[표준백과사전] 제 18화 와 예쁘ㄷ... 내 눈... 내 눈!!

겨울철 도심을 수놓는 화려한 빛 축제는 연말의 낭만을 완성하는 중요한 요소입니다. 인류는 불을 발견한 이래로 활동 시간을 밤으로 확장하며 문명을 발전시켜 왔고, 빛은 소망과 희망의 신성한 상징으로 자리 잡았습니다. 16세기 이탈리아의 종교 의식에서 기원한 루미나리에와 같은 빛의 예술은 오늘날 전 세계인의 즐거움이 되었습니다. 하지만 이처럼 아름다운 조명도 적절한 기준 없이 과도하게 사용되면 오히려 우리 삶의 질을 떨어뜨리는 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점을 기억해야 합니다. 인공 조명이 지나치게 밝아 야간에도 낮과 같은 상태가 유지되는 현상을 '빛 공해'라고 부릅니다. 과도한 빛에 지속적으로 노출되면 생체 리듬이 깨지고 면역 체계에 이상이 생겨 건강을 해칠 수 있습니다. 실제로 세계보건기구 산하 국제암연구기구는 빛 공해를 발암 물질 중 하나로 지정한 바 있습니다. 이에 따라 우리나라는 2013년부터 법적 기준을 마련하여 조명 영역 밖으로 새어 나가는 불필요한 빛을 규제하고 있습니다. 이는 쾌적한 주거 환경을 보호하기 위한 필수적인 조치입니다. 빛 공해를 측정하고 관리하기 위해서는 조도와 휘도라는 개념을 정확히 이해해야 합니다. 조도는 단위 면적당 도달하는 빛의 양을 나타내며, 가로등이 비추는 바닥이나 책상 위의 밝기를 측정할 때 사용하며 단위는 '럭스'를 씁니다. 반면 휘도는 특정 방향으로 나가는 빛의 밝기를 의미하며, TV 화면처럼 스스로 빛을 내는 표면의 밝기를 측정할 때 쓰입니다. 빛 방사 허용 기준을 점검할 때는 주거지 창문에 닿는 조도와 장식 조명 자체의 휘도를 측정하여 그 유해성을 엄격하게 판단하게 됩니다. 모든 광학 측정의 기초가 되는 기본 단위는 '칸델라'입니다. 라틴어로 양초를 뜻하는 단어에서 유래한 칸델라는 과거 향유고래 기름으로 만든 양초의 밝기를 기준으로 삼기도 했습니다. 과학 기술이 발전함에 따라 흑체를 이용한 정의를 거쳐, 현재는 특정 진동수의 빛이 가지는 복사도를 기준으로 삼는 더욱 정밀한 정의로 진화했습니다. 이러한 표준 단위가 없다면 제품마다 표시된 밝기가 달라져 소비자가 혼란을 겪거나, 공해 여부를 측정할 때마다 결과가 달라지는 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 이러한 광도 표준을 확립하고 정밀하게 측정하는 연구를 지속하고 있습니다. 과거에는 명확한 기준이 없었던 LED 조명 분야에서도 독자적인 측정 시스템을 구축하여 세계 최고 수준의 기술력을 확보했습니다. 덕분에 우리는 일상에서 정확한 사양의 조명을 안전하게 사용할 수 있게 되었습니다. 빛은 세상을 밝히는 희망이지만, 정확한 표준 안에서 다루어질 때 비로소 진정한 가치를 발휘합니다. 다가오는 새해에는 모든 사람의 삶이 기준을 지키는 건강한 빛으로 가득하기를 기원합니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 17화 몸이 좀... 간지러운 것 같은데...?

