Kori Insight

핵융합 발전은 흔히 ‘인공태양’으로 불립니다.태양처럼 가벼운 원자핵을 결합해 에너지를 얻는 기술이기 때문입니다.하지만 지구에는 태양처럼 플라스마를 붙잡아둘 거대한 중력이 없습니다.1억℃가 넘는 초고온 플라스마를 금속 용기에 담으면 용기부터 녹아버립니다.그래서 과학자들은 물리적인 벽 대신 자기장을 사용합니다.그 자기장을 만드는 핵심 장치가 바로 초전도 자석입니다.─핵융합 발전에 왜 자석이 필요할까핵융합 반응을 일으키려면 중수소와 삼중수소 같은 연료를 매우 높은 온도까지 가열해야 합니다.이때 연료는 원자핵과 전자가 분리된 플라스마 상태가 됩니다.플라스마는 전하를 띤 입자들의 모임이기 때문에 자기장의 영향을 받습니다.강한 자기장을 만들면 플라스마 입자들이 자기력선을 따라 움직이게 할 수 있습니다.즉, 플라스마..

서울에서 부산까지 30분.자기부상열차 이야기가 나올 때마다 가장 먼저 떠오르는 상상입니다.바퀴가 레일 위를 굴러가는 대신, 열차가 자기력으로 떠서 달린다면 지금보다 훨씬 빠른 이동이 가능해질 것 같죠.실제로 일본의 초전도 리니어는 시험선에서 시속 603km를 기록했고, 중국 상하이에는 공항과 도심을 잇는 자기부상열차가 운행 중입니다.그렇다면 서울에서 부산까지 30분 이동도 현실이 될 수 있을까요?─자기부상열차란 무엇일까자기부상열차는 영어로 Maglev Train이라고 부릅니다.Magnetic Levitation, 즉 자기력으로 열차를 띄운다는 뜻입니다.일반 열차는 바퀴가 레일 위를 굴러가며 움직입니다. 이때 바퀴와 레일 사이에는 마찰과 진동이 생깁니다.반면 자기부상열차는 전자석이나 초전도 자석을 이용해 ..

전기는 발전소에서 만들어진 뒤 송전망과 배전망을 거쳐 우리 집, 공장, 병원, 데이터센터로 이동합니다.그런데 이 과정에서 전기가 모두 그대로 도착하는 것은 아닙니다.전선에는 전기저항이 있고, 전류가 흐르면 일부 에너지가 열로 바뀝니다. 이를 저항 손실 또는 줄 손실이라고 부릅니다.AI 데이터센터, 반도체 공장, 전기차 충전소처럼 한 지역에 막대한 전력이 필요한 시설이 늘어나면서, 전력망은 더 많은 전기를 더 안전하게 보내야 하는 과제를 안게 됐습니다.이때 주목받는 기술이 바로 초전도 케이블입니다.─왜 송전 손실이 생길까일반적인 구리선이나 알루미늄선에서는 전자가 이동하면서 금속 내부의 원자와 충돌합니다.이 과정에서 전기에너지 일부가 열로 바뀝니다.전력 손실은 전류가 커질수록 빠르게 증가합니다.그래서 기존 ..

상온 초전도체는 과학 뉴스에 등장할 때마다 큰 기대를 모읍니다.전기저항이 0이 되는 물질이 특별한 냉각장치 없이 실내 온도에서 작동한다면, 전력망과 교통, 의료, AI 데이터센터, 핵융합 산업까지 영향을 받을 수 있기 때문입니다.다만 중요한 조건이 있습니다.상온에서 초전도 현상이 나타나는 것만으로는 부족합니다.대기압에서 안정적으로 작동하고, 높은 전류와 강한 자기장을 견디며, 전선과 코일로 가공할 수 있어야 진짜 산업 변화가 시작됩니다.─상온 초전도체란 무엇일까초전도체는 특정 온도 아래에서 전기저항이 0으로 떨어지는 물질입니다.일반 전선에서는 전기가 흐를 때 저항 때문에 일부 에너지가 열로 사라집니다. 송전선이 가열되고, 서버와 전자기기가 뜨거워지는 이유도 여기에 있습니다.반면 초전도 상태에서는 전류가 ..

한여름 도심의 변전소 근처를 지나가다 보면 낮고 묵직한 기계음이 들릴 때가 있습니다.발전소에서 생산된 전기가 집과 공장으로 이동하는 동안 전선과 변압기에서는 계속 열이 발생합니다.전기가 흐르는 길에 저항이 있기 때문이죠.그런데 전기 저항이 사라져 전류를 흘려도 열이 거의 발생하지 않는 물질이 있다면 어떨까요?송전 손실을 줄이고, 더 작은 케이블로 훨씬 많은 전력을 보낼 수 있습니다.MRI와 핵융합 장치의 강력한 자석도 작고 효율적으로 만들 수 있죠.이런 가능성을 품은 물질이 바로 초전도체입니다.초전도체란 무엇일까초전도체는 특정 온도 아래에서 전기 저항이 사실상 0으로 떨어지는 물질입니다.초전도 상태가 시작되는 온도를 임계온도라고 부릅니다.온도가 임계온도보다 높아지면 초전도성이 사라지고 다시 일반적인 물질..

