2. 관세협상이 타결되면서 핵융합이야기는 깔끔하게 묻혔음.
3. 뒤끝만 있는게 아니라, 질기기도 함.
4. 3편을 보강하면서, 묻재업을 시도해 봄.
5. 전류는 전압을 저항으로 나눈 값임.
6. 전압이 같다면, 저항이 적을수록 더 많은 전류가 오래 흐를 수 있음.
7. 만약 저항이 0가 된다면, 계산상으로는 전기가 영원히 흐를 수 있게 됨.
8. 저항이 0인 도체를 초전도체(Superconductor)라고 부름.
9. 전기는 정지한 상태로 존재하는 전기와 움직이는 전기로 나누어짐.
10. 정지한 상태로 존재하는 전기를 정전기(static electricity)라고 하는데, 겨울에 옷감 등을 마찰할 때 발생하는 정전기가 그것임.
11. 겨울에 정전기가 잘 생기는 이유는 건조 때문임.
12. 습기가 많은 여름에는 정전기가 생겨도 수증기에 의해 방전이 일어나서 쉽게 소멸됨.
13. 정전기는 전압이 1만 볼트 이상으로 아주 높고, 전류도 꽤 나와서 쉽게 볼 전기는 아님.
14. 번개도 정전기에 의해서 생기는 현상임.
15. 생활 속 정전기는 전압이 높아도 전류가 흐르는 시간이 극히 짧기 때문에 순간적으로 짜릿할 수는 있어도 다치는 경우는 잘 없음.
16. 보통 우리가 전기로 재해를 입는 것은 정전기가 아니라 동전기(Dynamic electricity)임.
17. 동전기는 전선을 따라서 흐르는 움직이는 전기를 말함.
18. 물질은 상온에서 전기가 통하는 도체와 전기가 통하지 않는 부도체, 둘 사이를 오가는 반도체로 나누어짐.
19. 전기가 잘 통하는 도체로 물이 있음.
20. 사람의 몸은 전기가 잘 통하는 물이 70%를 차지하고, 핏속에는 철분까지 들어 있어서 전기가 잘 통하는 구조임.
21. 사람의 심장과 근육 등은 정교하고 미세한 생체 전기신호로 움직이고 있기도 함.
22. 감전은 외부 전기가 몸속으로 들어오는 현상임.
23. 전기가 몸 안으로 들어오면, 생체 전기신호로 움직이는 근육이 외부 전기에 교란되어 마비가 되고, 움직일 수 없게 됨.
24. 감전이 되면, 온몸을 꼼짝할 수 없어서 혼자서 벗어날 수 없다는 말임.
25. 피해자가 근육이 마비되어 움직일 수 없는 상태에서 전기가 계속 공급되는 것임.
26. 몸에 전기가 계속 들어오면, 심장의 전기 시스템이 교란되어 부정맥으로 죽거나, 혈액과 체액이 끓어올라 마르면서 타서 죽게 됨.
27. 핏속에 들어있는 철 성분도 문제를 키움.
28. 철 성분에 전기가 들어오면, 감전되는 부위에 가까운 피 속의 철분이 감전 부위에 붙어버림.
29. 몸은 마비가 되었는데, 전기가 잘 통하는 철분이 전기가 들어오는 곳 부위에 붙어버리니 계속 감전 상태가 지속되는 것임.
30. 흐르는 전류량에 따라 겪는 고통과 증상이 달라지는데, 50mA 이상 전류가 흐르면 사망 가능성이 높아짐.
31. 사람은 전기에 대한 인체 저항력을 가지고 있음.
32. 부위별로 저항력에 차이가 남.
33. 피부가 전기에 대한 저항력이 가장 강해서, 감전이 되더라도 약간의 쇼크 정도로 버틸 수도 있음.
34. 전기에 대한 인체 저항력은 땀 정도의 수분이 있으면 1/20로 줄어들고, 물에 젖거나 물속에서는 1/25까지 줄어들게 됨.