최근 기숙사나 호텔 등지에서 빈대가 잇달아 발견되며 사회적인 공포가 확산되고 있습니다. 빈대는 약 5mm 정도의 작고 납작한 몸집을 가진 갈색 곤충으로, 주로 어두운 틈새에 숨어 지내다 밤이 되면 사람의 피를 빨아먹습니다. 평소에는 눈에 잘 띄지 않지만 자고 일어난 후 피부에 연달아 물린 자국이 있거나 침대에 적갈색 배설물 혹은 허물이 보인다면 빈대의 서식을 의심해야 합니다. 이들은 끈질긴 생명력을 지니고 있어 예방과 조기 발견이 무엇보다 중요하며, 발견 시 즉각적인 방제가 필요합니다. 빈대를 효과적으로 제거하려면 물리적 방제법을 우선적으로 고려해야 합니다. 빈대가 서식하는 가구 틈새나 벽면에 스팀 고열을 분사하고, 진공청소기를 이용해 빈대와 알을 흡입한 뒤 비닐에 넣어 밀봉 처리해야 합니다. 또한 오염된 의류나 직물은 50도에서 60도 사이의 뜨거운 물로 세탁하거나 건조기에서 30분 이상 처리하는 것이 필수적입니다. 여행 중에는 숙소의 침대나 바닥에 짐을 함부로 두지 말고, 귀가 후에는 가방을 소독하여 외부로부터의 유입을 철저히 차단하는 습관이 필요합니다. 다행히 빈대는 특별한 질병을 유발하지는 않지만, 이보다 훨씬 위험한 존재는 바로 '살인 진드기'라 불리는 작은소피참진드기입니다. 이 진드기에 물리면 중증열성혈소판감소증후군(SFTS)에 감염될 수 있는데, 이는 치명률이 최대 47%에 달하는 무서운 질환입니다. 초기에는 고열과 두통, 소화기 증상이 나타나며 심각할 경우 장기 부전으로 이어질 수 있습니다. 특히 아직 예방 백신이나 치료제가 없어 진드기에 물리지 않는 것이 최선의 예방법이며, 반려견과 함께하는 야외 활동 시에도 각별한 주의가 요구됩니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 이러한 SFTS의 위협에 대응하기 위해 세계 최초로 바이러스 유전자 표준물질 생산 기술을 개발했습니다. 이 표준물질은 진단키트의 정확도를 판가름하는 기준이 되어 전국 의료기관에서 신뢰도 높은 검사를 수행할 수 있게 돕습니다. 특히 이번 개발은 감염 위험이 있는 외피 단백질을 제거한 형태로 제작되어 안전성을 획기적으로 높였습니다. 덕분에 생물안전 등급이 낮은 일반 실험실에서도 연구와 진단 기술 개발에 활용할 수 있게 되었으며, 이는 진단 기술의 보편화에 큰 기여를 하고 있습니다. 현재 연구팀은 SFTS 바이러스의 다양한 유전형을 동시에 구분하고 검출할 수 있는 고도화된 기술을 연구 중입니다. 기존 PCR 방식으로는 감염 초기 단계의 바이러스를 찾아내는 데 한계가 있었으나, 진드기 단백질을 이용한 새로운 진단 기술을 통해 이를 보완하고자 노력하고 있습니다. 과학적 근거 없는 막연한 공포심에 사로잡히기보다는 정확한 정보와 기술을 신뢰하는 것이 중요합니다. 우리의 일상을 안전하게 지키기 위한 연구는 지금도 계속되고 있으며, 표준의 힘이 건강한 내일을 만드는 든든한 버팀목이 될 것입니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 16화 인바디 결과지, 믿을 만한 건가...?

가을이 되면 유독 식욕이 왕성해지는 현상을 경험하곤 합니다. 이는 우리 뇌의 시상하부에 위치한 섭식 중추와 포만 중추의 작용 때문입니다. 일반적으로 음식을 섭취하면 체온이 상승하며 포만 중추를 자극해 식욕을 억제하게 되는데, 기온이 낮은 가을에는 체온이 쉽게 떨어져 포만 중추로 전달되는 자극이 상대적으로 약해집니다. 이로 인해 동일한 양을 먹어도 포만감을 덜 느끼게 되어 음식 섭취량이 늘어나고, 선선한 날씨 덕분에 야외 활동이 증가하는 것도 식욕을 돋우는 주요 원인이 됩니다. 하지만 역설적이게도 가을은 다이어트에 최적화된 계절이기도 합니다. 날씨가 추워지면 우리 몸은 일정한 체온을 유지하기 위해 평소보다 더 많은 에너지를 소모하기 때문입니다. 체내에서 열을 발생시키는 과정에서 자연스럽게 체지방 연소가 활발해지며, 기초대사량 또한 높아져 같은 강도의 운동을 하더라도 여름보다 더 큰 효과를 거둘 수 있습니다. 따라서 가을철 식욕의 증가를 잘 조절하면서 운동을 병행한다면, 신체의 자연스러운 대사 활동 덕분에 훨씬 효율적으로 체중을 감량할 수 있습니다. 다이어트의 시작은 현재 내 몸 상태를 정확히 파악하는 것에서 출발합니다. 흔히 '인바디'라고 부르는 측정 방식은 사실 측정 방법의 명칭이 아닌 브랜드 이름이며, 정확한 과학적 명칭은 생체 전기 임피던스 분석법입니다. 이는 인체에 미세한 전류를 흘려보내 신체 기관의 반응을 수집하는 방식입니다. 여기서 임피던스란 교류 회로에서 전류의 흐름을 방해하는 저항과 유사한 개념입니다. 우리 몸의 조직마다 수분량이 다르다는 점을 이용해 신체 구성 성분을 분석하는 것이 이 기술의 핵심 원리입니다. 신체 부위별 임피던스 값은 조직의 수분량에 따라 결정되는데, 수분량이 풍부한 혈액과 근육은 저항이 작아 전류가 잘 흐르는 반면 지방과 뼈는 저항이 커서 전류가 잘 흐르지 않습니다. 최신 측정기는 주파수를 변화시키며 세포 내외의 수분량을 정밀하게 측정합니다. 낮은 주파수는 세포 외부의 수분량을, 높은 주파수는 세포 내부의 수분량까지 파악하여 부종이나 영양 상태를 알려주는 지표로 활용됩니다. 이러한 데이터들을 종합하여 체지방률과 근육량 같은 구체적인 건강 지표를 도출하게 됩니다. 정확한 신체 분석을 위해서는 임피던스 측정의 신뢰도를 보장하는 절대적인 기준이 필수적입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 임피던스 측정 표준을 확립하여 다양한 산업 분야에 보급하고 있습니다. 이 표준은 체성분 분석뿐만 아니라 가전제품, 자동차, 우주항공 등 정밀한 측정이 필요한 모든 영역에서 활용됩니다. 연구팀은 양자홀 저항과 같은 최상위 측정 표준을 바탕으로 미세한 수치까지 정확하게 측정할 수 있는 기술을 제공하며, 이를 통해 우리가 일상에서 사용하는 기기들이 안정적으로 작동할 수 있도록 지원하고 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 15화 추석상...괜찮을까...?

