안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 소나기나 스콜이 발생하는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.squall. 일광에 의해 지표가 가열되면서 나타나는 대류현상에 의해 발생하는 늦은 오후의 소나기. 이때 바람은 돌풍보다는 지속시간이 길고 풍향도 돌변한다. 특징은 갑자기 벼락같이 비를 쏟아내리다가 수분만에 언제 비가 내렸냐는 듯 평소처럼 해가 쨍하고 날씨가 바뀐다는 것이다. 일반적으로 열대 지방에서 내리는 소나기를 스콜이라고 부르며 우리나라 여름의 소나기는 높은 곳에서 흐르는 찬 공기가 뜨겁게 가열된 지표면 위를 지나가면서 나타나는 대류현상으로 인해 발생하는 아열대 ~ 온대 지방 사이의 소나기다.열대 지방의 우기에는 안 오는 날이 없을 정도로 자주 내린다고 한다.2010년대 초반 즈음부터 매해 여름마다 한국에서도 단시간에 엄청나게 쏟아지는 소나기가 가끔 오는데, 한국형 스콜이라고 불리기도 하는 등 한국 기후 변화의 대표적인 증거 중 하나로 취급되고 있다.[1] 도시 개발의 확장으로 인해 열보존율이 상대적으로 높은 나무와 숲이 사라지고 열보존율이 낮은 콘크리트와 빌딩으로 덮인 시가지가 점점 넓어지는 현상 등을 원인으로 본다.
토목공학
Q. 두부와 함께있는 물같은 것은 무슨 역할을 하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.두부와 함께 있는 물은 대부분 간수 입니다. 간수에는 염분이 포함되어 있으며 콩에 들어있는 단백질을 응고시키는 역할 및 보존제 역할을 하게 됩니다.
생물·생명
Q. 피톤치드가 삼리욕에 좋은 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.피톤치드의 효능은 다양하게 연구되어 왔으며 현재까지도 활발히 연구가 진행되고 있다.1.항암 작용: 피톤치드는 식물에서 항암 물질로서 발견되었으며 연구 결과 피톤치드를 다량으로 함유한 식물을 섭취하는 경우 암의 발생을 예방하는 효과가 있을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한 특정 유형의 암세포를 죽이는 효능도 확인되었다. 2.면역 강화: 피톤치드는 면역 체계를 강화하는데 효과적이다. 피톤치드를 다량으로 함유한 식물을 섭취하는 경우 면역 체계를 강화하는 세포들의 생산을 촉진하는 효과가 있다는 것이 밝혀졌다.3.항염 작용: 피톤치드는 항염 작용이 있어 염증을 억제하고 상처가 빨리 치유되는 효과가 있다. 피톤치드를 다량으로 함유한 식물을 섭취하는 경우 염증을 억제하는 세포들의 생산을 촉진하는 효과가 있다는 것이 밝혀졌다. 4.항균 작용: 피톤치드는 항균 작용이 있어 각종 세균, 바이러스, 곰팡이 등을 제거하는데 효과적이다. 피톤치드를 다량으로 함유한 식물을 섭취하는 경우 항균 작용이 있는 세포들의 생산을 촉진하는 효과가 있다는 것이 밝혀졌다.
전기·전자
Q. 배터리는 전기를 얼마동안 가지고 있을수 있는지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.배터리에 있는 전기량은 사용하지 않더라도 자연 방전됩니다. 방전량은 주위환경, 온도, 계절에 따라 다릅니다.