35. 물에 젖은 손으로 전기기구를 만지지 말라고 하는 이유임.
36. 감전 사고의 방지 방법은 다양함.
37. 젖은 손으로 전기작업을 하거나, 전자기기를 만지지 말아야 하고, 메이커가 생소한 중국산 저가 전기제품 등은 조심하는 게 좋음.
38. 전기작업이 아니더라도, 욕실처럼 수분이 많은 곳에서는 전기를 조심하는 게 좋음.
39. 생각보다 많은 사람이 욕실에서 헤어드라이어 감전사로 사망하고 있음.
40. 이렇게 전기가 잘 통하는 도체 중에서, 가장 전기가 잘 통하는 전기저항이 '0'인 것을 초전도체라고 부름.
41. 초전도체는 전기저항이 없어, 초전도체로 만든 회로에 전류가 흐르기 시작하면 영원히 흐를 수 있다는 계산이 나옴.
42. 초전도 현상은 1911년 네덜란드의 카메를링 오너스가 수은과 액체헬륨을 이용한 극저온 실험을 하던 중 처음 발견을 함.
43. 헬륨이 액화되는 4.2K(영하 269도 C)에서 수은의 전기저항이 갑자기 사라지는 것을 발견한 것임.
44. 물질이 초전도 현상을 보이는 온도를 임계온도라고 함.
45. 최초 발견된 임계온도는 4.2K(영하 269도)였음.
46. 카메를 링 오너스는 이 발견으로 노벨물리학 상을 탐.
47. 이 발견이 알려지자, 과학자들은 비슷한 물질을 찾기 시작했고, 초전도현상을 보이는 물질들이 발견되기 시작함.
48. 초전도 이론도 나옴.
49. 1957년 일리노이 대학의 쿠퍼,수뢰퍼,바딘 3명의 학자가 초전도 현상을 이론적으로 설명함.
50. 금속 안의 전자가 쌍을 이루면 초전도현상이 나타난다는 이론이었음.
51. 전자가 쌍을 이루는 것을 쿠퍼의 이름을 따서 쿠퍼쌍(Cooper pair)라는 이름이 붙음.
52. 이론은 다음과 같이 복잡함(이해 못 해도 내 머리에 문제가 있는게 아니라 정상임).
53. 같은 마이너스를 띄는 전자는 자석의 같은 극처럼 서로 밀어내는 성질이 있음.
54. 고체인 초전도체 안에서 원자핵과 전자는 서로 끌어당기고 있음.
55. 전자가 원자핵이 있는 곳을 통과하면 원자핵과 전자가 서로 끌어당기는 성질 때문에 원자핵은 전자를 향해서 이동을 하게 됨.
56. 원자핵의 이동속도가 전자보다 느려서, 원자핵이 전자를 끌어당기기 전에 전자는 통과를 해버리는데, 다른 전자가 다가오는 것임.
57. 원자핵은 이미 지나간 전자와 새로 지나가는 전자를 모두 끌어당기게 되고, 이 힘에 의해서 두 전자가 쌍이 된다는 말임.
58. 초전도현상이 이런 쿠퍼쌍에 의해서 생긴다는 이론으로 BCS 이론이라고 부르게 됨.
59. BCS가 대단한 약어로 보이지만, 별게 아님.
60. 이론을 처음 정립한 일리노이대학 교수 바딘의 B, 쿠퍼의 C,슈리퍼의 S를 따서 만든 이름일 뿐임.
61. 이들도 1972년 노벨물리학상을 탐.
62. 오너스가 4.2K에서 초전도현상을 발견한 이후, 점점 높은 온도에서 초전도현상이 발견되기 시작함.