추석은 우리 민족 최대의 명절로, 음력 8월 한가운데 있는 큰 날이라는 뜻의 '한가위'라고도 불립니다. 가을 추수철을 맞아 풍성한 먹거리를 나누고, 더운 여름과 추운 겨울 사이의 적당한 날씨에 감사하며 덕담을 주고받는 시기입니다. 삼국사기에는 신라 시대 부녀자들이 즐겼던 길쌈놀이인 '가위'에서 그 유래를 찾을 수 있다는 기록이 남아있습니다. 오늘날에도 우리는 보름달 아래 소원을 빌고 성묘를 지내며 가족들과 소중한 시간을 보냅니다. 명절의 주인공인 송편은 지역마다 고유한 특색을 지니고 있어 그 재미를 더합니다. 서울과 경기 지역은 오색송편으로 화려함을 뽐내고, 충청도는 호박을 넣어 달콤한 노란빛을 냅니다. 전라도의 모시송편은 잘 굳지 않는 쫄깃함이 특징이며, 강원도는 감자, 제주도는 완두콩을 사용하는 등 주변에서 쉽게 구할 수 있는 건강한 신토불이 재료를 활용해 왔습니다. 이러한 다양한 송편은 각 지역의 풍요로운 결실을 상징하며 우리 밥상을 풍성하게 채워줍니다. 하지만 최근 인구 증가와 기후 변화로 인해 식량 안보의 중요성이 커지면서, 우리가 먹는 음식의 안전성에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 우리나라는 식량 수입 의존도가 높은 편이기 때문에, 농산물이 생산지에서 소비자에게 전달되기까지의 전 과정에서 안전한 공급 시스템을 갖추는 것이 필수적입니다. 특히 눈에 보이지 않는 잔류 농약이나 항생제 같은 위험 물질을 철저히 검증하기 위해서는 무엇보다 정확한 측정 기준과 데이터가 뒷받침되어야 합니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 이러한 먹거리의 안전성을 확보하기 위해 '인증표준물질(CRM)'을 개발하여 보급하고 있습니다. CRM은 세상에서 가장 정확한 측정값을 지닌 일종의 '표준 자'와 같은 역할을 합니다. 식품 속에 섞여 있는 복잡한 성분들이 측정 결과에 영향을 줄 때, 연구소에서는 이 CRM을 정답지 삼아 자신들의 측정 방식이 정확한지 확인하고 개선할 수 있습니다. 이를 통해 식품 분석 결과의 신뢰성을 높이고 국민이 안심할 수 있는 기준을 세웁니다. 우리의 추석 상에 오르는 쌀가루, 시금치, 닭고기, 그리고 빠질 수 없는 김치에 이르기까지 다양한 식품들이 이러한 정밀한 표준 체계 속에서 관리되고 있습니다. 과학적인 측정 표준은 단순히 수치를 재는 것을 넘어 우리 가족의 건강과 식탁의 안전을 지키는 든든한 파수꾼 역할을 수행합니다. 앞으로도 지속적인 인증표준물질 개발을 통해 더욱 투명하고 신뢰할 수 있는 식량 공급 체계가 마련된다면, 우리는 매년 돌아오는 명절을 더욱 즐겁고 풍요롭게 맞이할 수 있을 것입니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 14화 우리 집은 안전할까...?

