[더 리포트] [知탐]은 지식을 탐하다라는 문장의 줄임말입니다.-편집자주

여기 불 켜진 형광등이 있다. 그런데 전선이 없다. 그렇다면 어떻게 작동될까. 재미있게도 이 형광등의 환한 불을 가능하게 한 ‘에너자이저’는 전자레인지다. 형광등을 전자레인지에 넣고 돌리면 불이 켜진다.

국가핵융합연구소가 최근 일반인에게 핵융합에 초점을 맞춘 과학 원리를 쉽게 설명한 예다. 호기심을 가질 이 방법은 일반인도 할 수 있다. 준비물은 당연히 형광등과 전자레인지다.

국가핵융합연구소에 따르면 일반적인 형광등의 원리는 이렇다.

‘진공 상태의 형광등 내부에는 소량의 기체가 들어있다. 양극에 전압을 걸어주면 전자가 방출되면서 형광등 내에 있는 기체와 충돌해 ‘플라즈마’ 상태가 된다. 이 플라즈마 입자들이 형광등 내부의 형광 물질과 반응하여 빛을 낸다.‘

궁금한 점은 플라즈마다.

‘플라즈마’ 혹은 ‘플라즈마 상태’는 고체와 액체, 기체가 아닌 상태다. 과학을 좀 아는 사람이라면 원자핵과 전자가 있는 원자 속의 상태가 그것이다. 즉, 기체에 에너지를 가해주면 원자에서 전자가 분리되며 (+)전기를 띄는 원자핵과(–) 전기를 띄는 전자가 서로 떨어져 자유롭게 움직이는 상태가 된다. 이것이 ‘플라즈마’ 상태다.

전자레인지가 형광등을 플라즈마 상태로 만드는 과정은 이렇다.

‘기계를 가동시키면 전자레인지의 전자파가 형광등 안에 있는 소량의 기체에 에너지를 전달한다. 그 기체는 플라즈마 상태로 변한다. 이 플라즈마가 형광 물질과 반응하여 빛을 낸다. 여기엔 형광 물질 자체가 전자파와 반응하여 내는 빛도 포함된다.

이 플라즈마는 형광등이나 네온사인뿐 아니라 반도체, 디스플레이, 환경, 농식품, 의료, 미용 등 우리 생활 곳곳 응용해 사용된다.

국가핵융합연구소는 “플라즈마는 인류의 미래에너지로 각광받는 핵융합에너지 연구에도 필수적”이라며 “인류는 초고온 플라즈마 상태에서 핵융합 반응을 통해 에너지를 만드는 태양의 원리를 이용한 인공태양 연구로 핵융합에너지 개발을 추진하고 있다”고 밝혔다.

수천~수만℃ 보다 훨씬 뜨거운 1억℃ 이상의 초고온 플라즈마를 발생시킨 뒤 강력한 자기장으로 플라즈마를 가두어 핵융합 반응을 일으키는 것이 인공태양 장치의 핵심 기술이라는 것이다.

끝으로 앞선 형광등과 전자레인지 실험에서 반드시 필요한 준비물이 있다. 절연테이프다. 형광등의 금속 부분이 노출되지 않도록 감아야 하기 때문이다.