답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.신재생 에너지 중에 하나인 지열발전은 지구 내부(에 저장된 막대한 열에너지를 추출하여 전기를 생산하는 기술입니다. 지열 발전은 온도의 높낮이와 지질 특성에 따라 나눠지는데, 건조 증기 방식은 지하에서 직접 뿜어져 나오는 고온의 수증기를 그대로 터빈에 투입하는 가장 단순하고 오랜 방식이며, 플래시 증기 방식은 가장 흔한 방식으로, 지하의 고온, 고압 지하수를 지표면으로 끌어올려 압력을 낮춤으로써 순간적으로 끓어오르는 수증기를 만들어 터빈을 돌립니다.바이너리 방식은 지열수 온도가 아주 높지 않을 때 사용하는 방식으로 지열수로 끓는점이 낮은 2차 유체를 가열·증발시켜 그 증기로 터빈을 작동시킵니다. 마지막으로 심부 지열 발전은 화산지대가 아닌 지역에서 지하 4~5km 이상 깊이 시추하여 물을 강제로 주입한 뒤, 뜨거운 암석을 거쳐 데워진 물을 다시 뽑아 올려 발전하는 첨단 방식입니다.지열 발전의 장점은 태양광과 달리 계절, 날씨, 시간에 영향을 받지 않고 항상 일정하게 전력을 생산할 수 있으며, 화석연료를 태우지 않으므로 친환경 저탄소 발전입니다. 또한, 적은 부지 면적으로 이용 가능하며, 연료비 부담이 없습니다.우리나라의 지열발전 이용 현황을 보면 전기를 직접 만드는 상업용 지열발전은 현재 전무한 상태입니다. 다만, 전기를 생산하는 발전 대신, 땅속의 일정한 온도를 활용한 지열 냉난방 시스템은 활발히 이용되고 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.석회동굴 천장에 고드름처럼 매달려 있는 종유석은 수백~수천 년 동안 일어난 화학작용의 결과물입니다. 종유석이 만들어지는 원리는 이산화탄소가 녹아 산성이 된 물이 석회암을 녹였다가, 동굴 안에서 이산화탄소가 빠져나가면서 다시 고체로 굳어지는 현상입니다. 먼저, 하늘에서 내리는 빗물은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고, 땅속 토양을 통과하면서 식물 뿌리나 유기물에서 나온 이산화탄소를 추가로 대량 흡수합니다. 이때 물과 이산화탄소가 반응하여 약산성을 띠는 탄산이 만들어집니다. 약산성이 된 지하수가 석회암 지대를 지나갈 때, 석회암의 주성분인 고체 탄산칼슘을 화학적으로 녹여버립니다. 이 과정에서 물에 잘 녹는 형태인 탄산수소칼슘 수용액 상태가 됩니다. 이 칼슘 이온을 들어있는 지하수가 암석 틈을 타고 흘러 동굴 천장에 물방울로 맺힙니다. 천장에 물방울이 맺힐 때마다 극미량의 탄산칼슘 결정이 고리 형태로 붙고, 이 과정이 수만 번, 수억 번 반복되면서 점점 아래로 길게 자라나면서 종류석이 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님께서 궁금해하신 독도 단백질일 테니 열을 가하거나 태우면 독성이 사라지지 않을까?라는 질문에 대해 이것은 생명을 위협할 수 있는 가장 위험한 오해 중 하나입니다. 독은 단백질이므로 열을 가하면 변성되어 무력화될 것이라는 추론은 뱀독이나 일부 곤충의 독에는 적용될 수 있는 있지만 버섯의 독소는 대부분 단백질이 아닙니다. 치사율이 극도로 높은 독우산광대버섯 등의 독소로, 단백질이 아니라 8개의 아미노산이 링 모양으로 굳게 묶인 환형 펩타이드 구조입니다. 열과 산성 환경에 극도로 강해 끓이고, 튀기고, 심지어 오븐에 구워도 독성이 전혀 파괴되지 않습니다. 이 독소들은 화학적으로 소형 유기 분자나 알칼로이드 성분이어서 단백질이 아니므로 열을 가해도 성질이 변하지 않고 그대로 인체에 흡수되어 간과 신장을 파괴합니다.