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답변 내역

레이저로 핵융합하는 기술은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.레이저 핵융합(Laser Inertial Fusion)이라 불리는 이 방식은 192개의 레이저 광선을 한 곳에 집중시켜 100마이크로미터(1만분의 1미터) 크기의 알미늄 구슬에 발사합니다. 구슬 안에는 수소를 압축해 넣었습니다.레이저로 1억도 가까이 온도가 상승한 수소는 관성에 의해 기체로 변하며 전자와 원자핵이 분리됩니다. 이러한 플라즈마 상태에서 원자핵끼리 부딪히면 핵융합이 일어나는 것입니다.
학문 / 전기·전자
23.11.08
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화성의 대기와 자기장은 지구에 비해서 왜이리 미약한 수준인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화성에 대기가 희박해진 이유는 태생적으로 작은 질량으로 인해 중력이 약해 산소와 같이 분자량이 작은 기체를 많이 잡아둘 수 없음과 동시에 화성의 핵이 지질학적으로 식어버린 상태이기 때문에 행성 자기장이 지구 자기장의 1/800에 불과하기 때문입니다.지구의 경우 땅 속 맨틀과 핵이 활발하게 돌아가면서 지구 주변 행성 전체를 감싸는 거대한 자기장이 형성됩니다. 이 자기장은 태양에서 분출되는 해로운 태양풍과 우주 방사선이 그대로 지표면에 쏟아지지 못하게 막아주는 보호막 역할을 합니다. 지표면의 생물들이 태양풍으로 타죽지 않게 막아주는 선크림의 역할을 하는 셈이죠. 하지만 현재 화성은 자기장이 거의 없습니다. 처음부터 없었던 것은 아닙니다. 과거에는 화성도 내부의 핵과 맨틀이 돌아가면서 자기장을 갖고 있었던 것으로 보입니다. 하지만 오래전 무슨 이유에서인지 화성의 지질활동은 모두 멎었고 자기장도 거의 사라졌습니다. 결국 화성 표면을 덮고 있던 바다와 대기도 모두 태양풍에 쓸려나가 사라졌습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.08
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태양계나 블랙홀 모든 항성 행성 모든 천체들은 자전을 하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.초기 우주에 가스와 먼지, 입자들이 운동을 하고 있었을 것이며, 중력에의해 집단을 형성해가며 태양과 같은 별이나 행성이 만들어졌습니다. 이 과정에서 질량을 가진 두 물체에 대해 운동을 하고 있을 경우 원, 타원 궤도 운동이 가능합니다. 물론 쌍곡선 포물선과 같은 운동도 가능합니다. 여기서는 태양계의 형성과정에 초점을 두며 타원 궤도 운동을 하고 있었다고 생각할 수 있죠. 이 때 궤도 운동을 시작할 당시 가스, 먼지의 각운동량(회전)이 정해졌을 것입니다. 각운동량은 천체 운동에서 보존되는 물리량 중 하나입니다. 이 각운동량(회전)의 방향이 반시계 방향이었기 때문에 대부분의 행성이 반시계방향으로 공전과 자전을 하는것이죠. 크기가 큰 천체가 느리게 자전하다가 폭발 후 중력수축을 해서 작아지는 경우 자전속도가 증가하기도합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.08
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태양의 플레어는 왜 발생하며 행성의 생명체나 전자장비에게 왜 치명적일 수 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양의 플레어는 태양의 자기장과 태양 표면의 플라즈마의 상호작용으로 발생합니다. 태양 표면에서는 전자와 양성자로 이루어진 플라즈마가 자기장의 영향을 받아서 움직입니다. 때로는 자기장이 불안정해지면서 플라즈마가 폭발적으로 방출되면서 플레어가 발생합니다.태양의 자기장은 자전력에 의해 생성됩니다. 태양 표면에서 자전력이 다르기 때문에, 자기장이 지역적으로 불균형하게 생성됩니다. 이러한 불균형은 자기장이 복잡한 모양을 가지게 만듭니다. 플레어가 발생할 때, 태양의 자기장의 에너지가 일시적으로 방출되면서, 이 복잡한 자기장 구조가 변화합니다. 이 과정에서 태양 표면에서 플라즈마가 대량으로 방출되고, 이를 플레어라고 부릅니다.플레어 현상으로 생긴 태양풍이 지구에 도달하면 지구의 자기장을 만나거나 대기권을 통과하는 과정에서 대부분 소멸하지만 일부 강력한 태양풍이 지구에 다가올 경우 완전히 소멸되지 않고 전기 에너지를 발생시키기도 합니다.이 전기 에너지가 송전선(발전소의 전력을 이동시키는 전선)에 전류를 흐르게 만들면 발전소가 받아들일 수 있는 양보다 많은 전류가 갑자기 흐르게 되면서 발전소 시설이 고장 나 정전이 발생할 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.08
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블랙홀도 끝까지는 못할것 같은데요. 블랙홀의 평균 수명주기나 마지막은 어떻게 되는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.블랙홀의 수명은 우주에서 가장 오래 살 수 있는 천체 중 하나입니다. 블랙홀은 매우 높은 질량을 가진 별이 수소 연소를 마치고 폭발적으로 붕괴할 때 생길 수 있습니다. 이러한 과정에서 블랙홀은 중력이 극도로 강해져서 빛보다도 빠르게 흡수하는 능력을 가집니다. 그래서 블랙홀은 자신 주위의 물질을 계속해서 흡수하면서 성장하게 됩니다.이런 과정을 거치면서 블랙홀의 질량은 점점 더 커지게 되며, 이에 따라 블랙홀의 수명은 매우 오랜 시간으로 추정됩니다.하지만, 블랙홀은 우주의 형태를 바꾸는 역할을 하기 때문에, 우주에 블랙홀이 계속해서 생성된다면 언젠가는 블랙홀들끼리 충돌하여 합쳐질 것입니다. 따라서 이론적으로는 블랙홀의 수명이 무한정 길지는 않을 것으로 생각됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.08
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방부제 성분 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.방부제의 원리는 비교적 간단합니다. 맹독성 화학물질을 이용해서 유기물을 썩게 만드는 미생물이나 곰팡이를 죽이거나 번식을 막아버리는 것입니다. 포르말린이나 크레졸과 같은 맹독성 물질은 물론 비소, 수은, 크로뮴 등과 같은 중금속 화합물도 사용됩니다. 페인트나 기름도 방부제의 역할을 합니다.
