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과학 기타깨끗하고 없어지지않는 ‘핵융합에너지’ 만들수 있을까?
KSTAR 인공태양 개발 사업 이끌어…플라즈마 실험 가시적 성과 오늘날 우리는 단 1분，1초도 에너지 없이 살 수없다. 휴대폰,MP3，비디오 게임, 컴퓨터，DMB TV 등 우리 주변의 전자기기 역시 에너지 없이는 움직일 수 없다. 전등，전기난로，에어컨，TV,자동차가 아니더라도 우리 삶을 즐겁고 편리하게 해 주는 발명품들은 모두 어떤 형태로든지 에너지를 필요로 한다. 따라서 우리의 삶이 더 편해지고 즐거워지기를 원하면 에너지 수요도 점점 더 늘 수밖에 없다. 우리가 필요한 만큼의 에너지를 얼마든지 얻을 수 있는 것은 아니지만 핵융합에너지는 무한 에너지에 대한 인류의 꿈을 현실로 만들어 줄지도 모른다.⊙ 제4의 물질상태인 플라즈마핵융합 에너지는 환경적으로 깨끗한 에너지를 무한정 제공할 수 있는 매력을 가지고 있어 전 세계에서도 핵융합을 이용해 에너지를 만들려는 노력이 끊임없이 이루어져 왔다. 그러나 핵융합 에너지를 얻기 위해서는 연료를 태양보다 더 뜨거운 1억도 이상으로 가열해야 하는데 그렇게 뜨거운 것을 담을 용기를 만들 수 있는 물질이 지구상에는 아직 존재하지 않는다. 인공 태양에 대한 연구는 바로 이 문제에서부터 출발한다.태양과 같이 스스로 빛을 내는 별들은 핵융합반응을 통해 에너지를 발생한다. 별들의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태인데 이러한 상태에서는 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어난다. 이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데 이를 '핵융합에너지'라고 한다.우리가 사는 지구상에는 중성 원자가 핵과 전자가 서로 떨어져 각자 따로 존재
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과학 기타폭설… 한파… 홍수… 지구촌 기상이변 왜?
기상학자들 지구온난화 논란… 한반도 생태계 위협 올 겨울 들어 눈이 많이 내리고 있다. 지난 4일 서울에 25.8㎝의 눈이 내려 기상 관측 역사 103년 만에 서울시내 최대 적설량을 기록하기도 했다.이는 비단 우리나라만의 현상은 아니다. 아시아와 남미, 호주, 유럽을 비롯한 지구촌 곳곳에서 폭설과 한파, 홍수 등 기상이변이 속출하고 있다. 월스트리트저널(WSJ) 등 주요 외신에 따르면 영국은 30년 만의 한파로 도시 곳곳이 상당 부분 마비됐다. 스코틀랜드 등 영국 북부지방에서는 지난 5일(현지시간) 15㎝ 안팎의 눈이 내렸다. 벨기에, 이탈리아 등 전 유럽이 눈과 추위로 몸살을 앓고 있는 가운데 폴란드 동부에서는 폭설로 71명의 노숙자가 동사하고 강물이 불어나 둑이 터졌다. 고립된 마을 주민들은 한파 속에 홍수까지 만나 큰 어려움에 처하기도 했다.이런 기상 이변의 원인으로 기상학자들은 지구온난화를 지목하고 있다. 과연 현재 한반도의 온난화는 어디까지 진행돼 있을까?⊙ 한반도 대표 수종인 소나무를 볼 수 없다?'남산 위에 저 소나무'라는 가사로 시작하는 애국가 2절은 몇 십년 안에 바뀌어야 할지도 모른다. 지구온난화가 지금과 같은 속도로 진행되면 남산 위에서 소나무를 못 볼 수도 있기 때문이다. 지구의 온도가 조금씩 높아지면서 한반도의 기후도 달라지고 있다. 지난 100년 동안 전 세계 기온은 섭씨 0.7도 정도 상승했지만 한반도는 1.7도가 오르는 등 한국의 평균기온 변화는 전 세계의 변동 폭보다 큰 것으로 나타났다. 특히 앞으로 20~30년은 지금까지 올라간 속도보다 훨씬 더 빨라질 것으로 보인다. 100년 뒤에는 '아열대 기후'에 속하게 될지도 모른다는 한반도의 겨울 풍경도