야생 버섯은 전문가조차 눈으로만 보고 식용 여부를 100% 가려내기 어렵습니다. 동일한 종이라도 자라는 환경, 습도, 연령에 따라 색상과 모양이 크게 바뀌고, 식용 버섯과 독버섯이 쌍둥이처럼 닮은 경우가 많기 때문입니다. 따라서 주운 버섯의 정확한 이름을 알고 싶다면 국가 연구 기관의 공식 상담 서비스를 이용하는 것이 가장 좋습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.풍력발전은 말씀해주신 것처럼 바람이 가진 운동 에너지를 날개의 회전력으로 바꾸고, 이를 다시 전기에너지로 변환하는 대표적인 친환경 재생에너지 기술입니다. 풍력 발전의 원리와 구조의 장단점에 대해 설명해 드릴게요.풍력발전은 바람이 유선형으로 디자인된 블레이드를 지나갈 때, 날개 앞뒤의 공기 흐름 속도 차이로 인해 압력차가 발생하여 날개가 회전하기 시작합니다. 블레이드가 회전하면서 생기는 운동 에너지가 회전축을 통해 발전기로 전달되고 발전기 내부의 전자기 유도 현상을 통해 최종적으로 전기에너지로 변환되어 송전망으로 내보내집니다.풍력발전의 장점은 연료 소모가 전혀 없고, 발전 과정에서 온실가스나 미세먼지를 배출하지 않으며, 발전기 타워가 차지하는 면적 자체는 좁기 때문에, 하부 부지를 농경지, 목초지, 혹은 바다로 복합 활용할 수 있습니다.하지만, 바람의 세기와 방향이 일정하지 않아 발전량이 불안정하고, 바람이 지속해서 세게 부는 지역으로 설치 장소가 제한됩니다. 또한, 블레이드가 회전할 때 발생하는 소음 및 저주파, 새들이 날개에 부딪히는 조류 충돌 문제, 그리고 자연 경관 훼손에 대한 주민 반발이 존재합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문하신 내용이 정확히 맞습니다. 형광물질은 빛을 거울처럼 튕겨내거나 단순 필터처럼 일부만 반사하는 것이 아니라, 빛을 흡수한 뒤 내부에서 전혀 다른 성질의 빛으로 '변환'하여 방출합니다. 이와 관련하여 쉽게 설명해 드리도록 하겠습니다.거울과 일반 사물의 빛은 들어온 빛의 에너지 자체를 바꾸지 못합니다. 거울은 빛을 그대로 튕겨내고, 빨간 사과는 빨간 빛만 튕겨내고 나머지 색은 흡수할 뿐입니다. 반면, 형광물질의 빛은 에너지가 높은 빛을 흡수하여 전자가 흥분 상태가 됩니다. 이후 내부에서 열이나 진동으로 에너지를 살짝 잃어버린 뒤, 에너지가 낮아진 전혀 다른 빛으로 방출합니다.형광물질이 빛을 흡수하고 다시 뱉어내기까지는 아주 짧은 찰나의 시간이 걸립니다. 이 짧은 순간 동안 주변을 둘러싼 액체 분자들과 경쟁을 하게 되는데, 이 과정을 용매 재배열이라고 합니다. 주변에 어떤 용매가 있느냐에 따라 형광물질의 에너지를 뺏어가는 정도가 달라집니다.​결국 용매 분자들이 얼마나 열심히 재배열해서 형광물질의 에너지를 깎아먹느냐에 따라 최종적으로 뿜어져 나오는 빛의 색깔이 달라지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.핵폐기물, 특히 고준위 방사성폐기물은 방사능이 자연 상태 수준으로 낮아질 때까지 수십만 년 이상 걸리기 때문에 인간 생태계로부터 완벽히 격리하는 관리 체계가 필수적입니다. ​핵폐기물의 주요 처리, 처분 방식과 기술적 안전성, 사회적 합의 방안에 대해 설명해 드릴게요.임시, 중간 저장 방식은 원자로에서 나온 열과 방사능이 강한 사용후핵연료를 수조에 넣어 식히거나, 일정 시간이 지난 후 콘크리트·강철 용기에 담아 상온에서 보관하는 방식입니다. 