안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 핵융합발전으로 순에너지를 생산하는데 성공했다는데?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.미국 정부가 무한 청정에너지로 기대되는 핵융합 발전을 실현하는 데 필요한 첫번째 이정표에 도달했다. 핵융합발전은 태양이 에너지를 만들어내는 방식과 같아 '인공태양'으로도 불린다.제니퍼 그랜홈 미국 에너지부 장관은 13일(현지시간) '로런스 리버모어 국립연구소'(LLNL)에 있는 핵융합 연구 시설 '국립점화시설'(NIF)의 연구팀이 지난 5일 핵융합 '점화'(ignition)를 처음으로 성공했다고 발표했다.행융합 점화는 핵융합을 일으키기 위해 투입한 에너지보다 더 많은 에너지를 핵융합 반응으로 생산하는 것을 의미한다. 이에 성공하면 에너지를 추가로 투입하지 않아도 핵융합 반응이 지속해서 연쇄적으로 일어날 수 있기 때문에 핵융합 연구에 중대한 이정표로 평가된다. 핵융합이 일어나려면 수소의 원자핵과 전자가 분리된 상태인 플라스마를 만들고 이를 초고압 초고온으로 가열해 원자핵끼리 융합하도록 해야 한다.NIF에서는 중수소와 삼중수소가 들어 있는 BB탄 크기의 금속 캡슐에 강력한 레이저를 쏴 내부를 초고압 초고온 상태로 만들어 핵융합을 일으키는 '관성 가둠 핵융합'(Inertia Confinement Fusion) 방식을 연구해왔다. NIF 연구팀은 지난 5일 실험에서 2.05메가줄(MJ)의 에너지를 투입해 3.15MJ의 핵융합 에너지를 얻어냈다. '줄'(J)은 에너지 및 일의 국제표준 단위로, 1J은 1N(뉴턴·힘의 단위로 1N은 질량 1kg인 물체에 작용했을 때 가속도 1m/sec2로 움직이게 하는 힘을 말한다)의 힘으로 물체를 힘의 방향으로 1m 만큼 움직이는 동안 하는 일 또는 그렇게 움직이는 데 필요한 에너지를 말한다. 에너지부는 이 실험으로 관성 가둠 핵융합의 가장 근본적인 과학적 근거를 입증했다고 설명했다.원본보기美, 핵융합 발전 연구성과 발표(워싱턴 AFP=연합뉴스) 제니퍼 그랜홈 미국 에너지부 장관(왼쪽), 킴벌리 부딜'로런스 리버모어 국립연구소'(LLNL) 연구소장(가운데)이 13일(현지시간) 기자회견에서 핵융합 발전 관련 연구성과를 발표하고 있다. 2022.12.13킴벌리 부딜 LLNL 연구소장은 이날 브리핑에서 "실험실 환경에서조차 캡슐을 점화하지 못하면 관성 가둠 방식을 활용한 핵융합 발전을 기대할 수 없다"며 "우리는 매우 오랫동안 이 근본적인 첫 발걸음을 내딛지 못해서 핵융합 연구에 진전이 없었다"고 설명했다. 그랜홈 장관은 "핵융합 점화를 실현하는 데 경력을 바친 NIF 연구자와 직원들이 이룬 획기적인 성과이며 이 이정표가 더 많은 발견으로 이어질 것을 의심하지 않는다"고 말했다. 그러나 이번 성과가 안정적인 핵융합 발전으로 이어지기에는 극복해야 할 과제가 여전히 많다.NIF가 핵융합을 일으키는 데 사용한 레이저 장비는 레이저를 만드는 데 사용한 에너지의 극히 일부만 실제 레이저로 전환하는 등 상업용 발전소에서 이용하기에는 너무 크고 비싸고 비효율적이다. 또 핵융합 발전을 하려면 처음에 에너지를 공급한 뒤로는 자체적으로 핵융합 반응이 연쇄적으로 일어나야 하는데 현재 NIF 시설은 한 번에 한 건의 핵융합 반응을 일으키는 것만 가능하다. 부딜 연구소장은 상업적 핵융합 발전이 언제 가능하겠느냐는 질문에 "과학뿐 아니라 기술적으로 넘어야 할 매우 큰 장애물들이 있다"고 말했다.그는 "이번에는 한 번에 하나의 캡슐을 점화했지만, 상업적으로 핵융합 에너지를 생산하려면 1분 이내에 더 많은 점화가 일어나야 한다"며 "기반 기술 연구에 노력과 투자를 집중하면 몇십 년 내에 발전소를 지을 수 있을 것"이라고 전망했다.
