과목별 모의고사 | 물리치료 기초 4회

자외선 C(UVC)가 지표면에 거의 도달하지 않는 이유는?

1 파장이 길어 대기 중 공기 분자에 의해 산란되기 때문이다
2 태양에서 방출되는 UVC의 양이 매우 적기 때문이다
3 대류권의 수증기에 의해 지표 직전에서 반사되기 때문이다
4 성층권의 오존층에 대부분 흡수되기 때문이다 ✓ 정답
5 지표면 가까이의 구름과 먼지가 UVC를 막기 때문이다

해설

UVC는 자외선 가운데 파장이 가장 짧고 에너지가 높으며, 태양에서 방출되지만 오존층과 산소에 대부분 흡수되어 지표에는 거의 닿지 않는다. 치료용 UVC는 수은 램프 같은 인공 광원에서 얻으며 살균 작용이 강하다. 파장이 길어서가 아니라 짧아서 흡수된다는 점을 구분한다.

같은 주제 다음 문제촉진확산에서 포도당 농도를 계속 높여도 이동 속도가 더 늘지 않는 이유는?이 문제가 수록된 문제집2026 국가고시 | 과목별 모의고사 물리치료 기초 [PDF 제공]9,900원

자외선(ultraviolet, UV)은 파장에 따라 UVA, UVB, UVC로 구분됩니다. 이 중 UVC는 파장이 100–280 nm로 가장 짧고 에너지가 가장 높아 DNA에 직접적인 손상을 일으킬 수 있는 영역입니다. 문제의 핵심은 UVC가 태양에서 방출됨에도 불구하고 지표면에 거의 도달하지 못하는 이유를 묻고 있습니다.

정답은 4번으로, 성층권(stratosphere)에 존재하는 오존층(ozone layer)이 UVC를 대부분 흡수하기 때문입니다. 오존(O₃) 분자는 200–300 nm 부근의 자외선을 강하게 흡수하는 특성이 있는데, 특히 UVC 영역의 광자를 흡수하여 산소 분자(O₂)와 산소 원자(O)로 광분해(photodissociation)됩니다. 이 과정에서 UVC 에너지가 열에너지로 전환되면서 지표면 도달 전에 거의 소멸됩니다.

혼동 주의! 보기 1번의 '산란'은 주로 파장이 긴 UVA나 가시광선에서 Rayleigh 산란 또는 Mie 산란으로 설명되는 현상입니다. UVC는 파장이 짧아 산란이 주된 감쇠 기전이 아니라 흡수(absorption)가 핵심입니다. 보기 3번의 '수증기에 의한 반사'나 5번의 '구름과 먼지'는 지표면 근처의 대기 경계층에서 일부 UV를 감쇠시키는 요인이지만, UVC가 지표면에 거의 도달하지 않는 일차적 이유는 아닙니다.

물리치료 임상 및 광선치료(light therapy) 관점에서 UVC는 살균 작용이 강해 자외선 살균등(germicidal lamp)이나 상처 감염 관리에 이용되지만, 피부에 직접 조사하면 화상과 DNA 손상(cyclobutane pyrimidine dimer, CPD 형성)을 유발하므로 치료용으로는 UVA나 UVB에 비해 사용이 제한적입니다. 근거 자료 ^[4]에서는 UVA/UVB에 의한 DNA 광손상 기전을 다루고 있으며, UVC는 이보다 에너지가 높아 직접적인 DNA 손상 가능성이 더 큽니다.

핵심! 오존층 파괴로 인해 성층권 오존 농도가 감소하면 UVC뿐 아니라 UVB의 지표면 도달량이 증가할 수 있습니다. 근거 자료 ^[3]은 남극 성층권 오존 감소가 지표면 UV 복사 증가로 이어져 극지 생태계에 위협이 된다고 보고하고 있습니다. 이는 오존층이 UVC 차단의 일차 방어선임을 간접적으로 뒷받침합니다. UVC의 지표면 차단은 산란이나 반사가 아닌 성층권 오존에 의한 흡수가 주된 기전임을 기억해야 합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[3]
On the ability of proglacial lake diatoms to reconstruct Antarctic past ozone changes.일반논문Oaquim ABJ, Evangelista H, Moser GAO, Licínio MV, Correia E, Lima DT, Verkulich S, Pushina Z, Kublitsky Y. (2026) · DOI: 10.1371/journal.pone.0345006
[4]
Impact of ecological UV radiation on the photochemistry of nuclear DNA.일반논문Sánchez AG, Gabrielli A, Keszenman DJ. (2025) · DOI: 10.1007/s12551-025-01275-0

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