63. BCS 이론에 의하면 초전도현상이 일어날 수 있는 가장 높은 온도는 25K 정도가 나옴.
64. 1986년 취리히에 있는 IBM 연구소의 뮐러와 베르노츠는 35K에서 초전도현상을 보이는 금속산화물을 발견함.
65. BCS이론이 깨졌고, 이들도 1987년 노벨물리학상을 타감.
66. 초전도체는 노벨상 낳는 기계임.
67. 1987년에는 임계온도 97K가 발견됨.
68. 이제 남은 숙제는 상온(25도, 298K)에서 초전도가 되는 물질을 발견하는 것임.
69. 초전도체는 저항이 사라지는 것 외에도 여러가지 효과가 있음.
70. 외부 자기장이 초전도체 내부에 침투하지 못하는 마이스너 효과가 있음(마이너스가 아니라 마이스너임).
71. 외부 자기장이 초전도체 내부에 침투하지 못하니, 그 힘으로 물건을 밀게 됨.
72. 공중부양현상을 설명할 수 있는 효과임.
73. 아직 25K 이상에서 초전도가 일어나는 이유를 알지 못함.
74. 이유를 증명하면 이것도 노벨상 각임.
75. 휴대폰을 오래 사용하면, 휴대폰이 따끈따끈 해지는 것을 경험할 수 있음.
76. 전기에너지가 열에너지로 바뀌며 소모되는 현상임.
77. 초전도체는 저항이 없기 때문에 이런 에너지 손실없이 전기에너지를 사용할 수 있음.
78. 초전도체의 가장 잘 알려진 응용분야는 자기부상 열차임.
79. 자기부상열차는 초전도체와 전자석을 이용해서 열차를 지면 위로 부양해서 지면과 마찰 없이 운행하는 방식임.
80. 전자석에 자기력이 발생하여 부상하는 자기 부상은 전자석에 흐르는 전류의 양에 비례해서 무거운 물체를 띄우는 힘이 강해짐.
81. 저항이 있는 전선을 사용하면, 전기에너지가 열에너지로 바뀌기 때문에 전류를 계속 보충해 줘야 하는 문제가 있음.
82. 전자석의 전선을 초전도체로 만들면, 저항이 없기 때문에 한번 전력을 공급하면 전력이 손실 없이 계속 흐르게 되는 것임.
83. 초전도체는 전기 손실 없는 전력케이블, 핵 융합로, MRI, 열이 발생되지 않는 전자기기 등 사용범위가 무궁무진함.
84. 초전도체를 작동시키려면 초저온이 필요하다는 것이 문제임.
85. 상온에서 초전도체가 되는 물질을 발견하면, 초전도체의 활용 범위가 무궁무진하게 넓어지게 됨.
86. 영화 아바타에서 인간들이 나비족 행성을 찾아가는 이유가 초전도체인 언옵티늄을 채굴하기 위해서 였음.
87. 나비족 행성이 초전도체인 언옵티늄으로 구성되어 있기 때문에 공중에 떠 있다는 설정이 가능한 것임.
88. 2023년, 고려대 출신 연구원들이 있는 연구소에서 400k이하에서 초전도현상을 발견했다는 논문을 발표함.
89. 납과 인산염에 들어있는 납 이온을 구리로 치환하고 압력을 가할 경우 이러한 현상이 나타났다는 내용임.
90. LK-99 떡밥이 세상에 풀림.
91. 초전도체의 가능성에 흥분한 사람들로 관련 주식들이 엄청나게 올라감.
92. 학계 전문가들로 구성된 LK-99 검증위원회가 백서를 발간했고, "LK-99가 초전도체라는 근거가 전혀 없다"라는 결론이 나옴.
93. LK-99를 발견한 김현탁교수도 LK-99가 초전도체가 아니라는 사실을 인정하면서 떡밥은 식어버리게 됨.
94. 2023년 7월 22일, 퀀텀에너지연구소가 해당 물질에 대해서 정식 특허 심사를 청구하였지만, 노관심으로 상황은 종료됨.
