[과학의 날] 한국표준과학연구원, 세계 단위의 역사 우리 기술로

  • 경제/과학
  • IT/과학

[과학의 날] 한국표준과학연구원, 세계 단위의 역사 우리 기술로

  • 승인 2018-04-19 17:36
  • 신문게재 2018-04-20 14면
  • 이해미 기자이해미 기자
표준연
KRISS 열유체표준센터 양인석 책임연구원이 음향기체온도계를 이용하여 열역학적 온도 측정 연구를 하고 있다
단위의 역사는 곧 인류의 역사다. 피라미드를 만들 때 사용했던 인류 최초의 단위 ‘큐빗(cubit)’은 팔꿈치부터 손가락 끝까지의 길이를 기준으로 삼았다. 과거 신체를 이용했던 단위는 인류가 발전하면서 지구의 거리와 같은 자연에서 척도를 얻었고, 19세기부터는 첨단 과학기술을 접목해 정확도를 높여가고 있다.

한국표준과학연구원은 그럼에도 여전히 완벽하지 않은 단위 불변의 진리를 정립하기 위해 연구에 매진하고 있다.

올해는 단위 역사상 최초로 4개 단위인 킬로그램, 암페어, 켈빈, 몰의 정의가 한 번에 바뀐다. 이 가운데 켈빈(K, 온도) 정의의 마지막 실타래를 한국표준과학연구원이 풀었다.

단위의 정의가 특정한 물질에 의존하는 경우 문제가 됐다. 바로 켈빈이다. 현재는 켈빈을 정의하려면 물이 있어야 한다. 물이 얼음(고체), 물(액체), 수증기(기체) 상태로 동시에 존재하는 고유한 온도를 물의 삼중점이라고 한다. 물의 삼중점은 인공적으로 만들 수 있는 상태 중 가장 정확하고 재현성이 우수해 지금까지 온도를 정의하는 기준으로 사용돼왔다.

과학자들은 물이라는 물질의 성질을 이용해 온도를 정의하는 것에 만족하지 못했다. 그래서 에너지와 온도를 연결하는 기본 상수인 볼츠만 상수(k)에 주목하기 시작했다.

현재 볼츠만 상수를 측정하는 가장 정확한 방법은 음향기체 온도계다. 영국과 프랑스의 표준기관은 이를 이용한 결과를 발표했지만, 백만분의 1보다 나은 정확도를 주장했지만 두 결과 간에 백만분의 3의 차이가 발생했다.

표준과학연구원 열유체표준센터 양인석 책임연구원은 이와 같은 오류가 측정에 이용하는 기체인 아르곤의 평균 분자 질량을 측정하는 과정에서 발생했다고 가정했다. 프랑스와 영국 표준기관에서 실험에 사용한 아르곤 시료를 받아 기체시료의 동위원소 구성비를 정밀 측정했다. 이 결과 영국 아르곤의 평균 분자가 실제보다 백만분의 3 높게 측정됐음을 밝히며 마지막 난관이었던 불일치 문제가 해소했다.

결국 한국표준과학연구원은 우리 기술로 볼츠만 상수의 국제적 불일치를 해결했다. 세계적인 선진 표준기관에서 측정한 결과의 최종 심판자 역할을 수행한 셈이다. 켈빈 재정의는 올해 11월 최종 결정된다.
이해미 기자
표준연1
표준연2
SI 단위 재정의를 알리기 위해 제작한 SI Illustration - 해당 단위를 정의하는 상수 포함(BIPM 제공)
표준연3
한국표준과학연구원이 보유하고있는 물의 삼중점 셀. 얼음과 물, 수증기가 공존하는 상태

