안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 드라코 프로젝트에 대해 설명해주세요~
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.NASA는 지난달 26일 원자력 추진 우주 로켓 개발 프로젝트 '드라코(DRACO)' 사업자로 세계 최대 방위산업체 록히드마틴을 선정하며 본격적인 우주 원자력 시대를 예고했다. 드라코는 NASA와 미국방위고등연구계획국(DARPA)이 지난해 1월부터 공동으로 추진해온 프로젝트다. 기존 우주 로켓 엔진 연료로 쓰였던 등유, 수소, 메탄 대신 원자력 에너지를 연료로 한 우주 로켓을 개발, 발사한다는 계획이다. 최종 목표는 유인 우주선을 화성까지 빠르고 효율적으로 보내는 것이다. 이르면 2027년 엔진을 완성해 고도 700~2000km 궤도로 시험 발사해 기술을 검증한다. 중국은 1메가와트(MW)급 우주 원자로 개발에 2019년 착수했다. 같은 해 8월 미국도 원자력 기술을 우주 개발에 활용하겠다는 내용의 대통령 각서를 발표했다. 우주개발 선도국들이 핵 열추진 기술로도 불리는 원자력 로켓 개발에 착수하는 이유는 원자력은 기존 로켓과는 달리 고효율 에너지원이기 때문이다. 등유나 수소, 메탄과 달리 적은 양의 재료로 핵분열 반응을 일으킬 수 있다. 양수석 책임연구원은 "핵분열 반응으로 만든 열에너지를 이용해 로켓 추진력을 높이는 것"이라며 "현재 화성까지 가는 데 반년 가까이 소요되는데 원자력 로켓을 이용하면 약 100일만에 화성에 도착할 수 있을 것"이라고 설명했다. 우주 공간이나 행성에 우주인이 체류할 때도 원자력은 이점이 있다. 태양광 전지판 대신 우주에서 작동하는 원자로 발전 시스템을 이용한다면 안정적이고 효율적으로 열에너지와 전기에너지를 얻을 수 있기 때문이다. 김찬수 한국원자력연구원 원자력수소연구실 연구실장은 "기온이 영하 100도 이하로 떨어지는 게 일상인 우주의 극한 환경에서 원자력은 태양광을 대체할 수 있는 최적의 에너지원"이라고 말했다.
Q. 철은 어떤 원리로 만들어질까요? 궁금해요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.철은 지각에 약 5％ 정도 함유되어 있으며, 금속 중에서는 알루미늄 다음으로 많이 존재한다. 원소 중에서는 산소(O), 규소(Si), 알루미늄(Al) 다음으로 많이 존재한다. 철은 순수한 금속의 상태로 산출되는 일은 극히 드물며, 수백 개의 광물에서 다른 원소와 결합된 상태로 발견되는데 천연 합금인 니켈-철은 육지의 퇴적물과 운석에서 산출된다. 운석은 철과 규산 광물의 함량에 따라 철질운석, 함철석, 석질운석으로 분류하며 중요한 철광석으로는 적철석, 자철석, 갈철석, 황철석 등이 있다.순수한 철은 백색의 광택을 지닌 금속이다. 전성(展性)·연성(延性)이 풍부하고 α,γ,δ 세 가지의 동소체가 존재한다. 융해된 철을 1538°C에서 결정화하면 체심입방체구조의 델타(δ)철이 된다. 1394°C로 냉각하면 면심입방구조의 자성이 없는 감마철(Austenite, 오스테나이트)이 된다. 910°C 이하에서 다시 체심입방체구조가 되면서 알파(α)철(Ferrite, 페라이트)로 전환되고 큐리점 770°C 를 지나면서 자성을 띠게 된다. 상온에서 강한 자성을 띤 알파철 동소체로 존재한다.상온에서는 공기 중에서 변화하지 않지만 습기가 있으면 녹이 슨다. 산소 중에서 가열하면 타고, 뜨거울 때에 수증기와 반응해서 모두 산화철(Fe3O4)로 변한다. 염소·황·인 등과 격렬히 반응하지만 질소와는 직접 반응하지 않는다. 탄소 및 규소와는 화합물을 생성하며, 탄소는 강철의 성질을 좌우하기 때문에 매우 중요하다. 묽은 무기산에는 수소를 발생하면서 녹지만, 진한 질산에는 부동태(不動態)를 만들며 녹지 않는다. 철은 보통 +2와 +3가의 산화수를 가진다.우리 인체에는 평균적으로 약 4.5g(약 0.004％)의 철이 들어 있다. 이 중에서 약 65％는 헤모글로빈 조직에 있어 폐에서 신체 각 부위로 산소분자를 운반하는 역할을 한다. 살코기, 노른자위, 당근, 과일, 전맥분, 엽채류에는 성인이 하루에 평균적으로 섭취해야 하는 10~20㎎의 철이 들어 있다. 철이 부족하게 되면 빈혈 등의 증상이 나타나게 된다.천연동위 원소로 56Fe(91.754%), 57Fe(2.119%), 58Fe( 0.282%)와 방사성동위원소 54Fe(5.845%)가 존재한다.