95. 2025년 6월 12일, LK-99와 관련된 화합물이 한국 특허청에 특허로 등록됨.
96. 특허는 출원-심사-등록(or거절) 과정을 거치는데, 특허 등록에 성공했다는 말은 특허를 확보했다는 말임.
97. 초전도체는 아닌것 같지만,도자기 같은 세라믹 재료가 전기저항이 거의 없는 물질로 바뀌는 것을 확인받은 것임.
98. 해당 기술은 구리(Cu), 납(Pb), 황(S), 인(P)을 진공 상태에서 고온 가열해서 만든 세라믹 전구체를 기반으로 함.
99. 해당 화합물은 상온 부근에서도 강한 자성을 띠고 저항이 매우 낮은 초전도체와 유사한 전기적 특징이 있는 것으로 확인됨.
100. 0.0015Ω·cm 수준의 비저항이 확인됐는데, 기존 Cu-doped PbS의 0.13Ω·cm에 비해 100배가량 낮은 저항 수치가 나옴.
101. 자화율 및 마이크로파 흡수(MAMMA) 실험을 통해 40~50℃ 부근에서 초전도체 특유의 반자성 전이가 관찰됐다고 함
102. 현재 퀀텀에너지연구소는 고려대와 손절하고, 연세대학교와 초전도체 및 양자컴퓨팅 분야에서 공동연구를 지속하고 있음.
103. 상온 초전도체가 상용화되면, AI와 핵융합등에서 큰 변화가 나타날 수 있음.
104. AI의 큰 문제는 엄청난 데이터가 필요하고, 수많은 데이터센터가 필요한 것임.
105. 데이터센터를 유지하는데 가장 중요한 것은 발열을 잡는 것임.
106. 발열은 전기저항에서 나오는 것인데, 초전도체로 데이터센터를 만들면, 전기저항이 없어서 발열이 사라지게 됨.
107. 핵융합의 현실화도 빨라지게 됨.
108. 핵융합은 중수소(2H)와 삼중수소(3H) 같은 가벼운 원소의 핵들이 결합해, 원자핵으로 변하면서 에너지를 내놓는 현상임.
109. 중수소와 삼중수소를 1억도 이상으로 가열하면, 원자핵과 전자가 분리된 기체 상태가 되고, 이것을 플라스마라고 부름.
110. 플라스마 상태가 되면, 두 원자핵이 융합되며 에너지가 나오기 시작함.
111. 문제는 1억도 이상으로 가열된 플라스마를 가둬놓고 견딜 수 있는 물질이 지구상에 없는 것임.
112. 플라스마를 거대하고 강력한 코일의 자기장으로 가두는 방법이 있는데, 이것을 유지하려면 저항이 없는 초전도체가 필수적임.
113. 현재까지 초전도체는 극저온이 필요함.
114. 핵융합을 통해 나오는 전기보다, 초전도체를 유지하기 위해 극저온을 만드는 전기등이 더 필요해서 가성비가 안 나오고 있음.
115. 극저온이 필요 없는 상온의 초전도체가 나오면 이 부분이 해결되며, 핵융합 상용화에 많이 가까워지는 것임.
한 줄 코멘트. 핵융합의 가장 큰 장애요인은 플라스마를 자기장으로 가두기 위해 초전도체가 필요한데, 초전도체는 극저온이 필요해서, 핵융합으로 나오는 전기보다 초전도체를 유지하기 위한 전기가 더 많이 필요한 것이 문제임. 가성비가 안 나온다는 말임. 상온 초전도체가 개발되면 핵융합 발전의 상용화는 많이 가까워지게 됨. 한국 연구진의 해당 연구가 해답이라는 말은 아님. 꺼진 것 같은 불도 가끔은 다시 볼 필요가 있는 영역이 과학인 것 같다는 정도임. 욕실에 드라이를 두면 위험함.
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