별의 심장을 찾아서
별의 심장을 찾아서
  • 김민주 교사 (충북과학고)
  • 승인 2013.03.28 21:06
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선생님이 들려주는 과학 이야기
김민주 교사 (충북과학고)

지구는 아프다. 인간의 삶을 풍요롭게 만들기 위해 시작된 화석연료의 사용으로 지구가 스스로의 면역력으로 저장한 이산화탄소를 다시 대기로 끄집어내고 있기 때문이다. 콜레스테롤이 높은 사람들은 기름진 음식의 섭취를 줄여 그 수치를 낮춰간다. 같은 원리로 지구의 병을 치료하기 위해서는 화석연료의 사용을 줄여야 한다. 이를 위해 현재 지구에서는 여러 가지 대체에너지를 연구하고 있으며 태양광을 이용한 발전과 풍력, 수력을 이용한 발전들이 그 예이다.

인간은 새로운 대체에너지를 찾고 있으며, 요즘 새롭게 대두 되는 기술이 핵융합발전이다. 핵융합에너지는 태양이 빛을 내며 활동할 수 있게 만드는 원동력이다. 태양의 중심에서는 우주에서 가장 흔한 원소인 수소를 헬륨으로 바꾸며 발생한 질량손실을 에너지로 전환하고 있으며 이곳에서 발생한 에너지인 빛으로 지구의 생명체들이 살아갈 수 있도록 도움을 주고 있다.

핵융합을 일으키기 위해서는 원자의 중심부에 위치한 양성자끼리 충돌이 일어나야 한다. 하지만 이 양성자는 둘 다 +전하를 띄고 있기 때문에 서로 반발력을 가진다. 이 반발력을 이기고 충돌하기 위해서는 엄청난 속도가 필요하며 이 속도를 주기 위해 온도를 아주 높여주어야 한다. 지구상에서 이 충돌이 일어나게 하기 위해서 입자의 온도가 1억도 정도가 되어야 한다.

하지만 1억도 정도를 견딜 수 있는 장치는 지구상에 존재하지 않는다. 이러한 어려움을 극복하기 위한 방법으로 대두된 것이 자기장을 이용한 토카막이다.

현재 우리나라에서는 KSTAR프로젝트를 통해 핵융합 반응로를 개발하고 있으며, 2030년 핵융합 반응을 통해 1000MW급 전기를 생산하는 발전소 건설을 계획하고 있다. 앞으로 30~40년 후에는 별의 심장을 지구로 옮겨 올 수 있을 것으로 생각된다.

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