안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
기계공학
Q. 부식에 가장 강력한 금속은 무엇일까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.스테인레스, 티타늄, 알루미늄 등이 있습니다. 어떤 금속도 결고 녹슬지 않는 것은 없습니다. 그 정도에 따라서 다른 것입니다. 그중에 스테인레스가 가장 녹이 잘 슬지 않는 것입니다.
화학
Q. 양성자치료라는게 정확하게 어떤원리로 치료 하는건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.양성자 치료는 양성자(중성자와 함께 원자핵을 구성하는 입자)를 가속하여 암 치료에 활용하는 것으로, 양성자가 가진 특이한 물리학적 성질, 이른바 '브래크 피크(Bragg Peak)'를 이용한다. 브래그 피크란 양성자가 인체 투과 시 암 조직에 도달할 무렵 체내 에너지 흡수가 절정에 달해, 암 조직에 특이적으로 많은 에너지 흡수가 일어나는 현상을 말한다. 이런 치료를 하게 되면 정상 조직에는 거의 에너지 흡수가 일어나지 않아 방사선 치료시 생길 수 있는 부작용이 거의 없어 암 환자의 치료에 효과적으로 적용될 수 있다. 즉, 기존의 방사선(X선) 치료는 암세포 뿐 아니라 방사선에 노출되는 정상세포들도 대량으로 파괴되는 부작용이 있었다. 그러나 양성자는 정상세포에 별다른 영향을 주지 않고 그냥 통과한 다음 몸 속에 숨어있는 암세포에 도달해 파괴력을 순간적으로 극대화한 후 그 자리에서 소멸돼 버린다. 이 때문에 암세포를 정밀하고 강력하게 파괴하면서도 정상세포의 피해는 최소화할 수 있다.
전기·전자
Q. 초음파식 가습기의 원리는 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 초음파 가습기 구조는 바닥면에 진동판이 있고 뒷면에 초음파 진동자가 있습니다. 이 진동자에 전기를 주면 전기 주파수에 따라 진동합니다. 그러면 진동판 표면에 있는 물이 수증기 같이 뿌연 안개형식으로 됩니다.
생물·생명
Q. 화석의 나이는어떻게 측정할수있는 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.방사성 원소의 반감기와 붕괴 속도를 가지고 측정합니다. 방사성 동위원소의 반감기나 붕괴 속도는 원소 고유의 특성으로 정해져 있는데 이를 이용하여 초기 원소와 붕괴산물의 존재 비율을 통해 붕괴 횟수와 연령를 측정할 수 있습니다.
화학
Q. 핵 연료는 공기를 필요로 하지 않은 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.원자핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있다. 핵을 이루고 있는 양성자와 중성자를 핵자라고 부르기도 한다. 원자핵을 이루고 있는 핵자들을 완전히 분리해서 자유로운 입자들로 만드는 데 필요한 에너지를 핵자의 수로 나눈 것을 평균 결합에너지라고 한다. 평균 결합 에너지는 핵자수에 따라 달라진다. 작은 원자핵에서는 핵자수가 증가함에 따라 평균 결합 에너지가 증가한다. 그러나 원자핵의 크기가 일정한 크기 이상이 되면 평균 결합 에너지는 핵자수가 증가하면 오히려 감소한다. 평균 결합 에너지가 크다는 것은 더 안정한 핵이라는 뜻이다. 결합에너지가 최대가 되는 핵자의 수는 56으로, 원자번호 26인 철(Fe)의 원자핵이 여기에 해당한다. 따라서 핵자의 수가 56보다 큰 원자핵은 핵자의 일부를 방출하면 더 안정한 상태의 핵으로 변환할 수 있고, 핵자의 수가 56보다 적은 원자핵들은 다른 원자핵과의 결합으로 더 안정한 원자핵이 될 수 있다.따라서 핵은 산소가 필요하지 않습니다
물리
Q. 보일의 법칙은 무엇이며 식으로 어떻게 나타내나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.온도가 일정하게 유지될 때, 밀폐된 기체에 가해진 외부의 압력과 기체의 부피는 반비례한다는 사실. 1660년 영국의 화학자 보일(Boyle, Robert)에 의해 실험적으로 발견되었다. 주사기의 끝을 막고 피스톤을 누르면 공기가 압축되는데 부피를 반으로 줄이기 위해서는 처음 압력보다 두 배 강한 압력으로 눌러야 한다.보일의 법칙을 좀 더 엄밀하게 표현하자면, 닫힌계에서 온도와 질량이 일정한 이상기체가 가지는 압력은 그 기체의 부피에 반비례한다는 법칙이다. 이 법칙을 수학적으로 표현하자면PV=kP 는 기체의 압력, V는 기체의 부피, k는 상수이다.
지구과학·천문우주
Q. 일식과 개기 일식, 월식과 개기 월식은 서로 다른가요 ??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.월식과 일식이 생기는 원인은 태양과 지구와 달이 일직선상에 있어 그림자가 달 또는 지구에 생기기 때문입니다.
화학공학
Q. 방탄유리는 어떻게 만들어져서 강한건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.일반적으로 방탄유리는 폴리카보네이트 적층형 방탄유리 입니다. 2장의 유리를 강한 재질의 특수 중간막에 붙여 맞춘 것이지만 방탄차의 접합유리는 플로트 유리를 여러층 쌓고 안쪽에 폴리카보네이트를 접착하여 만듭니다.
지구과학·천문우주
Q. 겨울에 내륙지역이 해안지역보다 추운 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.해안가는 물이 많은 지역입니다. 그리고 물은 비열이 높습니다. 즉 외부의 열에 크게 왔다 갔다 하지 않습니다. 상대적으로 내륙인 땅보다 비열이 높아 여름에는 온도를 낮추고 겨울에는 높이는 역활을 합니다.
전기·전자
Q. 카메라가 사진을 찍는 원리는 무엇인가요?
DSLR 등의 디지털카메라는 필름카메라처럼 렌즈를 통해 들어온 빛(피사체의 형상)을 (필름이 아닌)이미지 센서로 받아 들인 다음 이를 디지털 데이터로 바꿔 메모리에 저장한다. 이때 필름카메라의 필름 역할을 하는 것이 바로 CCD 또는 CMOS*1라고 하는 이미지센서(촬상소자)다. 이는 디지털카메라에서 가장 핵심적인 구성 요소 중 하나다. 빛과 피사체가 렌즈를 통해 카메라 내부로 들어온다. 렌즈 뒤에 위치하는 RGB(빨강, 초록, 파랑) 필터를 통과한 후에 이미지센서에 피사체의 형상이 맺힌다. 그런 다음 펜타프리즘(Penta-prism)를 거쳐 뷰파인더를 통해 우리 눈에 보이게 된다.