재처리 및 독성 저감 기술은 사용후핵연료에 남은 우라늄과 플루토늄 등 유용한 물질을 추출해 다시 연료로 사용하거나, 반감기가 긴 물질을 분리해 부피와 독성을 줄이는 기술입니다. 심층 지층 처분 방식은 지하 300~500m 이하의 안정적인 지질 암반층에 폐기물을 영구적으로 묻는 방식으로, 현재 국제적으로 인정받는 가장 안전한 영구 처분 방식입니다.핵폐기물 관리에서 기술보다 더 까다로운 문제는 사회적 수용성 확보입니다. 부지 선정 과정의 투명한 정보 공개, 주민 공론화, 자발적 공모 등 절차적 정당성이 수반되어야 합니다. 현 세대의 편익으로 생긴 위험을 미래 세대에게 미루지 않도록 세대 간 형평성에 입각한 사회적 합의 도출이 시급합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.소형모듈원자로로 대표되는 소형 원자력 발전은 기존 대형 원전의 한계를 극복하고, 데이터센터에서 엄청난 저력소비를 제어하고 기후위기 대응과 탄소중립을 달성할 차세대 핵심 에너지원으로 크게 주목받고 있습니다.소형 원자력 발전은 전기 출력 300 MWe 이하 규모로, 대형 원전에 비해 크기가 1/10 이하로 작고 원자로 핵심 부품을 모듈 형태로 공장에서 표준화하여 미리 제작한 후, 현장으로 운송하여 조립, 설치합니다. 기존 원전처럼 주요 기기가 배관으로 복잡하게 연결된 구조가 아니라, 원자로 용기 하나 내부에 모듈 형태로 통합되어 있습니다.SMR이 가져올 주요 장점으로는 사고 발생 시 전원 공급 없이도 자연 대류나 중력 등 물리 법칙만으로 원자로를 자율 냉각하는 피동형 안전계통을 적용하여 위험을 획기적으로 낮출 수 있고, 건설비 절감 및 기간이 단축됩니다.또한, 넓은 부지나 대량의 냉각수가 필수적인 대형 원전과 달리, 공랭식 냉각이 가능하여 내륙 지역, 오지, 도서 지역, 산업단지 인근 등에도 설치가 가능합니다.상용화를 위해 해결해야 할 과제로는 대량 생산 체계 정착 전까지의 경제성 확보, SMR 특성에 맞춘 규제, 인허가 표준화, 차세대 우라늄 연료의 안정적 수급이 필요합니다. 또한 사용후핵연료 처리 문제와 사회적 수용성 확보 역시 필수 과제입니다. SMR이 탄소중립의 실질적 대안이 되려면 기술적·제도적 걸림돌을 선제적으로 극복해야 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.석면은 자연계에 존재하는 섬유 모양의 규산염 광물입니다. 물리적, 화학적 성질이 매우 독특하여 20세기 후반까지 건축 및 산업 현장에서 폭넓게 사용되었습니다. 지금도 시골에 가면 스레이트 지붕들이 많이 있는데, 여기에도 다량의 석면이 포함되어 있습니다. 석면의 특징과 인체에 미치는 영향에 대해 설명해 드릴게요.석면은 불에 타지 않고 열에 강하여 방화재, 단열재로 완벽한 성능을 발휘했으며, 전기가 통하지 않고 산이나 알칼리 등 강력한 화학물질에도 부식되지 않습니다. 또한, 강철보다 가벼우면서도 인장 강도가 높고 유연하여 천장재, 슬레이트 지붕, 자동차 브레이크 라이닝 등 다양한 형태로 가공되었습니다. 하지만, ​극도로 미세한 석면 섬유는 머리카락 두께의 1/5000 수준으로 매우 가늘어 눈에 보이지 않으며 공기 중에 오랫동안 떠돌 수 있습니다.공기 중에 떠도는 석면 가루를 호흡기로 흡입하면 기관지 섬모에 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 침투합니다. 체내로 들어간 석면은 날카로운 바늘 모양 때문에 분해되거나 배출되지 않고 폐 조직에 영구적으로 박혀 지속적인 염증과 세포 변형을 일으킬 수 있습니다. 