최근 부실 시공과 노후화로 인한 대형 건축물 붕괴 사고는 우리 사회에 큰 두려움을 안겨주고 있습니다. 아파트나 교량, 터널 같은 구조물은 시간이 흐르며 자연스럽게 노후화되지만, 때로는 부실한 시공이 비극의 원인이 되기도 합니다. 1970년대 와우아파트 붕괴부터 90년대 성수대교와 삼풍백화점 참사까지, 우리는 자연재해가 아닌 인재로 인한 뼈아픈 역사를 경험했습니다. 이러한 사고들은 구조물 안전 관리와 정밀한 검증의 중요성을 일깨우는 강력한 계기가 되었습니다. 반복되는 참사를 막기 위해 우리나라는 1995년 '시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법'을 제정했습니다. 이 법은 시설물을 중요도에 따라 1종부터 3종까지 나누어 체계적으로 관리하며, 정기적인 안전 점검을 법적으로 의무화하고 있습니다. 점검 결과에 따라 부여되는 안전 등급은 A부터 E까지 다섯 단계로 구분됩니다. 특히 D등급은 긴급한 보수와 보강이 필요하고 E등급은 즉각적인 사용 금지가 필요한 위급 상태를 의미하며, 이는 대형 재난을 사전에 차단하는 핵심적인 기준이 됩니다. 건축물도 사람처럼 시간이 지나면 노화 과정을 겪으며 점차 안전성이 낮아집니다. 이러한 노후화 문제를 조기에 감지하지 못하고 방치하면 대형 사고로 이어질 위험이 커지기에, 지속적인 모니터링 기술이 필수적입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 교량이나 철도, 지하 배관과 같은 공공 기반 시설의 손상 정도를 상시 감시하는 기술을 개발하고 있습니다. 미세한 균열이나 부식을 정밀하게 측정하고 구조물 변형을 실시간으로 감지함으로써 재난에 대한 대비책을 견고히 구축하고 있습니다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 사물인터넷과 빅데이터는 시설물 안전 관리 분야에도 혁신을 일으키고 있습니다. KRISS는 데이터 과학을 기반으로 한 차세대 비파괴 검사 기술을 통해 안전 관리의 신뢰도를 한층 높이고 있습니다. 인공지능을 도입한 이 기술은 원자력 발전소나 정유 설비 등 고도의 정밀함이 요구되는 산업 현장에서 빛을 발합니다. 이는 단순히 안전을 지키는 것을 넘어 전자와 배터리, 조선 등 국가 핵심 산업 전반의 경쟁력을 강화하고 기술적 우위를 확보하는 밑거름이 됩니다. 집은 우리가 가장 편안하게 쉬어야 할 안식처이며, 교량과 터널은 우리 삶을 잇는 중요한 기반 시설입니다. KRISS는 사회적으로 시급한 안전 문제에 민첩하게 대응하기 위해 다양한 측정 기술을 현장에 적용하며 연구에 매진하고 있습니다. 일상 속에 숨어 있는 표준과 정밀한 측정 기술은 보이지 않는 곳에서 우리의 안전을 굳건히 지탱해 주는 힘입니다. 이러한 기술적 노력이 계속되는 한 우리의 일상은 더욱 안전하고 풍요로워질 것이며, 사고 걱정 없는 든든한 미래를 기대할 수 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 13화 심해지는 이상기후 현상! 어떻게 예측할까?

최근 기상이변으로 인한 재난문자가 부쩍 잦아졌습니다. 특히 기록적인 폭우와 폭염이 이어지며 우리 일상에 큰 영향을 미치고 있습니다. 기상청에서 발령하는 주의보와 경보는 이러한 재해 상황에 대비하기 위한 중요한 지표입니다. 주의보는 재해가 발생할 우려가 있을 때 주의를 환기하기 위해 발표하며, 경보는 중대한 피해가 예상되는 더욱 심각한 상황을 의미합니다. 폭염은 체감온도 33도에서 35도를 기준으로 나뉘며, 호우 특보는 강수량에 따라 세분화됩니다. 이러한 기준을 명확히 아는 것은 갑작스러운 기상 변화로부터 자신을 보호하는 첫걸음이 됩니다. 강수량과 강우량은 비슷해 보이지만 엄밀히 다릅니다. 강우량은 오직 비의 양만을 뜻하고, 강수량은 비뿐만 아니라 눈과 우박 등 하늘에서 떨어지는 모든 수분의 양을 포함합니다. 우리 조상들은 측우기를 통해 세계 최초로 강수량을 과학적으로 측정했으며, 오늘날에는 이를 계승한 자기강수량계를 사용해 정밀하게 관측합니다. 측정된 강수량 데이터는 단순히 비의 양을 확인하는 것을 넘어, 지구 온난화와 엘니뇨 같은 이상기후 현상을 분석하는 기초 자료가 됩니다. 정확한 관측 데이터가 쌓일수록 기상이변에 대한 대응력도 함께 높아지게 됩니다. 우리가 마주한 기후 위기를 극복하려면 대기의 움직임을 더욱 깊이 있게 이해해야 합니다. 특히 지상에서 약 10~50km 위에 위치한 성층권은 미래 기후 변화의 정보를 담고 있는 중요한 공간입니다. 대류권과 달리 공기의 흐름이 비교적 일정하고 기상 현상이 거의 없는 성층권은 지상의 기후 변화 양상을 장기적으로 반영하는 거울과도 같습니다. 이곳의 변화를 면밀히 분석하면 앞으로 발생할 전 지구적 기상 패턴을 예측하는 데 큰 도움을 얻을 수 있습니다. 