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과학 기타새가 항공기에 부딪쳐 일어나는 사고 크게 줄인다
이동 로봇·음향 등 이용한 다중 조류퇴치 시스템 국내 개발항공기 안전의 치명적 위협 요인인 조류 충돌 사고(버드 스트라이크)를 획기적으로 줄일 수 있는 신개념 공항 조류 퇴치 시스템이 국내 기술로 개발된다. 지난 16일 한국원자력연구원을 주관 연구기관으로 LIG넥스원,경원훼라이트공업，한국환경생태연구소 등이 참여하는 컨소시엄은 국내 군 및 민간 공항 내 조류 충돌 사고를 획기적으로 줄일 수 있는 ‘반자율 이동로봇과 극지향성 음향 송출을 이용한 공항 내 조류 퇴치 시스템’(과제책임자 김창회 한국원자력연구원 계측제어인간공학연구부 박사)을 2012년까지 개발하기로 하고 시스템 개발에 착수했다.⊙ 조류는 항공기의 적 공항에서의 조류 퇴치는 국제적인 미해결 과제다. 조류충돌 사고는 인적，물적 피해뿐만 아니라 공항의 이미지 실추 등 다양한 형태로 피해를 양산하고 있다. ICAO(국제민간항공기구)의 2003년 보고에 따르면 조류 충돌 사고(버드 스트라이크)로 400명 이상 사망하고 420대의 항공기에 치명적 파손이 발생했으며 조류충돌사고의 90% 이상이 이착륙시 발생했다. 이는 국내 공항에서도 비슷하다. 사고 발생 높이는 주로 지상으로부터 약 300m 이하에서 발생했으며 사고 발생시간은 40%이상이 야간에 발생했다. FAA(미연방항공청)는 2004년 6360건의 조류충돌 사고가 발생한 것으로 보고하고 있으며 그 통계에 따르면 민항기 관련하여 1990년부터 2007년까지 약 8만 건의 조류충돌 사고가 발생했다. 이를 전체 비행 편과 비교해보면 약 1만번 비행할 때 한번씩 조류충돌 사건이 발생한 셈이다. 버드 스트라이크는 적은 사고 빈도에도 불구하고 사고의 종류에 따라 많은 인적，물적 피
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과학 기타태평양 해저 땅에 한글 이름 붙인 사연은?
장보고·아리랑·백두·온누리 등 공해상 4곳 우리말로 우리 영토 연상 효과… 해양 자원 개발 주도권 확보 매년 여름에서 가을까지 우리나라에 많은 피해를 주는 태풍. 2000년 이후 태풍의 이름은 서양식이 아니라 아시아권에서 쓰는 지명이나 인명에서 따온 것이 대부분으로 바뀌었다.1999년까지 북서태평양에서의 태풍 이름은 괌에 있는 미국 태풍합동경보센터에서 정한 이름을 사용했다. 그러나 2000년부터는 아시아태풍위원회에서 아시아 각국 국민들의 태풍에 대한 관심을 높이고 태풍 경계를 강화하기 위해서 태풍 이름을 서양식에서 아시아 지역 14개국의 고유한 이름으로 변경하여 사용하고 있다.우리나라에서는 당시 '개미', '나리', '장미', '수달', '노루', '제비', '너구리', '고니', '메기', '나비' 등 10가지의 태풍 이름을 제출했고 북한에서도 '기러기' 등 10개의 이름을 냈다. 최근 수달이라는 태풍의 피해가 커서 이름을 '미리내'로 바꾸기로 한 것을 제외하고는 2000년 이후 심심찮게 '한국산 태풍'이 오고 있다.그렇다면 장보고, 아리랑, 백두, 온누리는 뭘까? 이 단어들은 모두 지난 9월 정식 국제지명으로 채택된 한글로 된 땅이름이다. 그러면 이런 이름이 붙여진 곳은 어디일까. 바로 태평양 한가운데 바다 속이다.최근 프랑스 브레스트에서 열린 제22회 국제해저지명소위원회(SCUFN) 회의에서 태평양 해역 북마리아나 제도와 마셜 군도 사이에 위치한 해산 4곳의 이름을 장보고 해산과 아리랑, 백두, 온누리 평정해산으로 결정했다. 우리나라가 직접 신청해 우리말 이름을 붙인 공해상 해저지명이 정식 채택된 것은 이번이 처음이다. 우리나라 주변 해역도 아닌 태평양에 한글이름을 붙인 사연은