따라서 ​석면은 세계보건기구 산하 국제암연구소가 1군 발암물질로 지정하몄습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.루미놀 반응은 과학수사에서 가장 많이 쓰는 과학적 방법을 이용한 수사 기법입니다. 이 현상은 외부 빛을 받아 다시 뿜어내는 형광이 아니라, 화학 반응 자체에서 에너지가 빛으로 직접 전환되어 발생하는 화학 발광 현상입니다.루미놀과 과산화수소만 섞어 놓으면 산화 반응이 극도로 천천히 일어나 눈에 보이는 빛이 나지 않습니다. 하지만 여기에 피 속의 철 이온이 들어가면 촉매 작용을 일으켜 반응 속도가 수백만 배 폭발적으로 증가합니다. 이 과정을 어떻게 일어나는 설명해 드릴게요. 루미놀 용액이 핏자국에 닿으면, 피 속의 철 이온이 과산화수소를 급격히 분해하여 강력한 산소 라디칼을 만들어 내어 루미놀 분자를 공격하여 산화시킵니다. 산화된 루미놀 분자는 질소 기체를 밖으로 내보내면서 새로운 물질로 변합니다. 이때 반응으로 발생한 화학 에너지를 흡수하여 분자 내 전자가 에너지가 매우 높은 불안정한 들뜬 상태에 도달합니다. 들뜬 상태의 새로 만들어진 분자가 다시 안정하고 에너지가 낮은 바닥상태로 떨어지면서, 남는 화학 에너지가 푸른색 빛 형태로 밖으로 뿜어내게 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.벽지에 곰팡이가 다음에 생기지 않게 한 번에 없애는 것이 중요합니다. 그런데, 천식이 있는 가족이 계시고 면역력이 약하시다면 락스나 강한 화학 물질은 절대 사용하시면 안 됩니다. 락스 유기 가스는 호흡기 점막을 강하게 자극해 천식 발작이나 호흡기 질환을 유발할 수 있습니다. 락스를 쓰지 않고도 호흡기와 인체에 안전하면서 곰팡이를 확실하게 제거하는 방법과 드라이기 사용 여부, 그리고 가방, 인형 관리법까지 설명해 드릴게요.먼저, 건강에 해롭지 않은 벽지 곰팡이 제거하는 방법으로 가장 추천하는 방법은 독성 가스가 전혀 나오지 않는 3% 과산화수소나 식초를 사용하는 것을 권장합니다. 과산화수소는 곰팡이 균사를 죽인 뒤 물과 산소로 분해되므로 독성 냄새나 유해 가스가 전혀 남지 않습니다. 호흡기 환자가 있는 집에 가장 안전합니다. 과산화수소를 분무기에 넣고 곰팡이가 핀 벽지에 촉촉하게 젖을 정도로 뿌리고, 곰팡이 균사를 죽이도록 10~15분 정도 놓아 둔 다음 마른 헝겊이나 키친타올로 닦아내면 됩니다. 다음은 헤어드라이기 강풍 사용은 절대 안돼요. 찌그러지거나 남아있는 곰팡이 포자가 드라이기의 강력한 바람을 타고 공중으로 비산되어 방 안 전체에 퍼져 호흡기에 매우 나쁩니다. 따라서 자연 건조나 제습기를 사용하시는 것이 좋습니다.추가 질문 1에서 곰팡이 포자는 항상 공기 중에 떠다니므로 여름철 습도가 70~80%를 넘어가면 꼭 갇힌 옷장이 아니더라도 공기가 잘 순환되지 않는 벽면 구석이나 문 옆 공간에 머무를 수 있어 가방에 곰팡이가 필 수 있습니다.추가 질문 2에서 검은색 크로스 가방에 곰팡이는 약국 소독용 알코올 또는 과산화수소를 마른 천에 살짝 묻혀 눈에 잘 안 띄는 가방 안쪽이나 밑면에 안감 변색이 없는지 테스트하고 이상이 없다면 알코올을 묻힌 천으로 가방 겉면과 끈을 구석구석 닦은 후 햇빛이 잘 드는 곳에서 바짝 말려줍니다. 초록색 두꺼운 부직포나 직물 가방은 물세탁을 하면 형태가 무너질 수 있으로 실외로 가지고 나가 털어낸 뒤, 소독용 알코올 스프레이를 가볍게 분사하고 바람이 잘 통하는 햇빛 아래에서 바짝 건조해 주세요. 가방과 인형은 알코올 소독이나 세탁 후 햇빛 자외선 건조가 가장 확실합니다.