학문 / 화학공학
23.11.08
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전자레인지로 물을 데울 때 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전자레이지로 물을 데우는 원리는 물 분자가 전기 쌍극자라는 것을 이용한 것입니다. 전파의 전기장이 교차될 때, 극성을 가진 물 분자가 전기장의 움직임에 맞춰 회전하면서 다른 물 분자와 충돌해 열이 발생하는 것입니다.
학문 / 전기·전자
23.11.08
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바이오 디젤은 무엇이며, 일반 디젤하구 무슨 차이가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.바이오디젤(Bio Diesel)은 동물성 유지(소기름, 돼지기름 등) 및 식물성 유지(폐식용유, 유채유 등)를 메탄올과 반응시켜 생산한 친환경 수송연료(지방산 메틸에스테르)입니다.기존의 경유 차량 엔진의 설비 변경 없이 사용가능하고, 폐식용유 재활용을 통한 수질 개선 및 대기오염물질 배출이 없는 친환경 신재생에너지입니다.바이오디젤과 디젤의 큰 차이점 중 하나는 바이오디젤의 연료 분자 내에 약 10%의 산소를 포함하고 있다는 것입니다. 배기 배출물 측면에서는 일산 화탄소, 탄화수소 및 입자상물질과 같은 유해 배출물을 줄일 수 있습니다.
학문 / 화학
23.11.08
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공진 현상은 무엇이고, 일상생활에 어떻게 적용되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.공진(Resonance)현상, 또는 공명현상은 특정한 진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 진폭이 커지면서 에너지가 증가하여 강제 진동이 일어나는 현상입니다.일반적으로 공명을 일으키는 진동은 소리, 기계적 진동과 같은 역학적 진동도 있고, 전자기파 등의 전기적 진동 등 매우 다양한데, 공명현상이 일어나면 원래 세기가 약했던 파동도 큰 힘으로 증폭이 될 수 있습니다.우리 생활 주변에서도 공명현상은 자주 볼 수 있는데, 대표적인 예가 세탁기의 탈수 과정입니다. 세탁물을 고속으로 탈수시킬 경우에는 세탁기가 심하게 움직이는 경우는 거의 발생하지 않습니다.그러나 탈수 과정이 끝나서 세탁통의 회전 속도가 줄어들면 세탁기가 움직이다가, 어느 순간 크게 흔들린 후 멈추게 됩니다.세탁기의 세탁통이 돌아갈 경우 회전속도에 따라 세탁기에 규칙적인 충격을 가하게 되는데, 통이 빠르게 회전할 때에는 세탁기의 고유진동수와 달라서 별다른 영향을 주지 못하므로 흔들림이 별로 없습니다.그러나 회전 속도가 줄어들면서 세탁기의 고유진동수와 일치하게 되는 순간, 공명이 일어나 크게 흔들리는 것입니다.
학문 / 물리
23.11.08
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겨울철 체감온도는 어떻게 측정을 하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.흔히 겨울철 체감온도라는 것은 온도에 풍속의 영향을 고려해 산출합니다. 겨울철에는 온도가 같더라도 바람이 세게 불면 더 춥게 느껴지는 것은 바람과 한기가 사람의 피부에서 열을 빼앗아 체온이 떨어지기 때문인데요. 이러한 겨울철 날씨의 특성을 고려해 기상청은 10월부터 4월까지 체감온도를 발표하고 있습니다.체감온도 재는법은 여러 가지 방식이 있지만 우리나라 기상청은 아래와 같은 공식을 사용하고 있습니다.체감온도(℃)=13.12 + 0.6215 × T - 11.37 × v2(0.16) + 0.3965 × v2(0.16) × T (T는 기온(℃), v는 풍속(km/h))쉽게 말해 영하의 기온에서 바람이 초속 1m 빨라지면 체감온도는 약 1.6℃씩 떨어진다고 생각하면 이해하기 쉽답니다.
학문 / 화학
23.11.08
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