따라서 고층 대기의 상태를 정확하게 측정하는 기술은 인류의 안전을 위한 핵심 연구 분야로 주목받고 있습니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 성층권의 환경을 정확하게 관측하기 위해 첨단 기상 관측 장비인 라디오존데를 개발했습니다. 기존 장비는 태양 가열 효과를 제대로 보정하지 못해 오차가 발생하는 한계가 있었습니다. 연구팀은 두 개의 온도 센서를 장착하여 태양 가열 효과를 대기 환경에 맞춰 정밀하게 보정하는 기술을 도입했습니다. 또한 아주 미세한 양의 수분까지 감지하는 수정 진동자 센서를 적용해 성층권의 대기 환경을 가장 정확하게 측정할 수 있게 되었습니다. 이러한 기술적 진보는 고층 기상 정보의 신뢰도를 세계적인 수준으로 끌어올렸습니다. 장비의 성능을 검증하기 위해 연구진은 지상에서도 성층권과 유사한 환경을 재현할 수 있는 고층기상 모사장치를 함께 구축했습니다. 영하 70도의 극저온과 초저기압, 그리고 인공 태양광까지 조절할 수 있는 이 장치는 다양한 극한 환경에서도 관측의 정확성을 보장합니다. 세계기상기구가 인정하는 고층 기상관측 기준기관으로 도약하려는 이러한 노력은 미래 기후 위기에 대응하는 든든한 버팀목이 될 것입니다. 정밀한 측정 기술이 우리 사회의 안전을 지키고 일상을 더욱 풍성하게 만드는 만큼, 과학 기술의 표준을 세우는 일은 앞으로도 멈추지 않고 계속될 전망입니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제 12화 뜨거운 음식을 냉장고에 넣으면 생기는 일

무더운 여름철, 정성껏 만든 음식을 신선하게 오래 보관하기 위해 우리는 냉장고를 가장 먼저 떠올립니다. 하지만 갓 조리한 뜨거운 반찬을 곧장 냉장고에 넣는 것은 피해야 할 행동 중 하나입니다. 그 이유는 냉장고 내부 온도를 일시적으로 급격히 상승시켜 주변에 이미 보관 중인 다른 음식들의 신선도에 나쁜 영향을 주기 때문입니다. 열기로 인해 주변 음식의 맛이 변하거나 심한 경우에는 상하게 만들 수도 있으므로, 소중한 식재료를 보호하기 위해서는 뜨거운 열기가 어느 정도 가라앉은 뒤에 수납하는 지혜가 필요합니다. 그렇다고 해서 음식을 실온에 너무 오랫동안 방치하는 것도 위생상 바람직하지 않습니다. 박테리아가 가장 활발하게 번식하는 이른바 '위험 온도 구간'이 5 ℃에서 60 ℃ 사이이기 때문입니다. 따라서 조리된 음식이 60 ℃ 이하로 내려가기 전에는 냉장고에 넣어 적절히 냉각하는 것이 식품 안전을 지키는 핵심입니다. 또한, 냉장고는 설정된 온도를 일정하게 유지하기 위해 에너지를 소모하는데, 뜨거운 음식이 들어가 온도가 높아지면 이를 다시 낮추기 위해 압축기가 평소보다 더 많은 전기를 사용하게 되어 에너지 낭비로 이어집니다. 냉장고가 내부를 시원하게 유지할 수 있는 비결은 액체가 기체로 변할 때 주위의 열을 흡수하는 '기화열' 원리에 있습니다. 우리가 주사를 맞기 전 알코올 솜으로 팔을 닦을 때 시원함을 느끼는 것과 같은 물리적 현상입니다. 냉장고 내부의 냉각기는 액체 상태의 냉매를 기체로 증발시키며 내부의 열을 빼앗고, 기체로 변한 냉매는 다시 압축기를 거쳐 액체로 돌아가는 순환 과정을 반복합니다. 이러한 냉각 사이클은 현대인의 삶을 쾌적하게 만들어주었지만, 기존 냉매는 지구 온난화에 영향을 주는 온실가스 성분을 포함하고 있다는 숙제를 안고 있습니다. 이러한 환경적 문제를 해결하기 위해 최근 주목받는 혁신 기술이 바로 '열전 소재'입니다. 열전 소재는 온도 차에 따른 소재 내부의 전하 움직임을 이용해 열을 전기로 바꾸거나, 반대로 전기를 이용해 냉각과 가열을 수행하는 특수한 반도체 소재입니다. 별도의 냉매 가스를 사용하지 않아 매우 친환경적이며, 화장품 냉장고나 와인 냉장고 같은 소형 가전부터 우주선의 전력원까지 그 활용 범위가 매우 넓습니다. 소음이 적고 정밀한 온도 제어가 가능하다는 장점 덕분에 일상의 여러 분야에서 차세대 냉각 솔루션으로 각광받고 있습니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 이러한 친환경 기술의 발전을 뒷받침하기 위해 나노 소재의 열전 에너지 변환 효율 측정 시스템을 자체적으로 개발해 왔습니다. 박막과 벌크 스케일 등 다양한 크기에서 신뢰할 수 있는 측정 표준을 확립함으로써, 새로운 소재의 성능을 정확하게 평가할 수 있는 기반을 마련한 것입니다. 이러한 정밀 측정 기술은 고효율 친환경 신소재 개발의 밑거름이 되어 기후 위기 대응과 에너지 절감에 큰 기여를 할 것으로 보입니다. 표준의 힘을 통해 우리의 여름이 더욱 건강하고 특별해질 수 있도록 과학적인 노력이 계속되고 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제11화 근데 구독자분들은 잘 모르잖아. 알록달록한 수소.

