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에너지

  • [Photo] 옐로나이프를 감싼 ‘천상의 커튼’ 가을은 오로라의 계절이다. 오로라는 보통 9월 초부터 이듬해 4월까지 볼 수 있는데 특히 맑고 캄캄한 밤하늘에서 잘 보인다. 오로라는 태양에서 날아온 하전입자 일부가 지구 자기장에 이끌려 대기로 진입하면서 공기와 반응해 빛을 내는 현상이다. 따라서 지구 자극과 인접한 위도 60°~80° 지역에서 주로 나타난다. 오로라는 색과 모양이 다양하다. 보통은 녹색이나 연두색을 띠는데 종종 붉은색이나 푸른색, 보라색이 보이기도 한다. 모양은 길게 늘어지기도 하고 비틀어지기도 하고 태양 활동에 따라 시시각각 바뀐다. 사진은 ‘오로라의 수도’라고 불리는 캐나다 노스웨스트주의 옐로나이프에서 촬영한 것이다. 더 많은 오로라 영상은 과학동아천문대 ‘오로라 특별프로그램’에서 만나볼 수 있다.
  • Part 2. 양자역학, 인류의 물질관을 재정립하다 유료 기원전 5~6세기경 찬란한 철학적 사고를 개발했던 그리스인들은 물질에 대해서도 철학적 이론을 제시했다. 불과 물, 흙, 공기가 서로 조합해서 물질을 만든다는 주장이다. 오늘날의 관점에서는 이해하기 어려운 말이다. 물질을 구성하는 것은 뭔가 물질보다 더 단순한 것이어야 할 텐데, 물과 불, 흙, 공기는 이미 그 자체가 물질이라 다른 물질에 비해 더 단순하지 않다. 오직 데모크리토스만이 물질을 이해하는 올바른 패러다임을 제시했다. “물질의 근원이 뭔지 알고 싶으면 쪼개라! 쪼개고 또 쪼개면 결국 그 물질의 근원이 나올 것이다!” 하지만 물질을 영원히 계속 쪼갤 수 있다면 결국 아무 것도 남지 않을 테니 언젠가는 더 이상 쪼갤 수 없는 단위에 다다를 것이다. 이때 우리는 ‘더 이상 쪼갤 수 없다’는 의미의 멋진 단어, ‘원자(Atom)’...
  • 서울공대카페 54 화학생물공학부[Career] 에너지를 생산하는 ‘밥솥’을 만든다면? 유료 운이 좋았다. 인터뷰 요청 차 연락한 이종민 서울대 화학생물공학부 교수는 미국에 있었다. ‘인터뷰를 못하겠구나’라고 생각했는데, 운이 좋게도 이 교수는 “며칠 뒤 잠깐 한국에 올 일이 있다”고 했다. 지도 학생들의 박사 논문 심사 때문이었다. 어렵사리 만난 이 교수와 미국 생활과 연구에 대해 이야기를 나눴다. 맛있는 ‘에너지’를 짓는 밥솥 “연구년이라서 미국 매사추세츠공대(MIT)에서 1년간 연구하고 있어요. 올해 8월이면 돌아옵니다. 한 학기는 학생들을 가르쳤고, 나머지 한 학기는 연구에 집중하고 있습니다.” 미국에서 박사학위를 받은 터라 미국 생활이 익숙하지만, 그래도 한국 학생들과 학교가 그립다고 했다. 이 교수가 미국에서 하고 있는 연구는 한국에서 하던 화학공정 연구의 연장선이다. ‘화알못(화학...
  • PART4. 핵융합 실현 기술 500테라와트(TW). 미국 전역에서 사용하는 순간 전력량의 무려 1000배에 이르는 에너지다. 이 막대한 에너지가 새끼 손톱만한 한 점에 집중된다. 지구에서 가장 강력한 레이저에 실린 채로다. 화력이 집중되는 지점에 놓인 작은 금속 원통 용기 안에서는 지구에서는 볼 수 없는 물리현상이 나타난다. 벽을 이루는 금 성분이 강력한 엑스선을 방출하기 시작한다. 금속 용기 한가운데는 1억 분의 1초 만에 온도가 4000만K까지 치솟는다. 이 원통의 중심부에 놓인 작은 물질은 순간적으로 폭발을 일으킨다. 폭발의 반작용으로 물질 내부에서는 별의 중심부에서나 만날 수 있는 초고밀도의 압축이 일어난다. 그리고 그 속에서 별의 에너지가 탄생한 다. 핵융합이 일어나는 것이다. 이것은 미국 캘리포니아주 리버모어의 국립점화시설(NIF)에서 하고 있는 독특한 핵융합 실험이다. ‘관...
  • PART7. 인류의 꿈이 모였다 이터(ITER) “쿵쾅쿵쾅!” 이현곤 이터(ITER)한국사업단 기술본부장이 보여주는 사진을 가만히 들여다 보자, 귓가로 둔탁한 해머 소리가 들리는 듯 했다. 활엽수가 무성하게 덮인 벌판 한가운데에 놓인 가로 1km, 세로 0.5km의 부지 위로 남프랑스 프로방스의 따스한 햇살이 내리쬐고 있었다. 현재 거대한 건물을 짓기 위한 기초작업이 한창이었다. 이곳에서는 진짜 발전소 규모의 장치를 이용해서 핵융합 에너지 실험을 진행한다. 실제 전기 생산 직전까지 실험 이터는 기념비적인 프로젝트다. 지금까지 연구해온 초전도 토카막 건설과 운영 기술, 플라스마 물리학 지식을 총동원해 지상에 초대형 핵융합 장치를 건설한다. 반경은 케이스타의 약 3배, 부피는 약 25배에 이른다. 미래의 상용 핵융합로에 필요한 규모와 거의 같다. 이터는 스스로 타면서 핵융합 에너지를 만들 수 있는 최...