안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 전력망 관련하여 그리드가 정확히 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.그리드는 격자무늬 이구요. 전력망이 격자구조로 되어 있다는 뜻입니다. 소규모의 독립적 분산전원을 중심으로 전력을 자급하는 전력망을 뜻한다. 독립적으로 전력을 공급하고 저장해 안정적 수급이 가능하며, 잉여 전력을 매매하거나 기존 전력시스템과 연결할 수 있다. 기존의 중앙집중식 전력망(그리드‧grid)과 달리 소규모의 독립적인 분산전원을 중심으로 개별 건물이나 지역, 산업단지 등에서 전력을 자급하는 체계를 뜻한다. 마이크로그리드는 신재생에너지, 전력저장장치(ESS) 등의 분산에너지 자원과 이를 소비하는 고객으로 구성된다. 독립적으로 전력을 공급하고 저장하기 때문에 안정적인 수급이 가능하다는 장점이 있고, 나아가 잉여 전력을 주변 지역에 매매하거나 기존 전력시스템과 연결하는 것도 가능하다. 태양광‧풍력 등의 신재생에너지로 구성되므로 전력의 품질이나 공급의 안정성을 확보하는 것이 중요하다. 비슷한 개념으로 스마트그리드(smart grid)가 있으나, 스마트그리드가 국가나 도, 시 단위를 대상으로 하는 것에 비해 마이크로그리드는 건물, 지역 등에 국한되는 것이 차이점이다. 각 커뮤니티에서 구축된 마이크로그리드를 전국 단위로 확대하여 연계시키면 전국 단위의 스마트그리드 구축이 가능해진다.
Q. 우주는 팽창을 멈추고 수축을 하는 시점은 언제일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.아무도 모릅니다. 현재 빅뱅이론이나 다른 이론도 아직 가설일 뿐입니다. 우주는 끊임없는 변화로 별이 생성하고 소멸하 며 팽창과 축소가 일상의 생활처럼 거듭되고 있는 현상이다. 은하의 생성은 지구에서 구름이 생기는 이치와 비슷하다. 보이지 않을 정도의 작은 수증기 입자가 합쳐서 커져 작은 물방울로 여럿 모이면 구 름이 되는 것이다. 은하계를 멀리서 보면 마치 구름 과 같이 보이는 것을 자세히 들여다보면 개개의 별 이 생성되어 무리를 이루고 있다. 마치 구름이 사라 지듯 은하의 별들도 블랙홀현상으로 사라지게 되 어 있다. 엄격히 말하면 없어지는 것이 아니고 반물 질로 변환하는 과정이다. 반물질로의 변환은 시간 과 거리와 형체가 함께 없어지고 만다. 그러나 영 영 없어지는 것이 아니라 어떤 작용의 기능은 에너 지로 변환된다는 사실이다. 다시 재생될 수 있는 기 능은 없어지지 않는다는 사실이 중요하다. 블랙홀 에 휩싸여 없어지는 사람도 다시 환생할 수도 있는 재료가 된다는 뜻이다. 즉 다시 사람으로 되돌아올 수도 있고 다른 물체로 변환될 수도 있는 것이다.
