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과학 기타미래 에너지, 원자력수소가 해법이다
이산화탄소 배출 없는 청정에너지…화석 연료 대체 원자력에너지는 우라늄과 같은 무거운 원자핵이 분열하면서 또는 수소와 같은 가벼운 원자핵이 융합하면서 나오는 에너지를 말한다. 이중 핵분열에너지는 이미 상용화돼 우리나라 전기의 40%를 생산하고 있다. 원자력발전의 원리는 화석연료를 태워 발생하는 열을 내는 것을 원자력 에너지로 대체한다는 점 외에는 화력발전의 원리와 같다. 차이점은 원자력은 산소를 사용하지 않으며 이산화탄소 배출이 없는 청정에너지라는 것이다. 또한 원자력은 기술로 만들어 내는 준 국산에너지로 석유와는 달리 연료 값에 영향을 받지 않는다.우리나라의 원자력기술력은 세계 6위로 우리나라에서 원자력발전은 지난 30년간 저렴하고 안정적인 전력공급으로 우리나라의 경제발전에 크게 기여하고 있다. 원자력은 앞으로 기후변화와 화석연료 고갈에 대응할 현실적 대안으로 고려되고 있으며 수소생산，합성연료 생산 뿐만아니라 우주에너지로서도 역할을 수행할 수 있다.원자력수소는 자원 의존도가 낮은 기술주도형 에너지로 과학기술로 미래 청정에너지인 수소를 생산할 수 있다. 원자력수소는 섭씨 950도에서 안전운전이 가능한 제4세대 고유안전로인 초고온가스로의 고열을 이용해 물을 열화학 또는 고온 전기분해 방법으로 직접 분해, 대량의 수소를 안전하며 깨끗하고 경제적으로 생산하는 기술이다. 원자력수소생산 시스템은 초고온가스로계통，원자로계통의 열을 수소생산계통에 전달하는 중간루프계통, 그리고 열화학 또는 고온전기분해 수소생산계통으로 구성된다.⊙ 2023년부터는 우리나라도 원자력수소 생산미국의 경우 원자력을 이용한 수소
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과학 기타술을 많이 마시면 왜 '필름'이 끊기는 걸까?
취하면 머릿속에 기억이 저장되기 전에 잊어버려 크리스마스와 연말이 겹친 12월, 유난히 술자리가 많은 시기다. 더구나 회사나 사업으로 인한 송년회를 빌미로 직장인들에게 연말은 '쓰린 속 부여잡는 한 달'이 되기 십상이다. 과음을 하다 보면 가끔 오는 현상인 이른바 필름이 끊기는 현상도 경험하기 일쑤다. 한두 번 그러면 '그러려니' 하고 넘어가겠지만 두세 번 반복되다 보면 별 생각이 다 들게 마련이다. 혹시나 기억이 없는 동안에 내가 어떤 추태를 부리지 않았을까 하고 말이다.술을 좋아하는 사람이라면 이 같은 '필름 절단 사고'를 한두 번쯤 겪어봤을 것이다. 또 미래의 술 소비자인 고등학생들도 술을 현명하게 마실 줄 몰라 대학 입학을 앞둔 시점이나 입학 직후 신입생 환영회 등에서 기억을 잃어버릴 수 있다. 술을 마시면 왜 이렇게 필름이 끊기는 걸까?⊙ 머릿속에 저장되기도 전에 잊어버린다필름이 끊기는 이유를 말하려면 뇌의 기억 메커니즘을 알아야 한다. 보통 기억은 단기기억과 장기기억으로 나뉘어진다. 단기기억은 1분에서 1~2시간 이내의 경험이나 감정이 뇌에 임시로 저장된 것이다. 이런 단기기억 중 중요한 부분만이 장기기억으로 바뀌는데 이 과정은 뇌의 앞쪽인 측두엽 안쪽에 있는 '해마'라는 기관이 담당한다. 장기기억으로 저장되지 못한 단기기억은 곧 사라지게 마련이다. 반면에 일단 장기기억으로 전환된 기억은 쉽게 사라지지 않는다. 보통 건망증이 생기는 이유는 장기기억을 꺼내지 못하거나 단기기억이 아예 장기기억으로 저장되지 않았던 탓인 것이 보통이다.술을 마시다 발생하는 '필름 절단 사고'는 바로 이 단기기억을 장기기억으로 전환하는 과정에
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과학 기타우와! 직경 25m급 천체 관측 망원경 만든데요
