗어나게 된 데도 바나듐의 역할이 작지 않았다. - 〈23 바나듐: 생수 맛을 음미하며〉 중에서

태양이 뜨겁게 빛나는 것도 태양 속에서 핵융합 현상이 일어나서 수소라는 원소가 헬륨으로 바뀌는 일이 벌어지기 때문이다. 핵융합 과정에서 열이 발생하면 그만큼 주변이 더 뜨거워진다. 주변의 압력도 더 높아진다. 그래서 한 번 핵융합이 일어나면 그 열 때문에 주변에서 또 핵융합이 이루어진다. 주변에서 핵융합이 이루어지면 거기에서 또 그만큼 열이 발생할 것이다. 그러면 그 때문에 다시 그 주위에서 핵융합이 이루어진다. 이렇게 해서 핵융합은 한 번 일어나면 계속해서 이어질 수 있다. 별 속에서는 이런 일이 수 억 년, 수십억 년 동안 이어진다. 그러면서 한 원소가 다른 원소와 합쳐지면서 새로운 원소들이 계속 만들어진다.
그런데 여기에 단 한 가지 이상한 걸림돌 같은 현상이 있다. 그게 바로 철이다. 원소들이 뭉쳐서 새로운 원소들이 생겨나다가 철이 만들어지면, 그때부터는 사정이 달라진다. 철은 거기에 무슨 다른 원소를 억지로 갖다 붙여 핵융합을 일으키려 해도, 다른 원소들의 핵융합이 일어날 때만큼 열을 내뿜지 않는다. 도리어 주변을 더 차갑게 식힌다. 따라서 일단 철이 생겨나면, 핵융합으로 발생한 열이 연달아 핵융합을 일으키는 현상이 더는 이어지지 않는다. 다시 말해 철은 별이 핵융합으로 빛을 내면서 여러 원소를 만드는 과정에서 마지막으로 만들어지며 열의 연결 고리를 끊는 물질이다. 별의 잿더미가 철이라고 말할 수도 있다. - 〈26 철: 도다리쑥국을 기다리며〉 중에서

그렇다고 사람 몸속에서 구리가 아무 쓸모 없는 것은 아니다. 극히 적은 양이지만 인체에서 구리를 유용하게 사용하는 몇몇 효소들이 있다. 그러므로 구리 성분이 든 음식을 전혀 먹지 않으면 분명히 몸에 무슨 탈이 날 것이 고, 그 정도로 구리가 아주 부족한 상황이라면 구리를 보충해 주어야 할 수도 있다. 그렇지만 보통은 여러 음식에 들어 있는 아주 약간의 구리만으로도 사람 몸에 필요한 정도는 얼마든지 흡수할 수 있다. 간장게장처럼 구리가 많이 든 편에 속하는 해산물을 어느 정도 먹으면 몸에 필요한 양을 더 쉽게 채울 수도 있다.
하지만 구리 공장에서 나온 폐수 같은 것을 벌컥벌컥 마시거나 하면 몸에 구리가 지나치게 많이 쌓여서 오히려 병이 든다. 특히 간에 구리 성분이 많이 쌓이면 제 역할을 못 하게 돼서 몸 곳곳이 병드는 사례도 알려져 있다. 한국인에게 가끔 나타나는 사례로는 윌슨병이 있다. 희소병이기는 하지만 간에 나타나는 질환 중에서는 다른 나라 사람들보다 한국인에게 사례가 많은 편이어서, 한국인 수만 명당 한 사람 정도는 이 병이 있다고 한다. 윌슨병은 유전성 질병으로, 타고난 체질이 구리를 제대로 처리하지 못해서 생긴다. 사람이 음식물 등으로 구리를 먹었을 때, 몸에서 필요한 만큼은 사용하고 나머지는 노폐물로 배출하는데, 체질 이상으로 구리가 몸의 엉뚱한 곳에 조금씩 쌓이다 보면 윌슨병이 된다. - 〈29 구리: 꽃게를 손질하며〉 중에서