Q. 고리원자력 발전소는 현재도 가동중인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1971년 11월에 착공하여 1977년 6월에 초임계(初臨界:원자로의 점화)를 한 다음, 각종 시험을 거쳐 1978년 4월부터 본격적인 상업가동(商業稼動)에 들어갔으며, 총공사비는 외자 1억 5700만 달러를 포함하여 약 1428억 원이 소요되었다.가동 초기 고리원자력발전소 1호기는 미국 웨스팅하우스사(社)가 제작한 것으로, 그 발전로는 가압경수형(加壓輕水型:PWR), 시설용량은 58만 7000kW이며, 핵연료 235 우라늄도 웨스팅하우스로부터 공급받고 있다. 이 원자력발전소의 가동으로 한국은 세계에서 20번째, 아시아에서는 일본·인도에 이어 3번째의 원자력발전국이 되었다.가동 이래 만 4년이 채 안 되는 1981년 말 현재 총 119억kWh의 전력을 생산하였다. 그 전력량은 초기 투자비를 훨씬 상회하는 것이며, 또 유류전소(油類專燒) 화력발전 대비(對比) 약 2000억 원의 원가상의 이득 및 약 1800만 배럴의 유류(油類) 대체효과를 나타냈다.한편, 원자력발전소의 가동은 수입 에너지원(源)의 다원화에 의한 안정된 장기(長期) 에너지 확보의 길을 열었고, 또 관련된 원자력산업의 육성을 위한 기술축적 및 고급기술인력 양성 등에도 크게 이바지하였다.그후 1983년 7월에는 시설용량 68만kW의 고리2호기, 1985년 9월에는 시설용량 95만kW의 고리3호기, 이어 1986년 4월에는 역시 시설용량 95만kW의 고리4호기가 준공되어 고리원자력발전소는 모두 4호기의 원자력 발전 시설을 갖추게 되어 시설용량은 총 313만 7000 kW에 이른다.고리 1호기, 영구 가동 정지 과정고리 1호기는 설계수명 30년을 넘기고 설비가 노후화되면서 고장이 잇따르자 환경단체 등에서 폐쇄를 주장했다. 여기다 2012년 2월 9일 고리 1호기에서 오후 8시 34분부터 12분 동안 완전 정전(블랙아웃, black out)이 발생했던 사실이 뒤늦게 밝혀지면서 노후원전 폐기를 주장하는 목소리는 더욱 거세졌다. 당시 발생한 사고는 외부 전원이 차단된 뒤 10초 이내에 자동으로 작동해야 하는 비상디젤발전기가 가동되지 않으면서 일어났다. 이로 인해 원자로는 꺼진 상태였지만 전기가 끊긴 12분 동안 원자핵 붕괴 잔열제거 장치가 가동되지 않아 원자로 냉각수는 36.9도에서 58.3도로, 사용후핵연료는 21도에서 21.5도로 상승하였다.고리원전에서 비상발전기까지 중단된 것은 이 사고가 처음으로, 만일 장시간 전원 공급이 이뤄지지 않았을 경우 2011년 3월 발생한 후쿠시마 원전사고처럼 원자로 온도가 상승해 노심이 녹아내리는 현상(노심용융, Melt Down)까지 발생할 수 있었다. 이에 시민단체 등으로부터 안전성을 확보하지 못하고 수명 연장이 이뤄졌다는 비판을 받아 왔고 2015년 6월에는 국가에너지위원회가 경제성 등을 이유로 영구정지를 권고하였다. 결국 한국수력원자력은 이사회에서 고리 1호기의 계속운전 신청을 하지 않기로 결정하였고 고리 1호기는 2017년 6월 19일 영구 정지되었다.한편, 고리 1호기 폐로까지는 최소 15년이 걸릴 것으로 예상되는데, 수명이 만료되는 2017년 6월 19일 가동이 정지되면서 2018~2022년까지 핵연료를 냉각하고, 2022~2028년 원자로 오염 제거 및 해체 과정을 거쳐 2030년경에 마무리될 것으로 보이기 때문이다. 그러나 원전 부지의 토양 및 건물 표면 오염을 제거하는 부지 복원에도 8~15년 이상이 걸려 실제로는 2045년경이 되어야 할 것으로 전망된다.
