밤하늘의 불꽃에 엄청난 비밀이?…불꽃을 알면 축제가 보여요

"가을하늘을 화려하게 수놓는 불꽃 어떤게 만들어질까요?"

"불꽃축제에 사용되는 불꽃의 재료는 뭔가요?"

"불꽃에 관해 참으로 궁금해집니다."

"불꽃 어떻게 만들어내죠?"

"불꽃의 원리가 참으로 궁금해집니다."

"불꽃에 관해 공부하고 싶어요."

미야자키 하야오 감독의 '하울의 움직이는 성'에서 남자주인공 하울은 이렇게 이야기합니다. '아름답지 않으면 살아갈 이유가 없어'. 아름다움이 최고의 가치라고 말한 것입니다.

유홍준 선생이 편역한 '미학에세이'에서도 우리는 아무런 사심없이 아름다움을 추구하고 아름다움을 찬미한다고 합니다. 다양한 색깔로 밤하늘을 수놓는 불꽃을 보고 있으면 '아름답다'라는 말밖에 나오지 않습니다. 최근 전국 곳곳에서 불꽃축제가 열리고 있습니다.

특히, 부산에서 열리고 있는 제7회 부산세계불꽃축제는 그 규모나 행사 기간 등에 어마어마 합니다. 국내 최대 불꽃축제인 부산세계불꽃축제. 올해는 행사기간도 9일이나 됩니다. 왜 사람들은 불꽃에 열광하고 불꽃의 아름다움에 숨은 과학적 원리는 무엇인지 알아봤습니다.

22일 열린 제7회 부산세계불꽃축제 세계불꽃경연대회의 한 장면입니다.

불꽃축제를 만드는 여러가지 색깔들
부산의 밤하늘이 갑자기 환한 불꽃으로 타오릅니다. 무려 8만개의 폭죽이 허공을 가르며 칠흑같이 어두운 광안리해수욕장과 광안대교 일대의 밤하늘을 온갖 색깔의 불꽃이 수놓습니다. 이들 불꽃놀이의 색깔들은 어떻게 발산되는 것일까요.

불꽃을 만드는 색깔들은?
불꽃놀이에서 연화가 화려한 불꽃을 낼 수 있는 것은 화약과 금속원소가 불꽃반응과 연소반응을 일으키기 때문입니다. 스트론튬과 나트륨이 타면서 빨간색과 노란색의 불꽃을 피웁니다.

즉 불꽃탄 안에 어떤 금속원소가 들어있느냐에 따라 연화의 색깔이 달라지는 것입니다. 구리가 들어있으면 녹색, 리튬이 들어있으면 빨간색, 바륨은 노란색, 알루미늄은 은색을 띠게 됩니다. 가장 흔하게 쓰이는 금속원소는 스트론튬입니다. 현재까지 금속원소를 이용해 완벽한 푸른색 불꽃은 얻기 힘듭니다.

화약이 폭발했을 때 에너지를 받은 금속원소들의 이온들이 불안정해졌다가 다시 안정한 상태로 돌아오면서 빛을 발산합니다. 충격을 받은 이온들이 들떴다가 다시 제자리로 돌아오면서 빛을 방출하는 것입니다.

불꽃놀이의 과학적 원리는?

그렇다면 불꽃은 어떻게 자신의 몸을 태우는 것일까요. 불꽃놀이의 핵심인 폭죽은 종이를 몇장씩 겹쳐서 바른 공모양의 '옥피', 그 한가운데 화약인 '할약'이 있습니다. 이 할약과 옥피 사이 각종 화학물질로 빚어진 동그란 모양의 '성(星)'이 있습니다. 불꽃놀이 핵심은 바로 '성'입니다. '성'은 불꽃을 내며, 성을 점화시켜 날리는 것은 할약입니다. 여기서 도화선, 추진체가 힘을 더해줍니다. 

위치와 성분에 따라 불꽃은 다른 색과 모양 만들어 
발사포로 쏴 올려진 폭죽은 공중에서 할약에 이어진 도화선이 다 타는 순간 폭발합니다. 이 순간 '펑'하는 소리와 함께 터지는 성이 불꽃을 만드는데, 위치와 성분에 따라 다른 색과 모양을 만들어 냅니다.

불꽃이 화려한 모양과 색상을 내는 것은 폭죽 내부에 들어있는 성의 연소반응과 불꽃 반응의 결과입니다. 부산 광안리 앞바다의 불꽃쇼에는 바지선을 이용해 물위에 터지는 수상연화를 펼쳐보이고 있습니다. 수상연화는 폭죽이 터지기 전 화약 겉부분에 방수처리가 돼 있어 '물 위의 불꽃놀이'에서 안성맞춤입니다. 