1911년 네덜란드 레이던대학교의 한 실험실.물리학자 헤이커 카메를링 오너스는 액체 헬륨으로 수은을 절대영도에 가깝게 냉각하며 전기 저항을 측정하고 있었습니다.당시 과학자들은 금속을 극도로 차갑게 만들면 저항이 계속 줄어들지, 일정한 값으로 남을지, 오히려 전자가 움직이지 못하게 될지 알지 못했습니다.그런데 수은의 온도가 약 4.2K, 섭씨 영하 269도 부근에 도달하자 저항이 서서히 감소한 것이 아니라 측정 한계 아래로 갑자기 떨어졌습니다.인류가 처음으로 전기 저항이 사라지는 상태를 확인한 순간이었죠.초전도체는 단순히 전기가 잘 흐르는 물질이 아니다초전도체는 특정한 임계온도 아래에서 전기 저항이 사실상 0이 되는 물질입니다.일반적인 전선에서는 전자가 원자와 충돌하면서 에너지 일부가 열로 바뀝니다.초전도..

차가운 연기가 테이블 위로 천천히 흘러내립니다.실험자가 검은색 원판을 액체질소로 냉각한 뒤 자석으로 만든 궤도 위에 조심스럽게 올려놓습니다.손을 떼자 원판은 바닥으로 떨어지지 않습니다.자석과 닿지 않은 채 몇 밀리미터 높이에서 그대로 떠 있죠.살짝 밀어보면 원판은 궤도를 따라 미끄러지듯 움직입니다.어떤 실험에서는 자석 아래에 거꾸로 매달아도 떨어지지 않고, 기울어진 상태에서도 일정한 높이와 방향을 유지합니다.이 신기한 장면의 중심에는 마이스너 효과와 자속 고정이라는 두 가지 초전도 현상이 있습니다.마이스너 효과란 무엇일까마이스너 효과는 물질이 초전도 상태로 바뀔 때 내부의 자기장을 외부로 밀어내는 현상입니다.일반 금속은 온도가 낮아지면 전기 저항이 점차 감소합니다.초전도 물질은 임계온도 아래로 내려가면 ..

1911년 네덜란드 라이덴대학교의 실험실에서는 수은이 담긴 가느다란 관이 액체 헬륨 속으로 천천히 내려가고 있었습니다.물리학자 헤이커 카메를링 오너스는 온도가 낮아질수록 수은의 전기 저항도 조금씩 감소할 것이라고 예상했습니다.그런데 온도가 약 4.2K, 섭씨 영하 269도 부근에 도달하자 예상하지 못한 일이 벌어졌습니다.수은의 저항이 조금 낮아진 것이 아니라 측정하기 어려울 정도로 갑자기 사라져 버린 것입니다.이처럼 특정 물질을 매우 낮은 온도로 냉각했을 때 전기 저항이 0이 되고 자기장을 밀어내는 상태를 초전도 현상이라고 합니다.초전도 현상이란 무엇일까초전도체는 단순히 전기가 아주 잘 흐르는 금속이 아닙니다.물질이 임계온도 아래로 내려갔을 때 두 가지 특징이 함께 나타나야 합니다.첫째, 직류 전류에 대..

한여름 저녁, 도시 전체가 갑자기 어두워졌다고 생각해보겠습니다.발전소에서는 전기를 충분히 만들고 있었지만, 전력을 멀리 보내는 과정에서 송전망에 과부하가 걸렸습니다.전기는 전선을 따라 이동할 때 일부 에너지를 열로 잃습니다.충전기와 컴퓨터, 변압기가 뜨거워지는 이유도 전기 저항과 관련이 있습니다.그런데 실내 온도에서도 전기 저항이 완전히 사라지는 물질이 발견된다면 어떨까요?이 질문에서 상온 초전도체의 미래가 시작됩니다.상온 초전도체란 무엇일까요?초전도체는 특정 온도 아래에서 전기 저항이 사라지는 물질입니다.일반 금속에서는 전자가 이동하면서 원자 구조와 충돌하고, 전기에너지 일부가 열로 바뀝니다.초전도 상태에서는 전류가 거의 손실 없이 흐를 수 있습니다.상온 초전도체는 사람이 일상적으로 생활하는 온도에서 ..

영화 《아바타: 물의 길》의 바다는 외계 행성답게 낯설고 화려합니다.거대한 툴쿤이 노래하고, 일루는 돌고래처럼 빠르게 헤엄치며, 스킴윙은 물 밖으로 솟아올라 활공합니다.판도라의 해양 생물은 완전히 새로운 상상처럼 보이지만, 자세히 보면 지구 바다의 생존 전략이 곳곳에 숨어 있습니다.아바타의 바다는 실제 심해와 조금 다릅니다영화의 주요 무대는 햇빛이 전혀 닿지 않는 심해라기보다 섬과 산호초, 얕은 바다가 이어진 거대한 열대 해양 생태계에 가깝습니다.그런데도 심해처럼 느껴지는 이유가 있습니다.생물이 스스로 빛을 내고, 몸이 반투명하며, 지느러미와 촉수가 크게 발달했기 때문입니다.이런 모습은 실제 해파리와 빗해파리, 관해파리, 심해 오징어를 떠올리게 합니다.툴쿤은 고래의 지능과 문화를 확장한 생물입니다툴쿤은 ..