Q. 24절기 무엇을 보고 만들어 졌는지 알려주세요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.음력의 약점을 보완하는 양력 요소, 24절기이런저런 방법으로 순태음력을 보완하여 고대인들은 달력과 계절의 변화를 맞춘 태음태양력(lunisolar calendar)을 만들어내었지만, 19년 동안은 태양의 변화와 미묘하게 어긋나는 일이 매년 반복된다. 이래서야 농사를 짓는 데에 불편이 생길 수밖에 없다.이 문제를 해결하기 위하여 고대인들은 “절기(節氣)”라는 절묘한 기법을 생각해내었다. 태양의 움직임이 대략 360일 정도로 반복되므로, 이것을 24등분 하여 약 15일마다 마디(節)를 만드는 것이다.즉, 달력 자체는 음력을 사용하여 달의 모양만으로 날짜를 짐작할 수 있게 하면서, 이와 별도로 약 15일을 단위로 돌아가는 달력을 하나 덧붙인 셈이다.지금은 날짜와 시간을 알기 위해 하늘을 보는 대신 달력과 시계를 보는 세상이 되었기에, 음력을 사용할 일이 드물지만, 옛날 사람들에게 날짜는 달을 보고 알고, 농사는 정해진 절기를 따르면 되는 체계는 대단히 효과적이었을 것이다.24절기는 다시 12개의 절기(節氣)와 12개의 중기(中氣)로 다음과 같이 나뉘어, 12절기와 12중기가 교대로 온다. 24절기 안에 12절기가 또 있으니 용어가 조금 혼란스러울 텐데, 이 글에는 절기라고 하면 24절기를 의미하며, 12절기에 대해서 이야기할 때는 반드시 12절기라고 구분하여 표시할 테니 그렇게 이해해주시면 좋겠다.
Q. 인공지능은 실제로 어떻게 만들어지는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인공지능은 인간과 다르게 데이터와 규칙에 의해서 결과를 만드는 일종의 알고리즘 지능을 가지고 있습니다.이 문제 해결을 찾기 위해서 다양한 알고리즘으로 만든 지능입니다. 우리가 수학 문제를 푼다고 할 때 어떤 과정을 통해 잡을 찾는지 설명할 수 있는 거는 인공지능으로 충분히 구현할 수 있습니다.그런데 추상적인 단어나 다양한 비유로 점철된 문학 작품이라면 어떨까요?이런 측면에서 인간의 능력 중 인공지능이 우수한 능력이 있고 인간이 우수한 능력이 또 따로 있습니다. 대부분의 사람들은 인공지능이 계산력 기억력 논리를 이용한 추론력 우수할 것이라고 보고, 인간은 창의력 문해력 등에서 우수할 것이라고 봅니다. 하지만 인공지능 연구가 가속화됨에 따라서 빠른 속도로 인공지능은 인간의 능력을 앞지르고 있어요.대표적으로 이세돌을 이긴 알파고가 있겠죠. 코드화 된 알고리즘, 인공지능인공지능은 상대적으로 알고리즘을 통해 코드가 만들어지고, 이 코드에 의해 특정 영역에서 문제를 해결하는 방법이나 해답을 찾아내기 때문이죠.이렇게 코드화 된 알고리즘으로 문제를 해결하는 것은 데이터로부터 정답을 빠르게 찾아낼 수 있고 최적의 수를 선택할 수 있다는 점에서 인간의 능력을 뛰어넘습니다.하지만 모호한 상황에서 결과를 도출해내야 한다든지 말속의 의도를 파악해야 되는 상황에서는 어려움이 있겠죠. 그래서 인공지능은 전문가 시스템의 구성 요소 중 하나인 지식을 데이터베이스화 시켜서 여기에서 필요한 전문 지식이나 문제 해결에 필요한 규칙들을 뽑아냅니다. 그렇다면 질문이 있습니다. 인간처럼 감정을 인공지능에 도입할 수 없을까요?실제로 감정은 우리 의사결정에서 아주 중요한 영향을 주죠.그런데 컴퓨터 이 중에서도 감성 컴퓨팅이라는 기술이 있습니다.