Q. 일본의 방사능 오염수 방류중에 어떤 물질이 제일 나쁜건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일본 정부가 내세운 방법은 희석 방출이다. 오염수를 바닷물과 섞어서 환경기준을 만족시켜 내보내겠다고 한다. 특히 정화할 방법이 없는 삼중수소 때문이다. 후쿠시마 오염수의 삼중수소 농도는 1리터에 73만 베크렐이라고 한다. 베크렐은 원자 하나가 내는 방사선 단위다. 오염수 전체에 포함된 삼중수소는 860조 베크렐로 추정되고 물로 환산하면 16그램이다. 일본의 방출기준은 리터당 6만 베크렐이고 한국은 4만 베크렐로 더 엄격하다.[1]삼중수소(트리튬)는 신체에 축적될 경우 DNA 변형을 일으키거나 생식기능을 떨어뜨릴 수 있다.일본 정부의 입장은 1리터에 73만 베크렐인 후쿠시마 오염수를 방출기준인 리터당 6만 베크렐로 희석한 다음 바다에 방류하겠다는 것이다.일본은 다핵종제거설비(ALPS)라는 장비를 활용해 방사능 오염수를 정화했다고 주장하지만, 방사성 물질인 '삼중수소'(트리튬)는 제거하지 못한 것으로 알려졌다.삼중수소는 일반 수소나 중수소와 물성이 같아 산소와 결합한 물 형태로 일반적인 물속에 섞여 있으면 물리·화학적으로 분리하는 게 사실상 어렵다.삼중수소는 이미 자연 상태에 존재하고 있는 방사성 물질이며, 삼중수소가 포함된 물이나 음식을 섭취하더라도 7∼14일 내 대소변이나 땀으로 배출된다. 그러나, 일본이 바다로 오염수를 배출한 뒤 해당 해역의 수산물을 오염시키고, 이 수산물을 장시간 섭취하면 신체 내 방사성 물질이 축적될 수 있다. 삼중수소가 인체 내 정상적인 수소를 밀어내고 그 자리를 차지하면, 베타선을 방사하면서 삼중수소가 헬륨으로 바뀌는 '핵종 전환'이 일어난다. DNA에서 핵종 전환이 발생하면 유전자가 변형, 세포사멸, 생식기능 저하 등 신체 손상을 입을 수 있다.[2]국제환경단체 그린피스는 '2020 후쿠시마 방사성 오염수 위기의 현실' 보고서를 통해 "일본 정부가 방사성 오염수 위험을 축소하기 위해 삼중수소만 강조하고 있다"며 "삼중수소 말고도 오염수에 들어있는 탄소-14, 스트론튬-90, 세슘, 플루토늄, 요오드와 같은 방사성 핵종이 더 위험하다"고 주장했다.그러나, 사실상 삼중수소를 물과 분리할 방법이 없기 때문에, 배출기준으로 희석해서 바다에 방류하는 방법은 사실상 유일한 대책으로 평가되고 있다.환경단체 등은 다른 대안을 제시하기도 하는데, 현재의 천톤짜리 탱크 보다 훨씬 큰 대형 탱크를 순차적으로 건설해 교체하면, 오염수 48년치를 보관할 수 있다고 한다.다른 대안은, 미국 사바나 리버 핵시설의 오염수 처분에서 사용된 방식이다. ALPS 처리 오염수를 시멘트와 모래로 모르타르 고체화해 반지하에 처분하는 방식이다. 오염수 18년치를 처리할 수 있다고 한다.
Q. 전자레인지가 회전하며 음식을 데우는 과학적 원리는 어떤건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.전자랜지에서 나오는 전자파가 수분 입자에 충격을 주어서 수분입자들이 여기 저기 움직이면서 수분이 데워지는 방식입니다.
Q. 지구과학 용어 중에 돌연승온이 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.성층권 돌연승온이란 겨울철 북반구 성층권의 기온이 갑자기 상승하는 현상을 말한다. 이런 현상이 겨울 동안 갑자기 발생할 때 성층권 돌연승온이라 말한다. 성층권은 지표로부터 10km에서 50km 사이에 위치하며 위로 올라갈수록 따뜻해지는 특성을 가지고 있다. 성층권에는 오존이 많이 존재하여 자외선을 차단하는 역할을 한다. 성층권 돌연승온은 겨울 막바지부터 봄에 걸쳐 발생하며 수일 동안 40℃ 이상 온도가 상승할 때도 있다. 성층권 돌연승온이 발생하는 원리는 다음과 같다. 겨울 동안 극지 성층권 주변을 맴도는 바람인 극야 제트기류가 급격히 약해지면 역학적 균형을 맞추기 위해 공기가 중위도에서 북극으로 급격하게 모여들게 된다. 모인 공기는 북극 상공에서 빠져나가기 위해 상하로 흩어지고 극야 제트기류 하단에 있는 성층권에서는 강한 하강 기류가 발생하게 된다. 이렇게 아래로 갑자기 하강하는 공기는 외부와 열 교환 없이 부피가 줄어들면서 기온이 상승한다. 이를 단열압축이라고 한다. 공기의 단열압축은 급격한 온도 상승을 만들어낸다.