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201012호 (2010.12.01) [172]목차보기
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헬륨, 30년內 지구에서 사라진다 

과학 | 고갈 위기의 헬륨
MR·I 광섬유·비행선 타격…달에서 채취 가능성 탐구 

김형자 과학칼럼니스트
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원소기호 He, 원자번호 2. 헬륨(Helium)의 신상명세다. 헬륨은 화학 원소 중에서도 아주 특별한 원소다. 지금까지 알려진 것 중 끓는점이 가장 낮으며, 절대온도(273K)에서도 얼지 않고 액체로 존재할 수 있는 유일한 원소다. 그러나 지구상에서는 거의 존재하지 않는 아주 드문 자원이다. 그런데 이 희귀한 헬륨이 향후 30년 안에 완전히 고갈될 수 있다는 전망이 나와 첨단과학 분야에 긴장감을 주고 있다. 올 6월 독일 린다우에서 열린 노벨상 수상자 강연회에서 리처드 로버트슨 박사(1996년 물리학상 수상자)가 헬륨 위기를 경고하고 나선 것이다. 만일 그의 말대로 30년 안에 헬륨이 고갈된다면 어떤 상황이 벌어지고, 또 그 위기를 막을 방법은 없는 것일까?
모든 물질은 온도가 높아지면 기체 상태가 되고, 낮아지면 액체를 거쳐 고체 상태로 변한다. 즉 온도를 계속 내리면 언젠가는 고체가 된다. 온도 변화에 따라 물이 얼음이나 수증기로 변하는 ‘상전이’는 자연계 어디에서나 존재하는 흔한 현상이다. 그런데 여기에 예외가 있다. 헬륨은 절대 영도에서도 액체 상태를 유지한다. 가벼운 원자인 헬륨 기체는 온도를 아주 낮추면 4.2K에서 액체가 된다. 그러나 온도를 더 낮추어 절대영도에 접근하더라도 고체가 되지 못하고 액체 상태를 유지한다.



원자 세계의 나르시스트

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