화학
Q. 수소폭탄 개발이 어렵다고 하던데, 어째서 그런것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.수소폭탄(水素爆彈, hydrogen bomb)은 핵무기의 일종으로, 1차 폭약(우라늄)을 기폭제로 이용하여 초고열, 초고압 환경을 형성함으로써 2차 폭약(수소)이 핵융합 반응을 일으키는 것을 원리로 삼아 만들어진 열핵폭탄(thermonuclear bomb)이다.기폭 단계가 여러 단계로 구성되어 있고 각각의 폭발이 그 전 단계의 폭발에 의존하기 때문에 다단계 열핵폭탄(multi-stage thermonuclear bomb)이라고도 한다.[1] 이 가운데 2차 폭약의 핵융합 반응의 재료가 수소이기 때문에 일반적으로 수소폭탄이라고 부른다.[2]단순 원자폭탄에 비해 탄두 무게 대비 위력이 비교할 수 없을 정도로 강력하기 때문에 21세기 현재 상임이사국인 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 중국 및 6차 핵실험으로 수소폭탄 실험에 성공한 북한등 핵 보유 강국이 실전 배치한 핵무기는 사실상 전부 수소폭탄이다. 무거운 탄두를 쏠수록 로켓 제작 단가가 올라가기 때문에 기왕이면 같은 무게로 더 강력한 탄두를 쓰는 것이 효율적이기 때문이다.[3] 순수 원자폭탄은 1950년대 이후에는 파키스탄, 북한 등 후발 핵개발국의 실험용을 제외하면 모두 퇴출되었다.미국이 1952년 11월 1일, 세계 최초 수폭 핵실험인 아이비 마이크를 필두로 하는 일련의 수소폭탄 실험을 에니위탁 환초에서 실행했다. 환초의 여러 섬 중 하나인 일루겔럽(Elugelab)은 핵폭발로 인해 섬이 완전히 사라졌다.수소폭탄은 모든 핵무장 국가들에서 현역인 무기이기 때문에 아직까지도 거의 대부분의 정보가 기밀로 유지되고 있다. 따라서 수소폭탄의 정확한 작동 방식은 관계자 말고는 아무도 모른다. 다만, 상식적인 수준에서 추정되는 원리는 1차 폭약인 원자폭탄[4]을 기폭제로 활용하여 2차 폭약인 핵융합 물질 (중수소)의 핵융합을 일으키는 방식이라는 것. 기밀로 꽁꽁 싸여 있는 부분은 바로 2차 폭약의 구성으로, 현역 수소폭탄들은 2차 폭약의 핵융합이 2차 폭약의 핵융합 물질을 감싸는 템퍼의 구성물질인 우라늄[5]의 핵분열을 유도해 3차 폭발을 일으키는 방식으로 동작한다는 설이 유력하게 알려저 있으나 진짜 원리는 당사자만 알 수 있을 것이다.
물리
Q. 초능력 중 하나라도 증명된 것이 있을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.적어도 지금까지는 합리적으로 검증된 초능력의 실례는 존재하지 않는다. 초능력은 지금까지 통제된 실험에서 초능력을 사용한 사람이 없기 때문에 초능력의 실존 가능성은 거의 부정되었다. 영상으로 찍힌 초능력 시연 장면도 대부분 트릭이 다 밝혀진 상태다.초능력의 실체를 규명하는 연구는 이미 19세기 중반부터 행해졌다. 초능력을 연구하는 분야는 한때 미국 과학진흥협회에서 지원을 받을 정도로 융성했었다. 하지만 아무런 소득이 나오지 않으면서 자연스레 과학자들의 관심에서 멀어졌고 결국 존재하지 않는다고 받아들여지게 되었다.