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과학 기타한국, 원자력 역사 50년만에 ‘원자력 수출국’ 된다
원자력硏·대우건설 컨소시엄，사상 첫 원자로 플랜트 수출 우리나라가 원자력기술개발에 나선 지 50년 만에 처음으로 원자로 플랜트(종합시설) 수출에 성공했다. 지난 4일 교육과학기술부는 한국원자력연구원(원장 양명승)과 국내 건설사인 ㈜대우건설(대표이사 서종욱) 컨소시엄(한국원자력연구원 컨소시엄)이 요르단 정부가 국제 경쟁입찰로 발주한 연구 및 교육용 원자로(가칭 JRTR: Jordan Research and Training Reactor) 건설사업의 국제 경쟁입찰에서 최우선협상대상자로 선정돼 계약을 위한 협상 절차에 착수한다고 발표했다.⊙ 원자로 플랜트 첫 수출 쾌거핵을 사용하는 원자로는 시스템의 작은 오류나 미세한 균열로도 큰 재앙을 가져올 수 있기 때문에 안전성과 신뢰성이 가장 중요하다. 이 때문에 원자로 플랜트를 수입하고자 하는 나라는 입찰자의 과거 수출 실적을 가장 중요하게 고려한다. 지금까지 우리나라는 세계 최고 수준에 근접한 원자력 기술을 가지고 있음에도 불구하고 수출 실적이 없어 세계 원자력발전소 시장에 본격적으로 뛰어들기 어려웠다. 이번 연구용 원자로 플랜트 수출은 향후 황금알을 낳는 거위가 될 것으로 전망되는 대형 상용원전 시장에 우리나라가 본격적으로 진출하게 되는 신호탄이 될 전망이다.요르단 최초의 원자로 건설이 될 이번 사업은 요르단이 원자력 발전 도입을 앞두고 인프라 구축을 위해 추진 중인 연구 및 교육용 원자로 건설 프로젝트로 원자력 인력 교육 훈련 및 방사성동위원소 생산, 중성자 과학 연구 등에 활용할 열출력 5MW급(10MW로 성능 향상 가능) 개방수조형 다목적 원자로와 동위원소 생산시설 등을 2014년까지 건설하는 것을 골자로 한다.연구용 원
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과학 기타우주를 떠도는 쓰레기가 갑자기 하늘에서 떨어진다면…
지구궤도 떠도는 인공위성 잔해·파편 등 골칫거리로 우리는 매일같이 많은 쓰레기를 버리고 산다. 정작 버리면서도 쓰레기가 어디로 가는지에 대해서는 관심이 없다. 우리가 버리는 쓰레기는 대체 어디로 가는걸까? 답은 태워지거나 묻히거나 아니면 바다에 뿌려진다. 하지만 이런 쓰레기가 우주를 떠돌고 있다면 어떨까? 어느 순간 하늘에서 떨어지는 쓰레기에 머리를 다칠지도 모른다.현재 지구궤도를 돌고 있는 것은 달만이 아니다. 우선 약 800여기의 인공위성이 지구궤도를 돌면서 통신이나 탐사 등의 임무를 수행한다. 1957년 세계 최초의 위성인 스푸트니크 1호가 발사된 이래 약 6000여기의 인공위성이 우주에 올려졌고 국제우주정거장(ISS)도 건설되고 있다. 한국도 무궁화, 아리랑, 우리별 등의 다양한 인공위성을 운용하고 있지 않은가.한편 2002년 9월에 미국 애리조나주의 한 아마추어 천문가는 최대 크기 50m 정도로 추정되고 지구 주위를 50일 주기로 공전하는 흥미로운 물체를 발견했는데 이 물체는 과학자들의 관심을 불러 일으켰고 J002E2라는 이름까지 붙여졌다. 당시 영국 BBC방송은 지구를 도는 새로운 위성일지 모른다고 보도하기도 했다. 조사결과 J002E2는 1969년 발사된 우주선 아폴로 12호의 잔해로 판명되는 해프닝을 일으켰다. 아폴로 12호를 실은 새턴V 로켓에서 분리된 3단 연료통이 오랫동안 태양 주위를 돌다가 지구를 도는 궤도로 돌아온 것. 이것이 바로 우주쓰레기다.⊙ 우주쓰레기는 무엇일까? 처리방법은?대형 위성이나 우주 정거장은 수명이 다하면 우주쓰레기를 만들지 않기 위해 지구에 떨어뜨린다. 대표적인 것이 2001년 2월 수장된 러시아의 우주 정거장 미르이다. 러시
