한국 최초 초전도체 도전! 뭐길래 전세계가 난리났을까?

 

 

안녕하세요 

 

여러분 ~ 엘하!

 

어느 날,

 

한 과학자가 극저온의 실험실에서 수은을 냉각시키고 있었어요.

 

그 과학자의 이름은 헤이크 카머링 오네스. 1911년도에 일어난 일인데요,

 

그는 수은의 전기 저항이 갑자기 0이 되는 현상을 발견했어요.

 

이때, 초전도체라는 새로운 신세계가 열리게 되었는데

 

무슨 말인가 싶죠?

 

그래서 오늘은

 

오늘날 우리에게 이 신비로운 물질이 어떻게 우리의 삶을

 

변화시킬 수 있는지 알아보려고 합니다.

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초전도체란?

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초전도체란 전기저항이 0인 물질이에요.

 

이 세상 모든 물체는 온도가 올라가면 저항이 증가하는데, 

 

초전도체는 특정온도 이하에서는 저항이 0이기 때문에 

 

열손실 없이 전류를 흐르게 할 수 있다는 장점이 있거든요.

 

 따라서 기존의 발전소로는 불가능했던 높은 전압과 

 

큰 전류를 얻을 수 있게 되었어요.

 

이러한 특징 덕분에 미래 에너지 산업에서의 활용가능성이 무궁무진한데요, 

 

특히 전력공급이 어려운 지역에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있게되고, 

 

핵융합발전 등 차세대 에너지원 개발에도 도움이 될 전망이라고 하네요

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그렇다면 초전도체는 어떻게 발견되었을까요?

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초전도체는 1811년 네덜란드 물리학자 시몬 스테빈(Simon Stevin)이 처음 발견했는데요

 

당시 영국 과학자들이 수은 증기로 만든 액체 헬륨 냉각장치를 이용해서 

 

과학 실험을 하던 중에 갑자기 기체가 팽창하면서 폭발했는데, 

 

이를 조사하다가 우연히 새로운 종류의 금속임을 알게 된 것이죠. 

 

이후 1911년 미국의 드렉슬러(Frederick Drexler) 교수가 

 

‘드렉슬러 효과’라는 이름으로 발표했고, 

 

1920년 독일의 란츠후트(Lanzheut) 연구소에서 본격적인 연구가 시작되었어요.

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그렇다면 초전도체는 어떤 원리로 만들어질까요?

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초전도체는 임계온도 이하에서만 자기장을 통과시키는 성질이 있어요.

 

그래서 고온상태에서는 자석 위에 올려놓아도 아무런 반응이 없죠. 

 

하지만 임계온도 이상부터는 자성을 띠면서 외부자기장에 의해 자화되요.

 

이렇게 되면 내부에 흐르는 전류가 급격히 감소하게 되는데, 

 

이때 발생하는 현상이 바로 초전도현상입니다. 

 

즉, 초전도체 내에 존재하는 전자나 이온 같은 입자들이 

 

서로 반발하며 운동에너지를 잃어버리고 정지 상태에 이르게 되요,

 

그러면 마치 도체처럼 행동하기 때문에 주변으로부터 

 

받는 힘만큼 밀어내는 척력이 작용하므로 결국엔 멈추게 되죠.

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초전도체의 효율성이 가장 잘 나타나는 사례는 뭐가 있을까?

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초전도체의 효율성이 가장 잘 드러나는 예시 중 하나로

 

초전도 전력 케이블을 들 수 있어요.

 

이 케이블은 전기 저항이 전혀 없어 전력을 전송하는 과정에서 에너지 손실이 전혀 없다고 합니다.

 

일반 구리 전선과 비교했을 때 에너지 손실이 거의 없어,

 

대규모 전력망에서의 전력 손실을 크게 줄이고

 

에너지 효율을 상당히 높일 수 있다고 해요.

 

자기 부상 열차(Maglev)에서도 초전도체의 효율성이 두드러지는데요.

 

초전도체를 이용한 자기 부상 열차는 마찰이 거의 없어 매우 빠른 속도로 주행할 수 있으며,

 

에너지 소비를 최소화하면서도 고속 운행이 가능하다고 합니다.

 

더불어 MRI와 같은 병원에서 쉽게 접할수 있는

 

의료 장비에서도 초전도체의 효율성이 중요한 역할을 한다고 해요.

 

초전도체는 강력한 자기장을 생성해

 

고해상도 이미지를 제공함으로써 진단의 정확도를 높이고 있다고 합니다.

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 결론: 초전도체와 우리의 미래

 

오늘은 초전도체에 대해서 알아보았는데요.

 

우리의 삶을 변화시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있어요

 

그 독특한 성질 덕분에 우리는 전력 전송, 교통, 의료, 컴퓨팅 등

 

여러 분야에서 혁신을 경험하고 있다는 거죠.

 

초전도체의 연구와 응용은 현 인류의 삶을 더욱 풍요롭게 만들어 가고 있고,

 

미래의 기술 혁신을 이끌어갈 중요한 분야로 자리 잡을 것입니다.

 

이 글을 통해 초전도체의 매력을 느끼고,

 

그 가능성에 대해 생각을 해봐주시는것도 좋을것 같습니다.

 

감사합니다.