안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
화학
Q. 수소핵융합반응의 원리와 에너지로서의 가치가 궁금하네요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.수소핵융합은 수소 원자가 서로 결합하여 헬륨 원자를 만드는 핵반응입니다. 이 반응은 태양과 같은 별에서 일어나며, 핵융합 반응이 일어나는 곳을 플라즈마라고 합니다.수소핵융합 반응은 두 개의 수소 원자핵(양성자)이 콜롬브 힘을 이겨내고 접근하여 서로 결합합니다. 이 때 결합되는 원자핵 사이의 전력은 각각의 원자핵의 양성자들끼리 서로 밀려나는 전력보다 작아야 합니다. 원자핵들이 충분히 가까워지고 서로 물리적인 장벽을 넘으면서 반응이 진행되며, 약 15백만도에 달하는 높은 온도와 압력이 요구됩니다.수소핵융합은 에너지도 얻어낼 수 있는 핵반응입니다. 원자핵들이 결합할 때 방출되는 에너지는 질량 변화에 의해 생성됩니다. 핵융합 과정에서 일부 질량이 에너지로 바뀌는 것이죠. 이러한 에너지는 높은 온도와 압력을 유지하기 위해 필요한 입자들을 가열하고 전기를 생산하는데 사용될 수 있습니다.수소핵융합의 가치는 매우 큽니다. 핵융합은 지구상에 무한한 수소 연료가 있기 때문에, 환경 친화적인 에너지원으로 간주됩니다. 또한, 핵융합에서 생성되는 에너지는 에너지 밀도가 매우 높아서, 많은 양의 에너지를 비교적 적은 물질로 얻을 수 있습니다. 또한, 핵융합 반응에서 발생하는 방사능 폐기물이 거의 없어서 핵분열에 비해 안전한 방법이라고 할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 형상기억합금의 원리와 현재 쓰임새에대해서 궁금해요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.형상기억합금은 자기조직화 능력을 가지고 있어서 외부의 변형에 의해 변형된 형태를 기억하고, 특정한 조건이 만들어지면 변형된 형태로 돌아가는 능력을 가지고 있는 재료입니다.형상기억합금의 작동 원리는 다음과 같습니다:변형 단계: 형상기억합금은 플라스틱 상태에서 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있습니다.상태 고정 단계: 외력이 제거되었을 때, 형상기억합금은 변형된 상태를 유지하는 데 상당한 양의 에너지를 소비하여 고정합니다.복구 단계: 복구 온도가 도달되면, 형상기억합금은 변형된 상태에서 원래의 형태로 돌아갑니다.형상기억합금은 다양한 쓰임새를 가지고 있습니다:의료 분야: 형상기억합금은 치아 교정 및 치과용 치구, 혈관 재건 등의 의료 기기에 널리 사용됩니다.자동차 및 항공우주 산업: 형상기억합금은 엔진 부품, 변속기, 에어백 시스템, 배기 시스템 등 자동차 및 항공기에서 사용되며, 신뢰성과 내구성을 높여줍니다.가전 제품: 형상기억합금은 테스타 사이클 제품(그릴, 토스터 등)의 온도 제어 장치에 사용됩니다.의류 및 섬유 산업: 형상기억합금은 스마트 의류, 안전복, 슈즈 등의 제작에 사용됩니다.건축 산업: 형상기억합금은 건축 구조물에서 임팩트 저항성을 강화하는 데 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양의 역활과 태양의 존재이유에 대해서 궁금하네요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.태양은 우리 태양계의 중심에 위치한 별로, 지구를 포함한 행성들과 다른 천체들을 빛과 열을 제공하는 역할을 합니다. 태양은 수소와 헬륨 등의 가스로 이루어져 있으며, 중심에서 매우 높은 온도와 압력으로 핵융합이 이루어집니다. 이 핵융합 반응으로 인해 매우 강력한 열과 빛이 발생하게 됩니다.태양의 존재 이유는 우주의 초기에 엄청난 양의 가스와 먼지가 모여 원형태를 띄우게 되는 과정에서 태양과 별들이 형성되었기 때문입니다. 태양은 대부분의 별들과 마찬가지로 중력을 이용하여 원심력과 평형선이 이루어질 때 형성되게 되었습니다.태양은 중력과 압력, 온도로 인해 핵융합이 이뤄지며 이로 인해 방출되는 에너지는 태양이 지구를 비롯한 행성들을 가열하고, 빛과 열을 제공합니다. 태양을 통해 우리는 주변 환경을 알아보고, 낮과 밤의 변화, 계절의 변화 등의 현상을 경험할 수 있습니다. 또한 태양의 빛과 열은 지구 생명체들에게 에너지를 제공하여 생명을 유지하고 성장할 수 있는 기폭제 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 자전을 안 하는 행성도 있나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.네, 자전을 하지 않는 행성도 있습니다. 자전은 행성이 자전축을 중심으로 자전하는 것을 말합니다. 자전을 하는 행성들은 지구처럼 자전축이 기울어져 있기 때문에 낮과 밤이 생기고 계절 변화가 발생합니다.하지만 자전을 하지 않는 행성들은 자전축이 거의 기울어져 있지 않아서 지구와 같은 낮과 밤의 변화나 계절 변화가 크게 일어나지 않습니다. 이러한 행성들은 일정한 온도와 날씨를 유지하는 경향이 있습니다.예를 들어, 금성은 거의 자전을 하지 않는 행성으로 알려져 있습니다. 금성은 자전축이 거의 기울어져 있지 않아서 하루에 해당하는 시간인 금성일은 지구의 약 243일에 해당합니다. 따라서 금성은 긴 낮과 긴 밤을 가지고 있고, 지구처럼 낮과 밤이 번갈아 가며 일어나는 것이 아닙니다.
생물·생명
Q. 새집을 만들어서 거치해놓았는데 새들이 안들어오네요. 새들이 좋아하는 높이가 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.새들은 다양한 종류와 선호도를 가지고 있기 때문에, 모든 새가 같은 높이를 선호하는 것은 아닙니다. 하지만 보통 새들은 높이가 높은 위치를 선호하며, 새집을 설치할 때는 이를 고려해야 합니다.일반적으로 새들은 나무나 건물 등 높은 위치에 새집을 만들어두면 보다 편안하게 이용할 수 있습니다. 높은 위치에 설치할 경우 새들은 더 안전하게 느껴지고 먹이를 더 쉽게 찾을 수 있습니다.따라서 새들이 더욱 관심을 가질 수 있도록 새집을 더 높은 위치나 더 안전한 곳에 다시 설치해 보실 것을 권장합니다. 또한 새들이 종류에 따라 선호하는 높이나 모양이 다를 수 있으므로, 새집 설치 장소의 조건을 조금씩 변경하면서 새들의 반응을 관찰해 보는 것도 좋은 방법입니다.