불꽃축제의 계절이 돌아왔다. 밤하늘을 아름답게 수놓는 형형색색의 화려한 불꽃은 보는 이들로 하여금 탄성을 자아낸다. 어두운 밤하늘을 배경으로 화려하게 피어나는 불꽃은 마법처럼 신비롭기만 한데 불꽃의 아름다운 색깔이나 다양한 모양은 어떻게 만들어지는 것일까? 그동안 눈으로만 즐겼던 불꽃놀이. 지금부터 불꽃의 숨은 비밀을 찾아 여행을 떠나보자.
불꽃놀이는 처음 어떻게 시작됐을까?
화려함과 웅장함으로 우리의 눈을 즐겁게 해 주는 불꽃놀이. 인류 최초의 불꽃놀이는 중국으로 알려져 있다. 유럽에서 화약이 만들어지기도 전인 12세기 중국에서는 이미 화약을 이용하여 불꽃놀이를 즐겼다는 것. 주로 설이나 중추절에 악귀를 쫓는 목적으로 많이 사용했는데 이러한 불꽃놀이가 자연스럽게 로켓 무기, 총과 대포의 발명으로 이어졌고 결국 전쟁 무기로 화약을 사용하게 되는 안타까운 결과를 낳았다.
불꽃의 원리
밤하늘의 화려한 그림을 그리는 불꽃놀이. 불꽃놀이에 사용되는 흑색 화약은 연소에 필요한 모든 요소를 갖추고 있다. 질산칼륨은 산소를 공급하며 황, 탄소 성분의 숯은 연료에 해당한다. 숯과 황이 연소하면서 질산칼륨을 가열하면 산소가 방출되는데 그 산소가 불에 공급되고 황은 연기 상태로 배출된다. 이 흑색화약은 곱게 갈수록 빨리 연소하게 되는데 큰 입자를 잘게 갈면 전체적인 입자수가 증가하고 표면적도 커지기 때문에 불이 붙을 공간이 늘어나게 된다. 가스가 증가하는 연쇄반응을 일으키는 것. 가스를 가두고 압력을 가하면 연소속도는 더욱 가속되고 연소하며 빠른 속도로 고온의 기체가 된다. 바로 이때 폭발 효과가 발생하는데 불꽃놀이는 이 원리를 이용해 효과를 구현하는 것이다.
폭죽의 다양한 ‘색깔’에 숨은 비밀
불꽃축제에서는 다양한 색깔의 불꽃을 만날 수 있다. 불꽃의 빛이나 색깔을 만들어 내는 것은 화약과 염색제. 화약의 폭발에 의한 온도가 불꽃의 색깔과 밝기를 결정한다. 화약은 산소 원자를 포함하는 ‘산화제’와 쉽게 타는 ‘가연제’로 이루어지며 이 둘이 섞이면 폭발적인 연소를 일으킨다. 노란색은 나트륨, 붉은 색은 염화스트론튬, 푸른색은 염화구리, 초록색은 염화바륨, 오렌지색은 염화칼슘의 화합물을 염색제로 사용해 발광시킨다. 요즘에는 빨강, 노랑, 파랑의 색깔을 조합해 새로운 색의 불꽃을 만들기도 하는데 자주색 불꽃은 붉은 색과 푸른색 염색제를 섞어서 만든 것이다.
폭죽 모양의 숨은 비밀
폭죽의 기본 구조는 폭발을 일으키는 ‘할약’, 빛을 내는 ‘별’, 그리고 ‘도화선’으로 되어 있는데 이 중 ‘별’의 배치에 따라 다양한 폭죽의 모양이 만들어진다. 화약을 만들 때 ‘별’을 어떻게 배치하느냐에 따라 불꽃이 한꺼번에 터지기도 하고 둘로 갈라지기도 하는 것이다. ‘별’을 평면적으로 배치하는지 입체적으로 배치하는지, 가연제의 배합을 어떻게 하는지에 따라 폭죽의 모양이 결정된다. 최근에는 불꽃놀이에 대한 사람들의 관심이 높아지면서 나비, 꽃, 인기 캐릭터 모양 등 새로운 모양의 폭죽이 많이 선보이고 있다.
불꽃놀이 알고보면 더 재밌다
단순히 눈으로 보며 즐기기만 했던 불꽃놀이. 하지만 그 과학적 원리와 기술을 알고 보면 즐거움은 배가 되지 않을까? 깊어가는 가을 밤. 사랑하는 연인, 가족, 친구와 함께 가까운 야외에서 펼쳐지는 불꽃놀이를 즐겨보자. 단, 불꽃놀이에 사용되는 다양한 금속가루들이 눈에 들어가면 위험할 수 있으니 너무 가까운 곳에서 불꽃놀이를 즐기는 것은 피하는 것이 좋다. 또한 3세 미만의 영아는 불꽃 소음으로 인해 귀에 문제가 생길 위험이 있으니 각별한 주의가 필요하다.
올 가을, 가볼만한 불꽃축제
매년 가을이면 이곳 저곳에서 축제가 열린다. 어떤 축제든 즐겁지만 밤하늘을 아름답게 수놓는 불꽃과 함께라면 더욱 즐거울 것이다.서울과 부산의 하늘을 아름답게 수놓을 밤하늘의 꽃밭을 소개한다.
