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답변 내역

광물의 강도는 어떤 과학적 방법으로 체계화 했나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.학창시절에 배운 광물의 강도는 일반적으로 경도 시험을 통해 확인합니다. 경도 시험은 광물 시료를 다른 광물로 긁어내어 긁힌 정도를 측정하는 방법입니다. 경도는 광물의 긁힘에 대한 저항력을 나타내는 값입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.20
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자석은 어떻게 만들어지나요? 천연광물이 있는지..
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.자석은 천연광물과 인공자석으로 나눌 수 있습니다.천연자석은 자연에서 발견되는 자석으로, 대표적인 천연자석으로는 자철석, 마그네타이트가 있습니다. 자철석은 산화철의 일종으로, 지구의 자장에 의해 자화된 상태로 발견됩니다. 마그네타이트는 철과 산소의 화합물로, 자철석보다 강한 자성을 가지고 있습니다.인공자석은 인위적으로 만든 자석으로, 대표적인 인공자석으로는 강자성체가 있습니다. 강자성체는 자석의 자성을 잃지 않고 유지하는 성질이 있는 물질로, 철, 니켈, 코발트 등이 있습니다.인공자석은 강자성체를 가열하여 자화시키는 방법으로 만들어집니다. 강자성체를 가열하면 전자의 스핀이 무질서하게 배열되지만, 냉각하면 스핀이 일정한 방향으로 배열되어 자성을 갖게 됩니다.
학문 / 전기·전자
23.10.20
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스피커는 어떤 과학적인 원리가 있나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.스피커는 전기 신호를 소리의 에너지로 변환하여 소리를 만들어 냅니다. 스피커의 기본적인 구조는 다음과 같습니다.진동판: 공기를 진동시키는 판입니다.음성 코일: 전기 신호를 받아 진동판을 움직이는 코일입니다.자석: 음성 코일을 움직이는 힘을 제공하는 자석입니다.스피커는 전기 신호가 음성 코일에 흐르면, 음성 코일이 자석의 자기장과 상호작용하여 진동합니다. 이 진동이 진동판으로 전달되어 공기를 진동시킵니다. 공기가 진동하면 소리가 발생합니다.
학문 / 전기·전자
23.10.20
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원자력의 고준위폐기물을 우주로켓으로 발사하여 처분하는 방식을 안한 배경은 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.원자력의 고준위 폐기물을 우주로켓으로 발사하여 처분하는 방식은 다음과 같은 이유와 배경으로 인해 철회되었습니다.우주로켓 발사는 실패할 가능성이 있습니다. 우주로켓이 발사 중에 폭발하거나, 궤도에 안착하지 못하고 지구로 추락할 경우, 고준위 폐기물이 지구로 유입될 수 있습니다. 또한 우주로켓이 발사 성공하여 고준위 폐기물이 궤도에 안착하더라도, 방사성 물질이 우주에 잔류할 수 있습니다. 방사성 물질은 우주 공간을 떠돌다가 지구로 돌아오거나, 다른 행성이나 위성에 낙하할 수 있습니다. 이러한 이유와 우주로켓으로 고준위 폐기물을 발사하는 방식은 사회적으로 반발이 심했습니다. 우주로켓 발사가 환경에 미칠 영향에 대한 우려와, 우주로 쏘아 올린 고준위 폐기물이 지구로 돌아올 수 있다는 우려가 제기되었습니다. 우주로켓으로 고준위 폐기물을 발사하는 방식은 경제적으로 비용이 많이 듭니다. 우주로켓 발사 비용은 수십억 달러에 달하며, 고준위 폐기물을 우주로 발사하기 위한 특수한 우주로켓을 개발해야 합니다. 이러한 배경으로 원자력의 고준위 폐기물을 우주로켓으로 발사하여 처분하는 방식은 대부분의 국가에서 철회되었습니다. 현재 사용후 핵연료의 영구처분은 심층처분 방식이 가장 유력한 방법으로 평가받고 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.20
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원자력 폐기물의 심층처분저장방식이 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.심층처분저장방식은 사용후 핵연료를 지하 깊은 곳에 매립하여 외부와 완전히 차단하는 방식입니다. 지하 깊은 곳은 지각 변동과 지진, 침식 등의 위험으로부터 안전하며, 방사성 물질이 지하수에 유입될 가능성이 매우 낮습니다.심층처분저장방식은 다음과 같은 장점이 있습니다.장기적인 안전성: 지하 깊은 곳은 지각 변동과 지진, 침식 등의 위험으로부터 안전하여, 사용후 핵연료를 장기간 안전하게 보관할 수 있습니다.환경적 영향의 최소화: 지하수에 방사성 물질이 유입될 가능성이 매우 낮아, 환경적 영향을 최소화할 수 있습니다.경제적 효율성: 지하 깊은 곳은 사용후 핵연료를 보관하기 위한 공간이 충분하며, 유지 관리 비용이 상대적으로 저렴합니다.