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과학 기타휘어지는 전자제품 만드는 ‘반도체 나노 도핑’ 기술 개발
국내 연구진 세계 최초로…반도체 강국 명성 드높여 국내 연구진이 차세대 나노반도체 상용화에 기여할 수 있는 핵심 기술을 개발하는 데 성공했다. 지난 10년간 나노기술 분야에서 풀리지 않는 숙제로만 여겨지던 '반도체 나노결정 도핑 기술'이 국내 연구진에 의해 처음 개발된 것. 이 기술은 우리나라가 차세대 나노 반도체 공정 기술을 주도해 반도체 기술 강국으로서의 명성을 이어나갈 수 있는 길을 열었다는 평가다. ⊙ 반도체 산업의 핵심인 도핑 공정지난 16일 현택환 서울대 화학생물공학부 교수와 박사과정의 유정호 연구원은 반도체 결정 핵이 만들어지는 과정에서 나노미터(㎚，10억분의 1m) 단위의 도핑(doping)을 할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 발표했다. 이 연구 결과는 나노 분야의 세계적인 권위지인 '네이처 머터리얼스(Nature Materials)' 인터넷판에 게재됐다.지난 10년간 전 세계적으로 나노기술 개발 경쟁이 치열하게 이루어지고 있다. 이런 가운데 반도체 나노 결정과 관련된 제조공정，LED(발광다이오드)，태양전지，메모리 소자 등 다양한 분야의 산업화와 관련된 연구가 진행돼왔다. 반도체 나노결정은 카드뮴 셀레나이드(CdSe) 자성반도체(스핀트로닉스)를 만드는 주 재료다. 그러나 반도체 나노결정 도핑 기술은 나노결정이라는 매우 작은 크기와 안정성 등으로 인해 학계에서는 도핑이 매우 어렵다고 인식되어 왔으며 기존에 보고된 도핑 효율도 1%에 지나지 않았다.도핑이란 불순물을 의도적으로 주입해 물질의 전기적，광학적，자기적 성질을 조절하는 것을 말한다. 실리콘과 같은 물질에 인이나 붕소 등을 도핑해 전기 전도도를 획기적으로 향상시키고 전도성이 뛰어
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과학 기타화석연료로 만든 오염제품 재활용 아이디어 속출
폐타이어에서 기름 뽑아내고 더러운 폐스티로폼도 재활용 우리 생활에 지대한 영향을 끼치고 있는 석유를 비롯한 석탄,천연가스 등의 화석연료 자원.만약 이것들이 없다면 어떻게 될까? 생각만 해도 아찔하다. 차는 어떻게 다닐 것이며 불은 어떻게 켜고 살까. 아니 최소한 먹을 것을 요리할 수나 있을까? 이렇듯 이제는 없어서는 안 되는 존재가 됐지만 이런 연료 자원은 우리에게 많은 이득을 주는 동시에 해를 끼치고 있기도 하다. 바로 화석연료를 태울 때 발생하는 이산화탄소를 비롯해 각종 오염물질이다. 여기에 화석연료에서 추출된 물질로 만들어내는 합성수지 등은 이미 골칫거리가 된 지 오래다. 그렇다면 어떻게 해야 할까? 화석연료를 아예 쓰지 않고 살 수는 없다. 여기서 보다 적게 쓰는 방법을 생각해 볼 수 있다. 이런 아이디어는 화석연료로 만든 물건을 재활용하는 데서 나온다. 최근 이런 아이디어들이 실행에 옮겨지고 있다.⊙ 더러운 폐스티로폼도 화학적 반응 이용해 재활용소각하거나 매립되기 일쑤인 폐스티로폼을 재활용해 화학제품 원료를 만드는 기술이 최근 개발돼 주목을 끌었다. 주인공은 한국화학연구원.한국화학연구원의 최명재 박사팀은 폐스티로폼을 이용해 포장재 및 제품용기 제조공정의 원료로 쓰이는 '스틸렌모노머(SM)'를 만드는 기술을 개발했다고 지난 11일 발표했다. SM은 스티로폼，플라스틱 제품 및 화학제품에 사용되는 폴리스틸렌 수지의 원료로 원유에서 추출되는 벤젠과 에틸렌의 반응을 통해 만들어진다. 연구팀이 개발한 기술은 섭씨 350도 정도의 고온과 고압스팀을 이용해 SM 이전 단계 물질인 크루드 SM을 뽑아내는 것으로 배출수와 독성가스가