일례로 한국의 경우, 1980년대 TV특집프로에서도 나와 초능력을 선보여 엄청난 인기를 누렸던 유리겔라가 유명해서 한때 사회적으로 초능력 붐이 일 정도였다. 동네방네마다 꼬꼬마들이 숟가락 들고가서 부러뜨린다고 난리였으니... 그러나 이후 그가 그냥 사기꾼(안 팔리던 마술사가 초능력자 행세를 하고 다닌 것)이라는 게 밝혀지면서 그 반작용으로 초능력에 대한 환상이 완전히 사라져버렸다.이러한 초능력자들의 속임수를 밝히는 사람으로는 제임스 랜디가 유명하다. 마술사로도 유명한 랜디는 초능력을 실제로 시연하는 사람에게 100만 달러의 현상금을 걸었지만, 트릭을 방지하기 위해 그가 제시한 엄격한 조건 하에서 초능력을 시연하는데 성공한 사람은 아직 한 사람도 없었다. 그리고 일부러 틀렸다고 주장하는 사람도 있다.발품을 팔아서 몇몇 도인, 초능력자 등을 만나보면 느낄 수 있는 것은 인지부조화나 정신분열증, 망상장애 등 정신병 증상을 가진 인물들도 꽤 많다는 점이다. 즉 마술 트릭을 가지고 사기를 치려는 사기꾼들도 분명히 존재하지만, 저런 경우는 사기를 치려는건 아니고 진짜 자기가 초능력을 갖고 있다고 믿고 있는 상태이다. 인간은 근육 또는 뇌는 10%만 쓸 수 있다는 루머와 엮어서 100% 쓸 수 있게되면 초능력을 쓸 수 있게되는거 아니냐는 생각이 들 수도 있다. 실제로 신체의 과부하를 막기위해 근육이 낼수있는 출력은 제한되어 있으며 위기에 처한 사람이 괴력을 발휘한 사례도 가끔가다 발견되고 있다. 물론 그런 사람들의 경우 거의 병원행 확정.....그리고 위에 써져있다싶이 괴력은 실제로 요령이 필요한것일뿐 실제하는데도 초능력으로 취급하는 등의 과장이 많은데 과정이 까다로운데 결과물을 얻는데 성공한 자들에 대한 동경심같은 심리적 작용도 과장된 묘사를 하게된 영향을 준 요소중 하나가 아닐까 싶다. 다만, 인간의 뇌는 10%만 쓸 수 있다는 속설은 확실하게 말해서 루머일뿐이다. 자세한 것은 항목 참조. 아마도 아직도 뇌를 일부만 쓸 수 있다는 루머를 아직도 사실로 착각하는 이유는 근력을 일부만 쓸 수 있다는것에서 뇌도 그런것이 아닌가 하는 생각이 든것이나 헷갈린 것이 그 이유중 하나가 아닐까싶다.이따금씩 꽤나 그럴듯한 미디어나 서적 등에서 초능력의 실제 사례랍시고 소개하는 경우도 있으나, 하나같이 그 뒷이야기가 없다. 즉 증명은 하나도 없이 죄다 카더라 통신이다.물론 진짜 능력자가 아직 나타나지 않고 재야에 숨어있을 수도 있으니 존재할 가능성을 부정하진 못한다고 이야기하는 사람도 있으나, 이런 논리는 러셀의 찻주전자나 내 차고 안의 용이나 다를 바가 없다.충분히 발달된 기술은 마법과 구별할 수 없다는 말처럼, 과거엔 초능력이나 마법처럼 느껴졌을 일도 기술의 발전에 따라 현실에 구현되어있다.
화학