천문연, ‘거대 마젤란 망원경’ 개발 참여…130억 광년밖의 우주 관측우리나라가 허블 우주망원경보다 10배 높은 해상도를 가진 대형 광학망원경을 개발하는 국제 프로젝트에 참여한다.교육과학기술부에 따르면 한국천문연구원이 2018년 칠레의 라스 캄파나스(Las Campanas) 지역에 설치될 대형 광학망원경인 '거대 마젤란 망원경(Giant Magellan Telescope·GMT)' 개발 프로젝트에 내년부터 참여한다.⊙ 130억 광년 밖의 우주 관측높이 38.7m, 무게 1125t에 이르는 '거대 마젤란 망원경'은 8.4m 크기의 반사경(거울) 7장을 붙여 만든 직경 25m급 망원경으로 총사업비가 7억4000만달러에 이른다.2003년 시작된 이 프로젝트에는 하버드대 등 미국 6개 기관과 호주 2개 기관이 참여하고 있으며 천문연은 10%가량의 지분(7400만달러)을 투자할 계획이다.현존하는 망원경 중 가장 직경이 큰 망원경은 하와이에 설치된 케크(Keck) 망원경으로 직경이 10m다.국내에서는 1996년 경북 영천에 설치된 보현산 천문대 광학망원경이 가장 크나 직경은 1.8m에 불과하다.망원경은 기본적으로 빛을 모으는 장치기 때문에 반사경의 직경이 클수록 빛을 잘 모을 수 있고 더욱 먼 우주를 관측할 수 있다.박병곤 천문연 과학천문연구부 부장은 "거대 마젤란 망원경을 이용하면 130억광년 밖에 있는 우주를 관측할 수 있다"며 "이는 130억년 이전의 우주를 볼 수 있다는 의미기 때문에 우주 초기의 모습이나 우주 생성의 역사 등을 연구할 수 있다"고 말했다.반사경은 현재 미국 애리조나주립대 스튜어드 천문대의 반사경 연구소(Steward Observatory Mirror Lab)에서 제작되고 있다.연구원은 이 망원경이 대기권 밖 우주에 자리잡고 있는 허블 우주망원경(직경 2.4m)보다 10배 높
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과학 기타나무는 왜 단풍이 들고 낙엽이 지는 거지?
가을철에 광합성을 막는 '떨켜'가 생기기 때문입동을 지나 겨울의 문턱으로 들어섰다. 하지만 길거리나 산에는 이제야 단풍이 한창으로 아직도 가을의 정취가 완연하다. 가을은 남자의 계절이라는 말도 있듯이 푸르름을 자랑하던 나무들이 어느새 갈색 녹색 붉은색으로 물들며 잎을 떨어뜨리고 낙엽이 거리를 굴러다니는 것을 보면 자신도 모르게 감상에 젖기 십상이다. 날씨가 추워지면 나무들은 다 나뭇잎을 떨어뜨리는 것으로 알고 있는 경우가 많지만 그렇지 않은 나무들도 있다. 과연 왜 단풍이 들고 낙엽이 지는 것일까? 왜 어떤 나무는 낙엽이 지고 다른 나무는 잎이 떨어지지 않는 것일까?⊙ 단풍이 드는 이유가을철이 되면 나무는 월동준비를 위해 나뭇잎을 떨어뜨리는데 나뭇잎이 떨어지는 원인은 나뭇잎과 가지 사이에 떨켜층이 형성되기 때문이다. 떨켜층이 형성되기 시작하면 나뭇잎은 뿌리에서 충분한 물을 공급받지 못하나 잎에서는 계속 햇빛을 받아 광합성이 진행된다. 이때 생성된 양분은 떨켜층 때문에 줄기로 이동하지 못하고 잎내에 남게 되고 이로 인해 잎내 산성도가 증가한다. 이에 엽록소는 파괴되고 대신 엽록소 때문에 보이지 않던 카로틴(Carotene)이나 크산토필(X anthophyll)과 같은 색소가 나타나고 안토시아닌(Anthocyanin)이 생성되어 나뭇잎의 색이 붉게 혹은 노랗게 보이는 것이다.어린 잎이나 줄기가 새롭게 발생하면서 일시적으로 붉은색을 보이다 잎이나 줄기가 성장하면서 붉은색이 없어지는 경우가 있다. 이것은 단풍이 아니고 어린 잎이나 줄기의 엽록소를 만드는 세포 내의 구조가 완성되지 않은 게 나타나는 것이다. 안토시안은 자외선을 잘 흡수하는 성질이 있고 안토시안
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과학 기타우리 몸에서 자기장이 발생한다고?