매년 6월 5일은 전 세계가 함께 지구의 소중함을 되새기는 '세계 환경의 날'입니다. 1972년 스웨덴 스톡홀름에서 열린 '유엔인간환경회의'를 통해 제정된 이 날은 국제사회가 환경 보전을 위해 다짐하는 역사적인 첫 단추가 되었습니다. 기후 변화의 시대를 넘어 기후 위기에 직면한 오늘날, 환경 보호는 더 이상 미룰 수 없는 생존의 문제입니다. 우리나라도 이러한 국제적 흐름에 발맞추어 1997년에 행사를 개최하는 등 탄소중립 실현을 위한 다각적인 노력을 기울이며 지속가능한 미래를 꿈꾸고 있습니다. 탄소중립 사회로 가기 위한 핵심 열쇠는 바로 수소에너지입니다. 수소는 산소와의 화학 반응을 통해 열과 전기를 생산하며, 연소 과정에서 오직 물만 배출하는 매우 깨끗한 연료입니다. 현재 사용되는 '그레이 수소'나 이산화탄소를 포집해 저장하는 '블루 수소'는 생산 과정에서 어느 정도의 탄소배출이 불가피하다는 한계가 존재합니다. 따라서 재생에너지를 활용해 물을 전기 분해하여 얻는 '그린 수소'야말로 환경 오염 물질이 전혀 발생하지 않는 진정한 의미의 탄소중립을 실현할 궁극의 청정 에너지원으로 평가받고 있습니다. 그린 수소는 이상적인 에너지원이지만 상용화에 따르는 기술적 난제가 많습니다. 태양광 발전을 이용해 물을 직접 분해하는 방식은 설비 구축에 큰 비용이 들며, 무엇보다 전극이 물속에서 쉽게 부식된다는 단점이 있습니다. 전극 부식을 막기 위해 보호막을 씌우면 전기가 잘 통하지 않아 수소 생산 효율이 급격히 낮아지는 딜레마에 빠지게 됩니다. 이러한 효율과 내구성을 동시에 만족시키지 못하는 기술적 장벽 때문에 그린 수소는 그동안 뛰어난 잠재력에도 불구하고 산업 현장에서 널리 활용되는 데 큰 어려움을 겪어왔습니다. 한국표준과학연구원(KRISS) 연구팀은 최근 이러한 한계를 극복할 획기적인 기술을 세계 최초로 개발하며 주목받고 있습니다. 연구진은 수소 생산 효율을 극대화하기 위해 이산화티타늄 보호막 내의 '산소 결함량'을 미세하게 조절하는 기술을 완성했습니다. 본래 전기가 통하지 않는 산화물 보호막에 인위적인 산소 결함을 형성하면, 이것이 전하의 이동 통로가 되어 전극의 부식을 막는 동시에 수소 생산을 원활하게 돕습니다. 이번 연구 성과로 전극 수명이 기존 대비 약 10배나 향상되었으며, 이는 그린 수소 실용화를 앞당기는 결정적 계기가 될 전망입니다. 이번에 확보한 광전극 보호막 기술은 수소 생산뿐만 아니라 이산화탄소를 포집해 화학 에너지로 전환하는 인공광합성 기술 등 차세대 탄소중립 연구 분야에도 폭넓게 응용될 수 있습니다. 과학기술의 진보는 우리가 직면한 환경 문제를 해결하는 든든한 무기가 되어줍니다. 한 사람의 열 걸음보다 열 사람의 한 걸음이 더 큰 변화를 만든다는 말처럼, 과학자들의 헌신적인 연구와 우리 모두의 일상 속 작은 실천이 조화를 이룰 때 비로소 우리는 기후 위기를 극복하고 더 푸른 지구를 다음 세대에 물려줄 수 있을 것입니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제10화 내 단점이 ‘먼지’ 알아? 바로 ‘미세’한 거야~

따스한 봄기운과 함께 어김없이 찾아오는 불청객이 있습니다. 바로 미세먼지입니다. 기침이 나고 목이 칼칼하지만 열이 없다면, 이는 독감보다는 미세먼지의 영향일 확률이 높습니다. 먼지는 보통 50 마이크로미터보다 작은 입자를 뜻하지만, 우리 몸의 방어 체계를 뚫고 깊숙이 침투하는 것은 이보다 훨씬 작은 미세먼지들입니다. 지름 10 마이크로미터 이하인 미세먼지는 머리카락 한 가닥 지름 안에 대여섯 개가 들어갈 정도로 작으며, 초미세먼지는 그보다 훨씬 미세하여 우리 건강을 위협합니다. 이러한 미세먼지는 화산 활동이나 꽃가루 같은 자연적인 원인뿐만 아니라 공장과 자동차의 배기가스 등 화석 연료를 사용하는 인간의 활동에 의해 대량으로 발생합니다. 심지어 가정에서 음식을 조리할 때도 상당량의 미세먼지가 생성되어 실내 공기를 오염시킵니다. 미세먼지에 장시간 노출되면 호흡기 및 심혈관 질환의 위험이 커지는 것은 물론, 최근 연구에 따르면 미세먼지 입자가 뇌에 침투하여 치매를 유발할 수 있다는 사실까지 밝혀지며 인체에 미치는 심각한 해악이 증명되고 있습니다. 일상 속에서 미세먼지의 위협에 대처하기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 실시간 예보를 확인하는 습관을 갖는 것입니다. 농도가 높은 날에는 야외 활동을 가급적 자제하고, 부득이하게 외출할 경우에는 반드시 보건용 마스크를 착용해야 합니다. 귀가 후에는 손과 얼굴을 깨끗이 씻고 충분한 수분을 섭취하여 체내 노출을 최소화해야 합니다. 