Q. 후쿠시마 오염수 방류로 인한 피해는 어느정도일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.전문가들은 일본정부의 말대로 대부분의 방사성 물질이 제거가 되었다는 말에 의문을 제기하고 있습니다. 기술적으로 물과 분리하기 어려운 자연 발생 방사선 형태의 삼중 수소가 여전히 포함되어 있기 때문입니다. 방사능 오염수의 삼중수소는 사람의 몸에 흡수되면 암을 유발하고, 유전자 변형, 생식능력의 저하등 의 치명적인 문제를 일으킬 수 있습니다. 일본 정부는 후쿠시마 제품을 먹어도 전혀 문제가 없음을 강조하기 위해서 식품 안전 기준에서 일반 식품에서 방사성 세슘 허용 수치를 미국과 유럽보다 더 엄격하게 정하고 있다고 설명했습니다. 또한 신문과 온라인 등의 매체를 통해 후쿠시마 제품이 소비자에게 안전하다고 대중과 다른 나라들에 적극적으로 홍보 공세를 취하고 있습니다. 하지만 후쿠시마에서 출하하는 우럭에서 세슘 농도가 기준치보다 14배나 높게 측정되면서 이미 오염수가 유출된 그 흔적이 곳곳에 남아있는 것이 아닌지 의문을 주고 있습니다. 국제 환경 단체는 오염된 물이 해양 생물과 인간의 건강에 영향을 미치지 않는다는 일본 정부의 주장에 이의를 정식적으로 제기하였으며 전문 해양 연구소는 일본정부가 제시한 근거는 정확한 과학적 데이터가 부족하다고 지적했습니다.후쿠시마 오염수 한국에 미치는 피해일본이 바다에 오염수를 방출하면 한국이 가장 위험하다고 전문가는 말하고 있습니다. 그린피스는 한국의 동해바다는 1년 만에 죽음의 방사능으로 가득찬 바다가 될 것이라고 발표했습니다. 오염수를 방수했을 때, 해류의 이동을 고려하면 오염수 방출 시작 후, 7개월 후 태평양 일대와 남해바다가 오염되고, 18개월 뒤에는 한반도를 둘러싼 바다 전체에 모두 퍼질 것으로 보고 있습니다.한편 중국 칭화대 연구소에는 한국 해역에 빠르면 7개월 늦으면 2년 뒤에 유입이 될 수 있다고 보고 있으며 그린피스에서는 이를 인용하여 한국에 경고 메시지를 보냈습니다. 후쿠시마 오염수는 필리핀에서 대만 일본동쪽으로 이어지는 쿠로시오 해류에 합류할 가능성이 높으며, 최소 4년 뒤에는 제주도 앞바다도 오염될 것으로 예측하고 있습니다. 일본에서 흘러나온 오염된 지하수의 영향으로 동해안의 세슘농도가 1점대에서 약 3점대로 3배나 높아졌으며, 현재까지 인체에 유해한 수준은 아니다라고 이야기하지만 불안감에서 온전히 벗어날 수 없는 게 사실입니다. 오염수의 물질 가운데 스트론듐은 인간에게 치명적입니다. 뼈에 축적되어 백혈병을 유발하는 독성 물질로, 2020년에 조사한 바에 따르면 스트론듐의 평균 농도는 기준치의 111배나 되었습니다. 도쿄전력은 오염수를 정제하여 기준치 이하로 방출할 수 있다고 하지만 10분의 3정도만 해당 기준치를 만족할 뿐, 나머지는 모두 기준치를 충족하지 못한다고 보고 있습니다. 끝으로사고 이후에도, 거짓으로 국민을 속이고 축소와 왜곡하기 바빴던 일본정부와 도쿄전력의 행태를 볼 때, 오염수를 방류하는 것과 저장소 시설을 신설하는 것 중 어떤 것이 일본 자국 국민과 다른 나라에게 이로운지 생각해봐야 합니다. 개인적으로 저장소 시설을 신설할 수 있도록 국제적으로 도움을 주던지, 아니면 일본이 스스로 비용을 지출하여 인공호수와 같은 저장소를 따로 만들어 적어도 30~40년 정도 방류를 늦출 수 있다고 봅니다. 더불어 살아가는 지구촌 시민들이 일본의 오염수 방류에 대한 문제점을 지적하고, 위험성을 경고해야 할 것입니다.