생체 자기는 생명활동의 상징…뇌·심장 등에서 발생생물들은 세포막을 통해 Na+, K+, Ca2+, Cl－ 등 여러가지의 이온을 끊임없이 교환하고 있다. 전기를 띤 이온들의 이동은 전류를 만들게 되고 이런 전류는 그 주위에 자기장(磁氣場)을 형성한다. 따라서 생명체는 생명활동을 하는 동시에 자기장을 만들어내게 되는데 이러한 자기신호를 생체자기(biomagnetism)라 한다. ⊙ 생명활동의 상징인 생체 자기신호생체자기는 인체의 여러 부위에서 발생되는데 심장에서 발생되는 자기 신호가 가장 크지만 심장 외에도 뇌，눈, 위 및 소화관，근육 등에서 생체자기 신호가 발생된다. 생체전기의 존재는 인류가 전기를 활용하기 훨씬 이전인 이집트 시대부터 전기 메기 등 전기를 발생하는 물고기를 통하여 알고 있었다. 인체에서 발생하는 생체전기를 의학적으로 활용하기 시작한 것은 약 100년 전 네덜란드의 에인트호벤(Willem Einthoven)이 심전도(electrocardiogram·ECG)를 측정하면서부터다. 하지만 생체자기 신호는 크기가 굉장히 미약해 측정이 어렵기 때문에 1962년에 이르러서야 심장의 근육으로부터 발생하는 생체자기 신호(magnetocardiogram·MCG)를 처음으로 측정하는 데 성공했다. 뇌에서 발생하는 자기 신호의 측정이 이루어진 것은 1971년이다. 인체의 전기활동은 이온전기 활동으로 뇌신경세포，심장근육세포，척수신경세포 등에 흐르는 이온전류에 의해 자기장이 발생한다. 이온전기활동이 일어나는 세포집단의 부피에 의해 자기장의 세기가 정해지는데 척수에서는 약 10fT，뇌에서는 100fT 내외의 자기장이 발생되고 심장에서는 10pT 정도의 자기장이 발생한다. 생체자기신호를 지구 자기장에 비교해 보면 심장에서 발생되는
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과학 기타'달콤함의 유혹' 초콜릿의 모든 것
피로 회복…두뇌회전 촉진…수험생 필수품 '각광' '연인들의 날'인 밸런타인 데이와 화이트 데이가 있는 2월과 3월 말고도 초콜릿이 특별히 많이 팔리는 달이 있다. 바로 11월이다. 모 제과업체의 제품명인 초콜릿을 입힌 과자 빼빼로와 모양이 비슷하다 해서 11월11일이 사랑하는 사람끼리 빼빼로를 주고받는 날이 된 지는 오래다. 또 11월에는 수학능력시험이 있어 수험생을 위한 선물로 초콜릿이 많이 팔린다고 한다. 입시철에 찹쌀떡이나 엿보다 초콜릿을 선물하는 것이 최근의 경향이다. 초콜릿이 수험생의 필수품이라고도 불리는 이유는 초콜릿의 당분 때문이다. 보통 대뇌의 에너지원으로는 포도당이 사용되는데 초콜릿은 빠른 시간에 포도당을 공급할 수 있는 최적의 식품이다. 일반적으로 탄수화물이 소화 과정을 거쳐 포도당으로 인체에 섭취되는데 탄수화물에서 포도당이 에너지원으로 변하는 데 걸리는 시간이 다소 길기 때문에 단시간에 두뇌회전에 쓸 수 있는 에너지를 뇌에 공급 가능한 초콜릿이 각광을 받는 것이다. 물론 초콜릿에 카페인이 다소 포함돼 있어 익숙지 않은 사람에게는 불면증세를 가져올 수 있어 좋지 않다는 의견도 있다. 사랑의 표현수단으로, 수험생의 영양공급원으로 쓰이는 초콜릿은 대체 언제 어디서부터 생겨난 것일까?⊙ 초콜릿의 역사카카오콩을 원료로 한 과자 또는 음료의 형태를 말하는 초콜릿은 멕시코 원주민이 카카오콩으로 만든 음료를 초콜라틀이라고 한 데서 유래됐다. 카카오의 원산지는 남아메리카의 아마존강 유역과 베네수엘라의 오리노코강 유역이다. 멕시코 원주민은 카카오 나무의 열매인 카카오콩을 신이 내린 선물이라며 음료나
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과학 기타우리나라도 우주시대 열리나
