축제 분위기를 고조시키는데 빠질 수 없는 게 하나 있죠. 바로 ‘불꽃놀이’입니다. 국제 스포츠 행사부터 지역 축제까지, 행사의 피날레를 장식하는 것이 바로 불꽃놀이죠. 밤하늘을 밝고 화려하게 수놓는 불꽃놀이는 펑 터지는 소리와 함께 주위를 잊어버리고 집중하게 하는 마력을 가지고 있습니다. 어른, 아이 할 거 없이 누구나 판타지 세계로 여행을 떠나게 해주는 ‘불꽃놀이’ 속에는 재미있는 과학원리가 숨어 있답니다. 다양한 모양과 화려한 색상이 어떻게 나오는지 궁금하지 않으신가요? 오는 10월 8일 2016 서울 세계불꽃축제를 맞아 불꽃놀이 속에 숨겨진 원리를 분석해봤습니다. 알고 보면 더욱 재미있는 불꽃놀이의 모든 것, 지금부터 시작할게요.
#불꽃놀이는 언제부터 시작했을까?
▲ 중세시대 영국 불꽃놀이 모습 (출처: http://blog.english-heritage.org.uk)
불꽃놀이는 중국에서 처음 시작됐는데요. 고대 중국 전쟁터에서 신호용으로 사용되던 #폭죽이 바로 오늘날의 불꽃놀이가 된 것입니다. 13세기에 화약의 발전과 함께 폭죽도 점점 발전하기 시작했는데요. 중세를 거치면서 중국의 화약이 마르코 폴로에 의해 서양에 전해져 축제 때 폭죽으로 사용하다가 나중에는 전쟁에 이용되기 시작했다고 해요. 과거 수많은 전쟁을 일으킨 무기로 사용된 화약은, 지금은 축제의 불꽃으로 우리에게 더 친근하지요.
불꽃을 만드는 #화학물질이 있다!?
촛불 위에 레몬 껍질을 갖다 대고 손으로 레몬즙을 촛불에 튀게 하거나, 밀가루를 뿌리면 즙이 촛불에 튀면서 불꽃이 이는 것을 볼 수 있습니다. 바로 ‘연소’와 ‘불꽃반응’이 결합해 불꽃이 일어나는 것인데요. 연소는 물질이 산소와 결합하면서 빛, 열, 불꽃 등을 내며 타는 것을 의미합니다.
불에 타는 물질은 모두 불꽃과 폭발을 일으킬 수 있는데요. 불꽃놀이를 할 만큼 큰 소리와 함께 폭발이 일어나게 하려면 좀 더 특별한 화학물질이 필요하겠죠? 불꽃을 일으키기 위해서는 조금만 잘못해도 금방 터지는 ‘불안정한 화학 물질’이 필요합니다. ‘질산칼륨, 유황, 목탄’ 이렇게 3가지 물질은 화약 재료로 사용해온 물질인데요. 이 흑색 화약을 로켓으로 쏘아 올려 공중에서 터지게 한 것이 바로 ‘불꽃놀이’입니다.
불꽃의 색, #금속으로부터 나온다!
▲ 불꽃반응에 따른 불꽃색 이미지(출처: www.compoundchem.com)
하늘 높이 쏘아 올려진 불꽃이 터지면서 형형색색의 다양한 색을 내는 것은 바로 금속의 불꽃반응 때문인데요. 금속 중에는 특별한색을 내는 것들이 있어, 연소하면서 특유의 색을 나타냅니다. 이를 ‘불꽃반응’이라고 하는데요. 불꽃반응 색이 흰색이면 ‘알루미늄’, 노란색이면 ‘나트륨’, 청록색이면 ‘구리’, 붉은색이면 ‘스트론튬’이 있다는 것을 의미합니다.
불꽃놀이 작동 #원리
그렇다면 꽃, 분수, 별 등의 다채로운 불꽃놀이 모양은 어떻게 나오는 걸까요? 불꽃놀이는 발사포에 화약을 넣고 불을 붙여 공중으로 화공품을 쏘아 올리는 형태인데요. 이 화공품을 ‘연화(煙火)’라고 합니다. 연화는 동그란 공 모양을 주로 이용하는데, 성, 활약, 옥피, 도화선, 추진체, 속화선으로 구성되어 있습니다.
▲ 연화 구성모습 (출처: https://researchthetopic.wikispaces.com)
성(별)_-불꽃놀이의 색이나 모양을 만듦
활약-하늘로 쏘아 올린 연화 속에 있는 성이 밖으로 나가면서 불이 붙게 하는 역할
옥피-종이로 만든 그릇으로 성과 활약을 담아 공중으로 이동시켜주는 물체
도화선-연화가 하늘로 날아가 원하는 위치, 원하는 시간에 터지도록 함.
추진체-연화가 하늘로 날아가는 힘을 전달
속화선-전기신호를 받아 추진체를 태움
연화가 하늘 위로 발사되면 ‘성(별)’과 ‘활약’이 연소하면서 아름다운 불꽃이 나는데요. 도화선이 점화를 해주면서 목표 지점에서 옥피가 폭발하면서 안에 있는 성들이 연소하게 됩니다.
불꽃놀이의 다양한 #모양
옥피 안의 ‘성(별)’을 어떻게 만드느냐에 따라 불꽃의 모양과 색이 결정되는데요. 불꽃의 크기와 터지는 시간은 바로 연화의 크기와 도화선의 길이가 좌우합니다. 연화가 클수록 많은 성이 들어가고, 더 높은 곳에서 터지며 개화 반경도 커지게 됩니다. 또한, 연화옥 안에 또 다른 연화옥이, 그 연화옥 안에 또 다른 연화옥이 들어 있어 불꽃놀이가 끝났나 싶을 때 다시 더 크게 터지기도 하지요.
2016 #서울세계불꽃축제, 막이 오르다!
행사 분위기를 띄우는 데 사용됐던 불꽃놀이가 하나의 축제로 자리 잡기 시작한 것은 바로 2000년대 들어서면서부터인데요. 2000년 한화에서 주관한 제1회 서울 세계불꽃놀이축제가 바로 그 시작이었습니다. 올해도 어김없이 서울 세계불꽃축제가 오는 10월 8일 여의도 한강공원에서 펼쳐지는데요. 벌써 불꽃놀이 명당장소를 알아보고, 잘 볼 수 있는 Tip, 불꽃 사진 잘 찍는 법 등이 온라인과 SNS에 올라오고 있는 것을 보니 축제 분위기 또한 서서히 타오르는 것 같습니다. 다음 주부터는 최고의 명장 자리에서 불꽃축제를 감상할 수 있는 '골든티켓 이벤트'도 진행한다고 하니, 놓치지 않기 바랍니다.
<한화와 함께하는 2016 서울세계불꽃축제>
-일시: 2016년 10월 8일 토요일
-장소: 여의도 한강공원
-공식 홈페이지: http://www.hanwhafireworks.com