화학
Q. 철판에 코팅하는 수용성 용액에 부식방지용으로...
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.제조자에서 특히 자동차 회사에서 크롬 규제가 이슈화가 된 이유는 아래와 같습니다. 고용노동부에서 근로자의 건강장해를 유발할 수 있는 물질에 대해 노출농도의 허용을 기준으로 일정 퍼센트 이하로 유지할 수 있도록 관리하고자 하여 이슈가 되고 있습니다. 그중에서도 6가 크롬은 비용해성으로 대부분 산소와 결합하는 강력한 산화제로 사용되는 발암성 물질입니다.이를 대체할 수 있는 것은 3가 크롬은 매우 안정된 상태로 유지되기 때문에 요즘에 사용되는 크롬 도금은 6가 크롬 -> 3가 크롬으로 관리하고 있는 추세입니다.6가 크롬화합물(불용성)의 노출기준은 우리나라 고용노동부와 ACGIH 모두 0.01 ㎎/㎥으로 규정되어 있고,6가 크롬화합물(수용성)의 노출기준은 우리나라 고용노동부와 ACGIH 모두 0.05 ㎎/㎥으로 규정되어 있습니다.6가 크롬화합물이 사람 인체에 영향을 주는 이유는 비점막의 궤양, 비중격천공, 비염, 비출혈, 고막천공, 폐수종, 천식, 신장해, 심외부 동통, 치아산식증과 치아변색, 1차적 자극성 피부염, 감작성 피부염 그리고 피부궤양등을 일으킬 수 있기 때문에 반드시 사용을 중지해야 됩니다. 지금 당장 제조업에 사용을 중지하는 것은 문제가 있겠지만 확실하게 관리가 돼야 된다는 게 Key Point 인 것 같습니다.
전기·전자
Q. 백색 소음이 과학적으로 효과가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.노이즈는 노이즈이기에 대부분이 잡신호로 나타난다. 때문에 우리에게 듣기 좋은 소리로 나타나기 보단 대부분의 전자기기로부터 나타나는 백색소음은 오히려 두통과 스트레스 심하면 이명에 의해, 구토나 청각장애를 일으킬 수 있을 정도로 큰 스트레스로 다가올 수 있다. 다만 최근에는 백색소음이 집중력을 향상하는 데에 도움을 준다는 사실이 한국에 알려졌다. 백색 소음이 부스럭대는 소리나 창 밖의 자동차 소리 등 미약한 소음들을 덮어주어 상대적으로 소음을 덜 느끼게 해준다고 하여 독서실 등에서 백색 소음 발생기를 설치하기도 한다.가장 좋은 효과는 클래식이다. 우리가 잘 듣지 못하거나 배우지 않은 클래식은 소리를 작게 은은하게 설정하는 것 만으로도 그 자체로도 같은 효과가 나타난다. 그러나 이어폰 사용은 터치노이즈가 생겨 오히려 방해될 수도 있다.만약 자신이 독서실 등에서 도통 집중을 하지 못하면[2] 이 백색소음을 일으키는 것도 하나의 해결책이다.태아가 자궁 속에서 듣는 소리도 이 종류라는 이야기가 있다. 청소기만 틀면 울다가도 자는 아이라든가.
화학
Q. 원유에서 휘발유, 경유, 등유 등을 분리할땐 어떤 방법을 쓰나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.육지나 바다에서 퍼 올린 석유를 원유라고 한다. 원유는 탄소와 수소의 화합물이 섞여 있는 액체 혼합물로서 황이나 질소 등의 불순물도 소량 포함하고 있다. 원유에 포함된 불순물은 연소할 때 환경오염을 일으키는 기체로 변한다.원유의 성분 물질들은 끓는점과 발화점이 서로 다르므로 한 가지 용도로 사용하기 어렵다. 그러므로 원유를 효율적으로 이용하려면 불순물을 제거하고 비슷한 성질의 성분끼리 분리하여 사용해야 하는데, 이 과정을 원유의 '정제'라고 한다.원유를 정제하는 대표적인 방법은 분별 증류로서, 각 성분 물질을 끓는점 차이에 의해 분리한다.원유를 분별 증류탑에 넣고 가열하면 가장 높은 곳에서는 끓는점이 높은 물질과 낮은 물질 중 어느 쪽이 얻어질까? 끓는점이 낮다는 것은 낮은 온도에서도 쉽게 끓는다는 것이다. 따라서 끓는점이 낮은 석유 가스는 가장 먼저 끓어 증류탑 꼭대기까지 도달하게 되지만, 끓는점이 높은 물질은 중간에 다시 액체로 되어 떨어진다.증류탑 내부는 여러 칸막이로 나누어져 있어서 끓는점에 따라 석유 가스, 나프타(휘발유), 등유, 경유, 중유의 순으로 분리된다.