또한 미세먼지가 심한 날이라 하더라도 실내 조리 후에는 오염된 공기를 배출하기 위해 잠시라도 창문을 열어 환기를 시키는 것이 건강을 지키는 현명한 방법입니다. 미세먼지 문제의 근본적인 해결을 위해서는 정밀한 측정이 필수적입니다. 미세먼지는 농도에 따라 인체에 미치는 위험도가 달라질 뿐만 아니라, 그 속에 포함된 여러 화학 성분들은 대기 흐름과 발원지 정보를 담고 있습니다. 신뢰성 있는 측정 데이터를 확보함으로써 미세먼지의 유해성과 발원지를 과학적으로 규명할 수 있으며, 이를 바탕으로 국가 차원의 정확한 대기 오염 대응책을 마련할 수 있게 됩니다. 따라서 미세먼지를 정확하게 분석하는 일은 국민의 건강한 삶을 지탱하는 가장 기초적인 과학적 과업이라 할 수 있습니다. 이에 한국표준과학연구원(KRISS)은 우리나라의 대기 환경 특성을 반영한 미세먼지 분석 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. KRISS 연구팀은 서울과 경기 지역에서 수집한 대량의 미세먼지를 균질하게 가공하여 19가지 화학 성분을 정밀하게 측정할 수 있는 ‘도시 미세먼지 인증표준물질’을 제작했습니다. 이 물질은 미세먼지 유해 성분을 분석하고 발원지를 추적하는 데 있어 세계적인 수준의 기준점 역할을 수행하게 됩니다. 이러한 정밀 측정 기술의 발전이 미세먼지 걱정 없는 푸른 하늘을 되찾아주는 든든한 과학적 토대가 되기를 기대해 봅니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제9화 뉴턴의 사과나무가 한국에 있다?!

뉴턴의 사과나무는 과학사에서 가장 상징적인 존재 중 하나로 꼽힙니다. 만유인력의 법칙에 영감을 주었다고 알려진 이 나무의 후손이 우리나라의 한국표준과학연구원(KRISS) 정원에서 자라고 있다는 사실은 무척 흥미롭습니다. 1978년 한미 과학기술 협력의 상징으로 미국 국립표준기술연구소(NIST)로부터 기증받은 이 나무는, 단순히 이름만 같은 것이 아니라 영국 뉴턴의 생가에서 자라던 원조 사과나무의 가지를 접목하여 그 유전적 혈통을 그대로 이어받은 귀한 손님입니다. 접목이라는 방식을 통해 번식된 이 사과나무는 뿌리에서 양분을 얻고 줄기에서 유전자를 물려받아 열매를 맺습니다. 따라서 현재 한국표준과학연구원(KRISS)에서 열리는 사과는 수백 년 전 뉴턴이 관찰했던 그 사과와 똑같은 유전자를 지니고 있습니다. 비록 현대의 개량 품종처럼 달콤하거나 아삭한 맛을 자랑하지는 않으며 열매가 쉽게 떨어지는 특징이 있지만, 과학 혁명의 순간을 목격했던 생명체의 신비를 고스란히 간직하고 있다는 점에서 무엇보다 특별한 가치를 지닙니다. 뉴턴이 떨어지는 사과를 보고 떠올린 의문은 현대 물리학의 근간인 만유인력의 법칙으로 발전했습니다. 질량을 가진 모든 물체는 서로를 잡아당긴다는 이 원리는 두 물체 사이의 거리가 멀어질수록 힘이 약해지고, 질량이 클수록 강해진다는 정량적인 공식을 통해 입증되었습니다. 사과라는 평범한 자연 현상에서 우주의 보이지 않는 질서를 읽어낸 뉴턴의 통찰력은 인류가 세상을 바라보는 관점을 완전히 바꾸어 놓았으며, 과학적 측정의 중요성을 일깨워준 계기가 되었습니다. 그의 업적을 기려 명명된 힘의 단위 '뉴턴(N)'은 국제단위계(SI)에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 1 뉴턴(N)은 사과 반쪽 정도를 들어 올릴 때 느껴지는 미세한 힘을 의미하며, 이는 질량과 가속도를 곱하여 정의되는 유도 단위입니다. 이처럼 기본 단위들을 조합해 만들어지는 유도 단위들은 자동차의 속도나 집의 넓이처럼 우리가 생활 속에서 접하는 다양한 물리량들을 정확하게 표현할 수 있게 해줍니다. 표준화된 단위 덕분에 우리는 전 세계 어디서든 동일한 기준으로 소통할 수 있습니다. 정확한 힘 표준을 확립하는 일은 산업 전반의 안전을 지키는 핵심적인 요소입니다. 무거운 자재를 들어 올리는 크레인의 한계 하중이나 대형 건축물의 내구성 측정에서 오차가 발생하면 자칫 대형 사고로 이어질 수 있기 때문입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 1979년 설립 이후 미세한 힘부터 엄청난 무게의 하중까지 정밀하게 측정할 수 있는 힘 표준 기술을 개발해 왔습니다. 이러한 보이지 않는 노력 덕분에 우리 사회는 불량품을 줄이고 부실 공사를 방지하며 더욱 안전하고 신뢰할 수 있는 기반을 다지고 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제8화 한국인은 필수 시청, 태극기에도 정해진 색이 있다?

