Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 콤프턴 효과가 EMP 현상이랑 정확히 어떤 연관이 있나요?
안녕하세요. 콤프턴 효과와 전자기 펄스(EMP)의 관계를 설명드리겠습니다. 콤프턴 효과는 광자(ex : X선 or 감마선)가 자유 전자와 충돌할때 광자의 에너지 일부를 전자에게 전달하면서, 광자의 파장이 길어지는 현상을 말합니다. 이 과정에서 광자는 에너지와 운동량을 잃고, 전자는 해당 에너지를 흡수하며 가속됩니다. 이와 관련하여 EMP와 콤프턴 효과를 연결 지을 수 있는 한 가지 시나리오는 핵폭발에서 발생하는 EMP 현상입니다. 핵폭발 시 발생하는 강력한 감마선은 대기 중의 분자 및 원자와 충돌하여 콤프턴 효과를 일으킵니다. 이 과정에서 감마선 광자가 대기의 전자들과 상호작용하여 콤프턴 산란을 일으키고, 이러한 산란 과정에서 전자들이 고속으로 가속됩니다. 가속된 전자들은 그 후 대기 중을 빠르게 이동하면서 다른 원자와 분자들의 전자를 충격으로 방출시킬 수 있습니다. 이렇게 해서 발생하는 빠른 전자들의 대량 이동은 강력한 전자기장을 형성하고, 이 전자기장이 변할 때 강력한 EMP가 발생합니다. EMP는 순식간에 광범위한 전자 기기에 영향을 줄 수 있는 강력한 전자기 펄스입니다.
Q. 우리나라에서 가장 빠른전투기로 서울에서 부산까지 날아가면 얼마나 걸릴까요?
안녕하세요. 대한민국에서 가장 빠른 전투기 중 하나로 알려진 F-15K 슬램 이글의 최고 속도는 대략 마하 2.5 정도입니다. 마하2.5는 초당 약 850미터, 즉 시속 약 3,060킬로미터에 해당합니다. 서울에서 부산까지의 거리는 대략적으로 325킬로미터 정도입니다. 이 거리를 F-15K가 최고 속도로 비행할 경우, 비행 시간을 계산해 보면 다음과 같습니다 : 비행 시간 = 거리 / 속도 = 325 km / 3060 km/h ≈ 0.106 시간 0.106시간은 약 6.36분에 해당합니다. 따라서, 이론적으로 F-15K 전투기가 최고 속도로 비행할 경우, 서울에서 부산까지 약 6분 20초 정도 걸릴 것으로 예상할 수 있습니다. 이 계산은 항공 교통 제어, 기상 조건, 비행 경로의 직선화 여부 등 실제 비행 조건을 고려하지 않은 이상적인 상황에서의 계산입니다.
Q. 우리나라에 사는 멧비둘기를 왜 영어로 Oriental Turtle Dove라고 번역해요?
안녕하세요. 멧비둘기를 영어로 'Oriental Tutle Dove'라고 부르는 이유는 주로 그들의 무늬와 특징적인 외관 때문입니다. 이 이름은 멧비둘기의 목 부위에 있는 독특한 비늘 모양의 무늬와 관련이 있습니다. 이 무늬가 거북이의 등딱지를 연상시키는데, 거북이 등딱지의 패턴과 비슷하게 보이는 둥근 비늘 모양이 특히 목덜미와 가슴에 보이기 때문입니다. 'Oriental'이라는 수식어는 이 종이 주로 동아시아 지역에서 발견되는 것을 지칭합니다. 이는 지리적 분포를 나타내는 흔한 방식 중 하나로, 해당 종이 아시아의 동부에 자주 나타나기 때문에 붙여진 이름입니다. 따라서 ,멧비둘기의 비행 속도나 움직임이 느리다는 것과는 관련이 없습니다. 오히려 그들의 물리적 특성과 지리적 분포에 따른 명명입니다.
Q. 술을 섞어 마시게 되면 숙취가 심한데요. 이유가 있나요?
안녕하세요. 술을 섞어 마시는 행위가 숙취를 악화시키는 이유는 여러 생화학적 및 대사적 요인들이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 먼저, 인체 내에서 알코올은 주로 간에서 알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase ; ADH)와 아세트알데히드 탈수소효소(aldehyde dehydrogenase ; ALDH)를 통해 대사됩니다. 이 과정에서 생성되는 아세트알데히드(acetaldehyde)는 강한 독성을 가지며, 이 화합물의 축적은 숙취의 심각성을 증가시키는 주요 원인 중 하나입니다. 서로 다른 종류의 술을 섞어 마실 경우, 이산화탄소나 다양한 알코올이 포함된 음료들 간의 상호작용으로 인해 아세트알데히드의 대사가 더욱 복잡해지고 그 양이 증가할 수 있습니다. 또, 각기 다른 술에 포함된 콩제너(congeners)-다양한 유기 화합물로 술의 맛과 색을 결정하는 성분-의 혼합은 또한 숙취를 유발할 수 있습니다. 이 콩제너들은 각기 다르게 인체에 영향을 미치며, 여러 종류의 술을 섞어 마심으로써 이러한 물질들의 상호작용이 숙취의 정도를 높일 수 있습니다. 끝으로, 알코올의 농도와 흡수율에 영향을 미치는 요소 역시 중요합니다. 서로 다른 도수의 술을 섞어 마시면, 알코올의 흡수가 빨라지거나 변동될 수 있으며, 이는 간에서의 알코올 처리 속도를 변화시켜 숙취의 강도를 증가시키는 원인이 됩니다. 이와 같은 여러 요인들이 겹쳐 숙취를 더욱 심하게 만들 수 있습니다. 따라서 숙취의 위험을 최소화하기 위해 동일한 종류의 술을 일관되게 마시는 것이 권장됩니다.
Q. 이산화탄소는 어떻게 일산화 탄소가 되는 건가요?
안녕하세요. 이산화탄소(CO₂)가 일산화탄소(CO)로 변환되는 과정은 특정 화학적 조건과 촉매의 존재 하에 일어날 수 있습니다. 이 과정은 주로 산업적 방법으로 사용되며, 고온 및 고압, 또는 적절한 촉매를 이용한 환원 반응을 통해 이루어집니다. 역물질 전환(boudouard reaction) 반응은 주로 고온에서 이루어지며, 이산화탄소가 일산화탄소로 변환될 수 있는 대표적인 화학 반응입니다. 이 과정을 반응식으로 나타내면 : 2CO₂ + C → 2CO 이 반응에서 숯(탄소, C)이 이산화탄소와 반응하여 일산화탄소를 생성합니다. 이 과정은 일반적으로 약 700℃ 이상의 고온에서 일어나며, 제철 공정에서 코크스가 이산화탄소와 반응할 때 자연스럽게 발생하기도 합니다. 촉매적 환원 반응은 특정 촉매들(ex : 니켈)의 존재 하에, 이산화탄소는 수소와 함께 반응하여 일산화탄소와 물을 형성하는 반응을 겪을 수 있습니다. 이 과정은 보통 메탄화 반응이라고 불리며, 다음과 같은 화학 반응식으로 표현될 수 있습니다 : CO₂ + H₂ → CO + H₂O 이 반응은 수소가스를 이용해 이산화탄소를 환원하는 방법으로, 합성가스 생산에 사용됩니다. 이러한 과정들은 일반적인 환경 조건에서 자연적으로 일어나기보다는 산업적 제어 하에 이루어지는 특수한 경우입니다. 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 기술은 에너지 변환, 화학 원료의 제조, 환경 관리 등 다양한 분야에서 응용할 수 있습니다.