Q. 삼산화탄소도 존재하는 물질인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.삼산화 탄소(CO3)는 탄소(옥소카본)의 불안정한 산화물이다. 삼산화 탄소의 가능한 등산화 탄소는 분자 대칭점군s C, D, C를3h2v 포함한다. 다이옥시레인으로 구성된 C 상태는2v 분자의 지상 상태임이 밝혀졌다.[1] 삼산화 탄소는 안정적인 탄산염 이온(CO32−)과 혼동해서는 안 된다.예를 들어, 삼산화 탄소는 플라즈마의 자유 전자에 의해 분자 산소에서 생성된 이산화탄소(CO2)와 원자 산소(O) 사이의 반응에 의한 음의 코로나 방전의 표류지대에서 생성될 수 있다.[2] 보고된 또 다른 방법은 253.7 nm의22 빛으로 조사된 -45°C에서 액체 CO 또는3 CO/SF 혼합물에 용해된 오존 O의 광분해다. CO3 형성은 추론되지만 1분보다 수명이 훨씬 짧은 경로 2CO3 → 2CO2 + O에2 의해 자연적으로 붕괴하는 것으로 보인다.[3] 삼산화 탄소는 드라이아이스(고체 CO2)에서 오존을 불어 만들 수 있으며 일산화탄소(CO)와 분자산소(O2)의 반응에서도 검출됐다. 지상 상태 C2v 이소머와 함께,[4] D3h 이소머의 첫 분광 검출은 전자-비방사성 이산화탄소 체스에서 이루어졌다.
Q. 자연의 물은 왜 표면부터 얼기시작하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.표면부터 찬기운이 닿기 때문입니다. 보통 추위는 북쪽에서 찬공기가 밀려 오면서 시작됩니다.
Q. 와이파이 공유기의 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.와이파이, Wireless LAN(WLAN)는 Wireless Fidelity의 약자로 무선 접속장치(AP : Access Point,쉽게말해 핫스팟 이라고도 하죠.)가 설치된 곳에서 전파나 적외선 전송 방식을 이용하여 일정 거리 안에서 무선 인터넷을할 수 있는 근거리 통신망을 칭하는기술 입니다.와이파이의 원리와이파이는 쉽게 말해 '무선 인터넷이 가능한 통신망 중 하나'라고 정의내릴 수 있는데요인터넷 신호가 흐르고 있는 유선 인터넷 신호를 기반으로 한 와이파이는이 회선에 무선 공유기를 설치하여 무선 공유기가 인터넷 신호를 무선 신호로 바꾸어서뿌려주는 원리를 가지고 있습니다.그럼 뿌려진 무선 신호들은 기기들이 받아 무선 인터넷을 사용할 수 있게 되는 것이지요와이파이의 단점와이파이는 3G망에 비해 무선 인터넷 속도가 빠르지만 무선공유기가 뿌리는 와이파이 신호가 닿는 곳,즉 와이파이 존에서만 사용할 수 있기 때문에 쓸 수 있는 공간이 비교적 제한적이며그렇다고 AP를 무분별하게 설치하게 되면 전파가 간접현상을 일으켜 오히려 무선 인터넷의 속도가 느려질 수 있답니다.여기까지 한번 간단하게 와이파이에 대해 알아보았는데요