폭죽은 발사포 구경에 따라 75~300㎜까지 다양한 크기가 있습니다. 구경은 불꽃의 크기를 좌우하게 됩니다. 일반적으로 폭죽의 크기는 30㎝ 정도 입니다. 가령 폭죽의 크기가 62.5㎝ 정도라면 400m가 넘는 불꽃이 형성됩니다. 이는 1년에 한번 쏘아질까 말까한 크기로 폭죽 1개의 가격이 5000만원 정도 된다고 합니다. 일반적으로 지상 100~300m까지 쏘아올려진 폭죽들은 직경 150~250m정도로 퍼집니다. 

부산 광안리 앞바다에 열리고 있는 세계불꽃축제는 폭죽의 크기도 사상 최대입니다. 이러니 당연히 국내 최대 불꽃축제입니다.  

불꽃의 모양은 '국화, 목단, 스마일…'

성의 크기와 위치, 구성성분에 따라 다양한 모양의 불꽃이 만들어집니다. 가장 흔히 쓰이는 것은 '국화' 모양입니다. 국화모양은 시간차 폭죽인 소체를 넣어 모양을 만들어내게 됩니다. 그리고 목단, 버들가지 모양 등은 기본입니다. 이런 기본적인 모양들은 '성'의 시간차 터짐을 이용해 만들어지는 것입니다. 국화가 한꺼번에 동그랗게 터진다면 목단과 버들은 국화보다 4~5초 정도 늦게 터지면서 끝부분이 길게 늘어지게 됩니다.

불꽃의 모양 최근엔 캐릭터 많이 이용

이러한 기본적인 모양 외에도 요즘은 캐릭터 모양이 많이 이용되고 있습니다. 골뱅이, 하트, 스마일 모양 등 다양합니다. 이것들은 폭죽이 터지기 전 '성'의 배열을 그 모양에 맞도록 하면 됩니다. 부산의 세계불꽃축제엔 불새가 하려한 모양을 만들어 냅니다.

국내 최대 부산세계불꽃축제 왜 사람들은 열광할까?
올해 부산세계불꽃축제는 스토리텔링 기법과 샌드 애니메이션(빛과 모래로 만든 예술작품), 레이저 등 첨단 기술과 결합돼 환상적인 '해상 쇼'를 이루고 있습니다. 초대형 희망불새, 수상연화(물위에서 터지는 불꽃) 등 불꽃의 면면도 더 크고 화려해졌습니다. 

올해는 제7회 행사를 맞아 메인 이벤트인 불꽃쇼는 사상 최대 규모로 22일 8만 발의 불꽃이 밤하늘을 수놓았으며, 29일 8만 발 등 총 16만 발의 불꽃이 터집니다. 지난해 13만 발에 비해 3만 발이 늘었습니다.

부산을 환하게 밝혀줄 불꽃축제는?
제7회 부산세계불꽃축제의 하이라이트는 29일 무려 60분간 펼쳐지는 '멀티 불꽃쇼'입니다. '2011 위대한 비상! 부산'을 주제로 부산의 새로운 도약을 '새의 성장과정'에 비유, 탄생 성장 역경 등 6막으로 구성해 장관을 연출합니다.

날아다니는 불새 모양의 불꽃은 지난해에는 날개 길이가 2.5m의 희망불새 3마리가 연출됐는데 올해는 총 7마리가 연출됩니다. 그 중 1마리가 길이 5.5m로 단면적은 기존의 4배에 달하는 초대형입니다.

스토리텔링 전개를 위해 5척의 바지선에 설치된 대형화면에서는 샌드애니메이션이 연출됩니다. 샌드애니메이션은 빛과 모래를 이용해 다양하면서도 아름다운 이미지를 만들어내는 웅장한 스케일의 예술공연입니다. 광안대교를 활용한 국내 최장 길이의 1㎞ 나이아가라 불꽃쇼와 불꽃이 직경 400m까지 퍼지는 25인치 초대형 폭죽 2발도 선보입니다. 25인치 폭죽은 그 값만도 개당 5000만 원에 달하는 것으로 알려져 있습니다.

세계 불꽃놀이의 특징은?
불꽃놀이도 나라마다 특징이 있습니다. 일본의 경우 폭죽을 감상할 수 있도록 한발 한발 시간간격을 두고 쏘아올립니다. '스마일' '골뱅이' '하트' 등 다양하고 아기자기한 모양을 많이 쏘아올립니다. 중국은 불꽃이 악귀를 쫓는다고 믿기 때문에 한꺼번에 많은 양의 폭죽을 쏘아올립니다. 유럽은 배경음악과의 조화, 다양한 불꽃색깔들을 중요하게 생각하며 미국은 불꽃놀이와 더불어 퍼포먼스를 합니다.

우리나라는 불꽃놀이가 행사 분위기를 띄우는 보조적인 성격이 강했으나 2000년대 들어서면서 하나의 축제로 자리매김하고 있습니다. 배경음악과의 조화도 이 때부터 도입됐습니다.

동영상으로 보는 2011년 부산세계불꽃 경연대회