브로마이드의 진짜 뜻은 무엇일까? 원래 브로마이드는 브로민을 이용해 만든 화학물질이라는 뜻의 영어 단어다. 대체로 브로민을 이용해 산화 반응이라는 화학반응을 일으켜서 만든 물질에 이런 이름을 자주 붙인다. 예를 들어 하이드로젠 브로마이드라고 하면 수소와 브로민을 이용해 만든 산성 물질을 말한다. 여기까지 알고 나면 무엇인가 이상하다는 생각이 들 것이다. 브로마이드를 준다고 하는 잡지를 샀을 때 브로민으로 만든 화학물질이 담긴 약병을 주는 것은 아니지 않은가? 왜 이런 말을 커다란 연예인 사진이라는 뜻으로 쓰게 된 걸까?
그 까닭은 브로민이 화학반응을 잘 일으키는 성질을 이용해 빛에 잘 반응하는 물질을 만들어서 사진을 만드는 데 활용했기 때문이다. 특히 은과 브로민을 이용해 만든 실버브로마이드, 즉 브로민화은은 과거에 사진을 만들 때 굉장히 널리 사용하던 물질이다.
지금은 대부분 반도체를 이용하는 스마트폰 카메라, 디지털카메라로 사진을 찍어서 곧바로 화면으로 볼 수 있다. 하지만 과거에는 사진 촬영용 필름에 사진이 담기게 하고, 그 필름에 담긴 사진을 다시 종이에 나타내는 인화라는 과정을 거쳐야만 사진을 볼 수 있었다. 이때 여러 가지 화학반응이 제대로 이루어져야만 깨끗하고 보기 좋은 사진이 나왔다.
그러다 보니 사진을 만드는 사람 중에 몇몇이 고급 사진을 만들 때 성능 좋은 특별한 브로마이드 물질을 사용했다는 사실을 자랑하게 되었다. 그러다가 나중에는 그냥 브로마이드라는 말 자체가 그런 좋은 물질을 사용해 만든 고급 사진이라는 뜻으로 얼렁뚱땅 변해 버린 것이다. - 〈35 브로민: 어묵탕을 끓이며〉 중에서

온도가 1,200℃에 가까워지자 지르코늄이 물과 반응해 수소를 만들어 내는 엉뚱한 성질을 드러내기 시작했다. 지금은 물에서 수소를 뽑아내는 반응을 전혀 할 필요가 없는 상황인데, 높은 온도라는 조건이 갖춰지자 지르코늄은 아무도 바라지 않는 수소 생성 반응을 시작한 것이다. 원자로 안에 있던 물과 수증기는 지르코늄 때문에 산소와 수소로 분해되기 시작했다. 연료가 필요한 상황에서는 수소야말로 지구를 구할 깨끗한 물질이지만, 그런 것이 전혀 필요 없는 원자로 내부에서 수소가 풀풀 피어오르면 이것은 골칫거리만 된다. 심지어 지르코늄은 물에서 수소를 뽑아내면서 열도 내뿜기 때문에, 원자로 안의 온도는 더욱더 올라갔다.
평상시 안전을 위한 방어 판 같은 용도로 넣어 두었던 지르코늄이 이런 비상 상황에서 오히려 수소라는 불쏘시개를 잔뜩 만들어 낸 셈이다. 수소가 좋은 연료라는 말은 기본적으로 불이 잘 붙는 물질이라는 뜻이다. 결국, 수소는 불이 붙어 폭발을 일으켰다. 원자력발전소의 장비들이 박살 났고 걷잡을 수 없이 모든 것이 망가지기 시작했다. 얼마 후 원자로 안에 있던 방사성 물질들이 주변으로 튀어나오게 되었다. 후쿠시마 원자력발전소 주변에서는 일반인이 살 수 없게 되었고, 어마어마한 양의 물에 방사성 물질이 섞여 오염수가 산더미처럼 쌓이게 되었다.
후쿠시마 사고 이후, 한국을 비롯한 세계 여러 나라의 원자력 기술을 연구하는 과학자들은 만약의 경우 원자로 안에서 이렇게 수소가 생기기 시작하면 어떻게 해야 할지를 전보다 더 치밀하게 연구하게 되었다. 맹물로 가는 자동차, 청정에너지 수소, 신비의 촉매 기술은 이렇게 무서운 사고와도 멀지 않은 곳에 있다. 과학의 원리는 사람이 어떻게 이용하는가에 따라 달라지는, 선과 악의 양쪽에 동시에 걸쳐 있는 것이 많다. - 〈40 지르코늄: 과자 봉지를 뜯으며〉 중에서

출판사 서평

주기율표의 구석구석을 짚어 가다 보면
갖가지 원소들이 그야말로 다양한 형태로
우리의 생활과 문화에 닿아 있음을 알게 된다.