Q. 동물들은 갑자기 재앙이 오거나 환경이 변하는 것을 미리 감지하는게 사실인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.동물들은 지진을 감지할수 있습니다.첫째는 조류의 행동입니다.조류는 일반적으로 환경의 변화에 매우 민감하게 반응하는데,그 중에서도 비둘기의 능력은 타의 추종을 불허합니다.중국에서 연구한 결과에 따르면 규모 3 이상의 지진이 발생할때,진언지로부터 반경 50km 이내에 있는 비둘기들이 위험을 감지고,24시간 이내에 다른 곳으로 떠났다고 합니다.비둘기가 이처럼 지진을 감지할수 있는 것은,발에 예민한 진동 감지 기관이 있기 때문입니다.비둘기 이외에 까마귀나 카나리아, 잉꼬 같은애완용 새들도 지진에 매우 민감하게 반응합니다.1. 비둘기와 까마귀가 갑자기 사라져 버린다.2. 새장속에 있는 새들이 탈출하려고 새장에부딪치는 등 난폭한 행동을 보인다.둘째는 어류의 행동입니다.물 속에 사는 어류는 지진을 일으키는 지각 속 단층의 움직임에 매우민감한 것으로 알려져 있습니다.바닷물고기-1995년 고베 대지진이 발생하기 전후 어획량이 갑자기 급증하였습니다.어떤 곳은 평소보다 10배나 많은 어획량을 올렸습니다.또 참돔, 붕장어 등 깊은 바다 속에서 사는 바닷물고기들이 떼를 지어수만 가까이 올라 왔다고 합니다.민물고기-강이나 연못 호수 등에 사는 민물고기들 중에서 가장 쉽게 지진의 징후를알려주는 건 잉어입니다.대지진이 발생하기 전에는 반드시 무엇인가에 놀란 것처럼잉어 떼가 수면 위로 뛰어오르는 모습이 목격되었습니다.셋째는 파충류의 행동입니다.모든 동물 중에서 지진 발생을 가장 먼저 인지하는 동물은 뱀이라고 합니다.겨울 뱀은 위험하다 라는 일본 속담이 있는데,이는 동면하던 뱀이 지진이 진행되면서 생기는 지각의 변동, 아황산가스의 분출,전자파의 변화 등에 민감하게 반응해 땅 위로 대피하기 때문입니다.1855년 일본에서는 지진 전날 곳곳에 뱀 떼가 출몰하였고,1976년 루마니아 지진때는 수많은 살무사가 곳곳에서 출몰해 얼어 죽었다고 합니다.또 1976년 중국의 당산대지진 때는 지진 전날 꽃뱀들이 바위에 똬리를 튼채꼼짝도 안했다고 합니다.넷째는 양서류의 행동입니다.개구리의 이상 행동은 뱀이 보여주는 것과 비슷합니다.1976년 중국 당산 대지진 때는 지진이 발생하기 몇 시간 전에엄청난 수의 개구리 떼가 이동하는 것이 목격되었습니다.마지막, 포유류의 행동입니다.개- 고베 대지진 때 보고된 동물들의 이상 행동에는 개의 경우가 가장 많았습니다.이것은 사람들이 개를 많이 키우는 데다 평소와 다른 행동을 쉽게 눈에 띄었기 때문입니다.지진이 일어나기 전, 개들이 흥분해서 특별한 이유 없이 여기저기 마구 뛰어다니다거나,아주 난폭해졌으면 구슬푸게 짖어 대거나 으르렁대는 경우도 많았습니다.고양이- 대부분의 고양이들은 지진이 일어나기 직전에 조용히 집에서 사라져 버린다고 합니다.일보에는 '지진이 일어나기 전에 고양이는 높은 나무 위로 올라가 운다'는 옛말이전해지는데, 실제로 지진이 일어나기 전에 높은 나무로 올라간 고양이도 있다고 합니다.그 밖에도 좀처럼 가만히 있지 못하거나 집 안에서 우왕좌왕하면서 계속 돌아다니는경우도 많고, 계속해서 고양이 세수를 하거나 슬픈 목소리로 운다고 합니다.쥐- 1923년 관동 대지진이 발생하기 직전에 동경에 있던 쥐들이갑자기 사라져 버린 일화가 있습니다.또한 고베 대지진 때도 쥐들이 사라져 버렸다는 사례가 곳곳에서 보고되었습니다.지진이 임박하면 쥐들은 평소와 달리 쥐덫에 쉽게 걸리고,흥분해서 집 안을 배회한다고 합니다.