첫 소형 위성발사체 'KSLV-Ⅰ' 공개나노우주센터 발사대 건설 마무리 전라남도 여수공항에서 차로 2시간 남짓 더 내려가면 고흥군 봉래면 외나로도 나로우주센터에 도착한다. 다도해 해상 국립공원안에 건설되고 있는 나로우주센터는 한국 최초의 인공위성발사장으로 막바지 작업이 한창이다. 이곳에서 우리땅에서 처음으로 쏘아 올릴 소형위성발사체 KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-Ⅰ이 지난 16일 처음 공개됐다. ⊙ KSLV-Ⅰ상하단부 결합 시현이날 한국항공우주연구원은 발사체 조립동(Assembly Complex)에서 내년 2분기 중 발사 예정인 KSLV－Ⅰ의 지상검증용기체(Ground Test Vehicle) 상단부(1단)와 하단부(2단)의 결합을 시연해 보였다. 현재 이 센터에는 120명의 연구진들이 KSLV-Ⅰ 상하단부의 전기적,기계적 융합시험과 함께 통신,연료주입 테스트, 지상시설과의 연결 상태 등을 점검 중이다. 러시아 후르니체프사 등에서 파견된 러시아 기술자 35명도 함께 이곳에서 기술지도를 하고 있다. 러시아에서 제작된 로켓 하단부는 지난 7월 말 국내에 반입된 후 8월 초 이 센터에 도착했다. 항우연이 자체 개발한 상단부는 2단 킥모터，관성항법유도시스템，전자탑재시스템，제어시스템，비행안전시스템，노즈페어링 등 순수 국내 기술로 개발된 핵심 구성품들로 제작됐다. 항우연은 지난 4월 상단부 개발을 완료하고 로켓 보호 덮개(노즈 페어링)의 정상 개폐 여부와 위성을 임무 궤도에 올려 놓기 위한 2단 킥모터가 제대로 점화되는지에 대한 점검을 마쳤다. 조광래 항우연 우주발사체사업단장은 "지상용검증기체에는 인공위성까지 탑재돼 있으며 시험용 연료가 주입된다는 점만을 제외하면 실제 기체와 완벽하게 똑
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과학 기타毒과 藥은 백짓장 한장 차이?
복어·뱀·개구리·해파리 독도 잘쓰면 훌륭한 약 TV 사극이나 조선시대를 다룬 영화를 보면 익숙한 장면이 있다. 바로 죄인의 처형 방법 중 사약을 먹여 절명(絶命)시키는 것이다. 대충의 스토리는 이렇다. 하얀 사기그릇에 담긴 약을 들이미는 집행관 앞에서 죄인은 발버둥치다가 억지로 약을 먹고 삶을 마감하거나 눈물을 흘리며 비장한 표정을 지은 채 떨리는 손으로 약을 받아 마시고 피를 토하며 쓰러지는 것이다. 조선시대의 사형 집행 방법 중 사약을 받는 것은 신체를 훼손당하지 않는다는 점에서 죽는 사람이 상당한 사회적 지위를 가졌을 때 가능한 일이었다고 한다. 이때 쓰인 사약은 물론 독약이다. 주성분은 '부자'라는 한약재. 부자에 들어있는 '아코니틴'이라는 식물성 독은 신경전달물질의 움직임을 방해해 신경과 근육을 마비시켜 죽음에 이르게 한다. 하지만 한방에서는 이 부자를 약재로 쓰기도 한다. 부자의 껍질을 벗기고 쌀뜨물에 넣는 작업을 거친 뒤 다른 약재와 함께 끓이면 독성은 줄어들고 진통과 염증을 억제하는 정 반대의 효과를 내기 때문이다. 이처럼 독으로만 알고 있던 물질이 오히려 사람에게 도움이 되기도 한다. 두 얼굴을 가진 독(毒)은 무엇이 있을까. ⊙ 복어독과 뱀독…이것도 약으로 쓰인다지난 4월 경기 광주의 고속도로변에 세워진 차량 안에서 변사체로 발견된 두 남자는 복어독을 먹었다고 한다. 경찰은 그들이 피로회복제로 복어독을 마셨을 가능성을 꼽기도 했다. 복어는 미식가들이 즐겨찾는 생선으로 철갑상어의 알인 캐비어, 송로버섯, 거위의 간인 푸아그라와 함께 세계 4대 진미로 꼽힌다. 하지만 복어의 알과 피, 내장에는 테트로도톡신(tet