비행기 만드는 금속 타이타늄이 알록달록 초코볼에 들어 있다고?
녹슬지 않는 스테인리스강 숟가락은 크로뮴이 녹슨 거라고?
아이언맨이 더 강해지는 데 필요한 건 어쩌면 망가니즈?
어느 날 밤 문득 울적한 마음에 잠기는 게 아연 때문이라면?
성종 임금이 폐비 윤씨를 내친 이유가 정말로 비소 때문이었을까?
셀레늄이 든 건강보조식품을 먹으면 노화를 늦출 수 있을까?

과학, 역사, 시사, 경제, 대중문화까지 아우른 갖은 재료와
스무 가지 원소를 맛깔나게 버무려 담아낸 지식 한상차림!

야구장에서 먹을 간식을 고르다가 원자 번호 21번 스칸듐이라는 원소를 떠올린다. 야구장을 환하게 밝히는 조명을 만드는 데 스칸듐이 사용된다고 한다. 또 연습용 야구방망이 중에는 스칸듐을 이용해 만든 금속제 방망이도 있다고 한다. 그런가 하면 한국에서 야구방망이 만드는 데 사용하는 스칸듐으로 구소련에서는 전투기를 만들었다고 한다. 물론 현대 기술로 개발된 신형 전투기와 비교하면 소련 전투기는 성능이 떨어진다. 그런데 바로 그 스칸듐 합금 전투기가 세월을 뛰어넘고 성능을 초월하여 놀라운 성과를 보여 주며 세계를 떠들썩하게 만든 적이 있다. 바로 러시아-우크라이나 전쟁에 등장한 ‘키이우의 유령’ 이야기다. 우크라이나의 수도 키이우 상공에 러시아 공군의 전투기들이 떼로 몰려온 전쟁 발발 직후, 우크라이나군의 MiG-29 전투기 한 대가 뛰어난 조종 실력으로 러시아 공군의 첨단 전투기 사이를 묘기 부리듯 움직이며 싸움을 벌인다. 너무나 불리한 상황에서 그 전투기 한 대가 러시아 전투기 여섯 대를 격추했다는 놀라운 기록이 언급되기 시작하고, 누구인지 알 수 없는 그 조종사를 가리키는 별명, 키이우의 유령이라는 말이 생겼다. 키이우의 유령이 누구인지 정확하게 밝혀진 바는 없지만, 그 이야기는 우크라이나 국민과 전 세계 사람들에게 우크라이나가 쉽게 무너지지 않는다는 생각을 심어 주는 데 군사력이나 경제력 못지않게 큰 몫을 했다.

이렇듯 야구장 간식을 고르며 가볍게 시작한 이야기는 스칸듐이라는 낯선 원소 이름을 불러내고, 여러 가지 금속을 섞어 만드는 합금이라는 재료에 관해 알려 주며, 러시아-우크라이나 전쟁을 이야기하다가 주기율표의 발전사를 논하는 데까지 이어진다. 책장을 넘길 때마다 원소에 관련된 이야기가 꼬리에 꼬리를 물고 자연스럽게 이어지는데, 그 속에는 과학 지식뿐 아니라 역사, 시사, 경제, 대중문화와 우리네 인생살이까지 세상만사 온갖 이야기가 다 녹아 있다. 바로 이것이 과학 지식으로 무장한 이야기꾼 곽재식 작가만의 스타일이다. 없던 호기심도 생기게 만들고, 생긴 호기심은 쉽고 재밌게 풀어 주는 곽재식 작가의 특기가 이 책 《출출할 땐, 주기율표》에 유감없이 발휘되었다. 스칸듐, 바나듐, 스트론튬, 이트륨, 지르코늄 등 평소에 이름을 들어볼 기회조차 많지 않은 생소한 원소들을 독자들이 조금이라도 가깝게 느낄 수 있도록, 저자는 모든 원소를 우리가 먹는 음식과 관계 지어 이야기를 풀어 간다. 그래서일까, 책을 읽다 보면 마치 스무 가지 원소와 갖은 재료로 맛깔나게 차린 큰상을 대접받은 기분이 든다.