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 청주시 외평~북이 등 2개 도로 노선, 제6차 국도·국지도 예타 대상 선정
  2. 포항 해수욕장 제사 반대 10만 서명운동 본격화
  3. 대전 미분양 1년 새 23% 증가… 중구 미분양 대폭 증가
  4. [주말사건사고] 폐차장 화재부터 공장 폭발까지...대전·충남 사고 잇따라
  5. 한국마사회 글로벌 심판 영입… 서울경마 신뢰 높인다
  1. 충청 명운 가른다…정기국회 현안입법 예산 초당적 협력 시급
  2. 보완수사 기한 줄이고 절차 강화… 경찰 수사 완결성 시험대
  3. [2027 수시로 간다-대학의 색, 미래의 선택] 의료현장에 AI·데이터 더한다… 건양대가 여는 '데이터 의학'
  4. 국세청, 태국에 세정 선진 경험 전수… 글로벌 최저 한세 협력
  5. 지방 국립대 등록금 전액 지원…지역 사립대 '직격탄' 우려

헤드라인 뉴스


[중도일보 창간75주년 특집] 기록을 딛고, 충청의 미래를 점화한다

[중도일보 창간75주년 특집] 기록을 딛고, 충청의 미래를 점화한다

원자번호 75. Re. 레늄(Rhenium). 녹는점이 3000℃를 훌쩍 넘는 레늄은 초고온에서도 안정적인 특성을 유지한다. 극한의 열을 견뎌야 하는 항공기 제트엔진의 터빈 블레이드용 초합금과 로켓·미사일 추진기관의 연소실·노즐 등에 활용되는 이유다. 특히 니켈계 초합금에 소량만 더해도 고온 강도와 내구성을 높일 수 있어 항공우주와 국방산업에서 높은 가치를 지닌다. 그 희소성은 더욱 특별하다. 레늄의 대륙지각 내 평균 함량은 10억분의 1 미만으로 지구에서 가장 희귀한 원소 가운데 하나로 꼽힌다. 극한의 열을 견디고 소량으로도 전체..

[창간75] AI 선도·반도체 성장축 떠오른 충청…초광역 ‘원팀 전략’ 관건
[창간75] AI 선도·반도체 성장축 떠오른 충청…초광역 ‘원팀 전략’ 관건

이재명 정부가 인공지능(AI) 대전환과 반도체 경쟁력 강화에 속도를 내면서 민선 9기 대전·세종·충남·충북도 AI와 반도체 산업을 지역의 핵심 성장동력으로 내세우고 있다. 천안·아산과 청주의 대규모 반도체 생산시설부터 대전의 연구개발(R&D), 세종의 첨단부품까지 충청권이 보유한 산업 기반도 탄탄하다. 정부의 '대한민국 대도약 3대 메가프로젝트'를 통해 392조 원 규모의 민간투자 계획까지 더해지면서 충청권이 국내 반도체 산업의 새로운 성장축으로 부상할 수 있다는 기대도 커지고 있다. 관건은 충청권의 공동 대응이다. 4개 시도가 개..

[창간75] 충청권 392兆 대규모 투자 마중물… `초광역 경제권` 발판 삼아야
[창간75] 충청권 392兆 대규모 투자 마중물… '초광역 경제권' 발판 삼아야

충청권 산업이 대전환기에 들어섰다. 반도체와 디스플레이, 이차전지, 바이오 등 첨단산업을 중심으로 삼성전자와 SK하이닉스 등 민간기업의 대규모 투자가 본격화하고 있어서다. 정부가 최근 발표한 충청권 첨단산업 민간투자 규모는 총 392조 원에 달한다. 이 가운데 충남에서는 올해 202조 원 규모의 투자사업이 착공과 인허가 등 구체적인 실행 단계에 돌입할 것으로 알려졌다. 관건은 이번 대규모 투자를 단기적인 생산과 고용 증가에 머물지 않고 지역 산업의 장기적인 성장 동력으로 연결하는 것이다. 기업 투자를 계기로 산업 기반을 확충하고 지..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 물폭탄에 잠긴 교량 차지한 오리 물폭탄에 잠긴 교량 차지한 오리

  • ‘두 달째 파행하고 있는 대덕구의회 규탄한다’ ‘두 달째 파행하고 있는 대덕구의회 규탄한다’

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전