학문 / 화학
23.10.20
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일개미는 일만 하는 이타적인 삶을 사는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.일개미가 죽을 때까지 이타적인 삶을 사는 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있습니다.첫째, 사회성 때문입니다. 개미는 사회성 곤충으로, 개미집을 이루고 함께 생활합니다. 개미집은 하나의 유기체처럼 작동하며, 개미들은 개미집의 번영을 위해 서로 협력합니다. 이타적인 행동은 개미집의 번영에 필수적이며, 따라서 일개미들은 이타적인 행동을 하도록 진화했습니다.둘째, 유전적 이득 때문입니다. 일개미는 생식 능력이 없기 때문에, 자신의 유전자를 다음 세대로 전달할 수 없습니다. 따라서 일개미는 자신의 유전자를 가지고 있는 여왕개미와 일벌의 번식을 돕는 것이 유일한 방법입니다. 이타적인 행동은 여왕개미와 일벌의 번식에 도움이 되며, 따라서 일개미들은 이타적인 행동을 하도록 진화했습니다.
학문 / 생물·생명
23.10.20
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미국 워싱턴에 있는 그래비티 힐의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.그래비티 힐의 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.착시: 가장 일반적인 원인은 착시입니다. 그래비티 힐은 도로가 완만한 오르막길처럼 보이도록 설계되어 있습니다. 또한, 주변의 경관이 그래비티 힐을 더욱 착시적으로 보이게 만듭니다.물리적 원인: 착시가 아닌 물리적 원인에 의해 그래비티 힐이 발생하는 경우도 있습니다. 이러한 경우는 지형의 특성이나 지구 자기장의 영향을 받는 경우입니다.미국 워싱턴의 그래비티 힐은 착시와 물리적 원인이 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 도로가 완만한 오르막길처럼 보이도록 설계되어 있으며, 주변의 경관이 그래비티 힐을 더욱 착시적으로 보이게 만듭니다. 또한, 도로가 지구 자기장의 영향을 받는 것으로 추정됩니다. 그래비티 힐은 지구상의 다양한 곳에서 발견될 수 있습니다. 대표적인 그래비티 힐로는 미국 워싱턴의 그래비티 힐, 제주도의 도깨비도로, 중국의 샤먼 그래비티 힐 등이 있습니다
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.20
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원자력발전소에서 사용후 남는 폐기물은 어떻게 처리하는 저장방식을 갖추고 있나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.우리나라는 현재 사용후 핵연료를 임시 저장하고 있습니다. 2023년 기준으로, 한국의 원전 15기에서 발생한 사용후 핵연료는 약 6,000톤에 달합니다. 이 중 약 90%는 원전 부지 내의 임시 저장시설에 보관되고 있습니다. 한국은 2050년까지 영구 저장시설을 건설할 계획입니다. 영구 저장시설은 지하 500m 깊이에 건설되며, 사용후 핵연료를 약 10만년 동안 안전하게 보관할 수 있도록 설계될 예정입니다다른 국가에서도 사용후 핵연료의 처리 및 저장이 중요한 이슈입니다. 미국, 프랑스, 일본 등 주요 원자력 국가들은 모두 영구 저장시설을 건설하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 미국은 2048년까지 영구 저장시설을 건설할 계획입니다. 프랑스는 2025년까지 영구 저장시설을 건설할 계획이며, 일본은 2042년까지 영구 저장시설을 건설할 계획입니다.
학문 / 화학
23.10.20
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전기차의 모터에서 자석의 성능이 중요한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.전기자동차의 모터는 영구자석 모터가 주로 사용됩니다. 영구자석 모터는 회전자에 영구자석이 장착되어 있고, 고정자에 권선이 감겨 있는 구조를 가지고 있습니다. 전류가 흐르는 권선은 자기장을 형성하고, 이 자기장은 영구자석의 자기력과 상호작용하여 회전자를 회전시키는 원리로 작동합니다. 따라서, 영구자석의 성능이 좋을수록 회전자의 회전력이 커지므로, 모터의 출력과 토크가 높아집니다. 또한, 영구자석의 자력이 강할수록 모터의 효율이 높아집니다.
학문 / 전기·전자
23.10.20
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귀에 끼는 이어폰은 어떤 원리로 소리를 만들고 귀에 전달하는 걸까요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.이어폰은 크게 두 가지 부분으로 구성됩니다. 하나는 전기 신호를 소리로 변환하는 스피커이고, 다른 하나는 전기 신호를 전달하는 케이블입니다. 스피커는 진동판과 자석으로 구성됩니다. 전기 신호가 스피커에 들어오면, 진동판이 자석의 영향을 받아 진동합니다. 이 진동이 공기를 진동시켜 소리를 만들어냅니다.
학문 / 전기·전자
23.10.20
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