작디작은 원자들이 펼쳐 보이는
넓고도 다채로운 세상 속으로

“주기율표의 구석구석을 짚어 가다 보면 인생을 사는 중에 내 곁에 없었다는 이유로 모르고 지나간 이야기에 눈길을 돌릴 기회가 열린다. 내가 아는 뻔한 세상, 내 주변 사람들과 비교하고 경쟁하며 마음 졸이는 좁은 세상을 벗어나면, 그 바깥에 얼마나 다른 세상이 펼쳐져 있는지 더 넓게 볼 수도 있을 것이다.” - ‘시작하며’ 중에서

이 책에는 대다수 학교에서 ‘여기까지만 외우면 된다’고 하는 수소부터 칼슘까지의 원소들이 아닌, 그다음의 낯선 원소 스칸듐에서 지르코늄까지 스무 개의 원소가 차례대로 등장한다. 그래서 이름부터 생소한 원소들에 관한 이야기가 많으면서도 철이나 구리같이 일상생활에서 굉장히 쉽게 볼 수 있는 익숙한 원소들의 이야기도 같이 담겼다. 저자는 그 원소들이 각기 어떤 원소이고, 어디에 쓰이고, 왜 그런 이름을 갖게 되었는지 차근차근 짚어 본다. 이렇게 원소에 대해 살펴보다 보면 세상의 여러 가지 물질에 관해 이야기하면서 그 물질들을 이용해서 우리가 어떻게 살아가고 있는지도 다채롭게 이야기해 볼 수 있다. 그런 만큼 익숙하지 않은 원소, 들어 본 적 없는 원소에 관하여 살펴보는 일은 평소에 접할 일이 없던 사람들의 사연, 관심 없던 분야의 이야기들을 알아볼 기회가 된다. 스칸듐이 그저 낯선 원소 이름으로 머무는 것이 아니라, 세상에는 스칸듐을 사용해 만든 물체를 타고 하늘로 날아올라 목숨 건 임무를 수행하는 사람도 있다는 사실을 알게 되고, 바나듐 같은 생소한 물질이 어느 민족의 상징이 되어 한 나라가 흥하고 망하던 사연과 얽혀 있다는 사실을 알게 되며, 크립톤이 혁명과 무슨 상관이 있는지 알게 된다. 작디작은 원자들이 펼쳐 보이는 세상이 얼마나 넓고도 다채로운지, 《출출할 땐, 주기율표》에서 확인해 보자.

작가정보

저자(글) 곽재식

작가이자 숭실사이버대학교 환경안전공학과 교수. 카이스트에서 원자력 및 양자 공학 학사 학위와 화학 석사 학위를, 연세대학교에서 공학박사 학위를 받았다. 2006년 단편소설 〈토끼의 아리아〉가 MBC 〈베스트극장〉에서 영상화된 이후 《지상 최대의 내기》, 《신라 공주 해적전》, 《가장 무서운 이야기 사건》, 《빵 좋아하는 악당들의 행성》 등 다수의 소설을 썼다. 인문과학 교양서로 《휴가 갈 땐, 주기율표》, 《곽재식의 세균 박람회》, 《지구는 괜찮아, 우리가 문제지》, 《곽재식의 유령 잡는 화학자》, 《그래서 우리는 달에 간다》, 《곽재식의 속절없이 빠져드는 화학전쟁사》, 《미래 법정》 외 여러 권, 글 쓰는 이들을 위한 책 《항상 앞부분만 쓰다가 그만두는 당신을 위한 어떻게든 글쓰기》, 한국 전통 괴물을 소개하는 책 《한국 괴물 백과》 등 분야를 넘나들며 다양한 책을 썼다. TV와 라디오, 유튜브 등 여러 매체에서 과학 지식으로 사회 현상을 해석하는 진행자로 활동하고 있다.