일상에서 마주하는 수많은 빨강 중에서 우리나라는 전통적으로 음양오행 사상을 바탕으로 한 오방색을 사용해 왔습니다. 청색, 적색, 황색, 백색, 흑색의 다섯 가지 색상은 각각 동서남북과 중앙이라는 방위를 상징하며 단순한 색 이상의 깊은 의미를 지니고 있었습니다. 하지만 현대 사회에서는 주관적인 색의 해석을 넘어 과학적이고 객관적인 기준이 필요하게 되었습니다. 이에 따라 오늘날의 색채계는 사람의 시각 시스템에 근거한 정밀한 측정 기술을 통해 더욱 세분화되고 체계적인 표준을 정립하게 되었습니다. 현재 세계적으로 널리 쓰이는 표준은 국제조명위원회(CIE)의 CIE 색 좌표입니다. 이는 인간이 볼 수 있는 모든 가시광선 영역의 색을 수치화하여 표현한 기준계입니다. 물체나 광원에서 반사된 스펙트럼을 정밀하게 측정하여 시각 시스템의 반응에 따라 CIE 색 좌표를 계산하는 방식입니다. 이 시스템에서 흰색은 다이어그램의 중앙에 위치하며, 색이 순수해질수록 가장자리로 이동하게 됩니다. 1931년에 정의된 이 표준은 지금까지도 측색과 측광 분야에서 가장 신뢰받는 지표로 사용되고 있습니다. CIE 외에도 우리가 흔히 접하는 색채 체계로는 먼셀 색채계와 RGB 색채계가 있습니다. 먼셀 색채계는 색상, 명도, 채도라는 세 가지 속성을 축으로 하여 색 공간을 구성하며, 직관적인 표시 방법 덕분에 교육용으로도 널리 활용됩니다. 반면 RGB 색채계는 디스플레이 기술의 발전과 함께 등장한 방식으로, 빛의 삼원색인 빨강, 초록, 파랑을 조합하는 가산 혼합 원리를 이용합니다. 이처럼 용도에 따라 다양한 색채 표준이 존재하지만, 국가의 상징인 국기를 제작할 때는 가장 정밀하고 변하지 않는 기준이 필요합니다. 과거에는 태극기마다 적색과 청색의 농도가 제각각이어서 국가적 정체성을 일관되게 표현하는 데 어려움이 많았습니다. 특히 국기 게양이 필요한 국제회의 시 외국 기관에서 우리나라 국기의 정확한 CIE 색 좌표를 문의해올 때 명확한 답변을 주기 어려웠던 실질적인 문제도 발생했습니다. '하늘 아래 같은 색은 없다'는 말처럼 빨간색으로 분류되는 색상만 수십 가지에 달했기 때문입니다. 이러한 혼란을 막고 세계 어디서나 동일한 태극기를 게양하기 위해, 색채의 정확한 측정과 재현을 바탕으로 한 표준화 작업이 시작되었습니다. 이 난제를 해결한 주인공은 한국표준과학연구원(KRISS)입니다. 연구원은 축적된 측정 표준 기술을 활용해 태극기의 표준 색도를 선정하고 관리하는 기준을 확립했습니다. CIE 색 좌표를 기준으로 제정된 이 표준 덕분에 이제는 전 세계 어디서든 일관된 태극기를 제작할 수 있게 되었습니다. 현재는 태극기뿐만 아니라 도로명판이나 안전 표지와 같은 공공디자인 전반에 이 표준이 적용되고 있습니다. 정밀한 표준이 깃든 태극기를 보며 우리 일상 속에 숨어 있는 과학의 가치를 다시금 되새겨 봅니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제7화 공정한 천연가스 수입을 위한 필수템 표준가스!

겨울철마다 우리를 긴장시키는 도시가스 요금 인상은 단순한 우연이 아닙니다. 장기화된 전쟁과 유가 상승으로 인해 천연가스 가격이 치솟으면서 우리 경제에도 큰 부담이 되고 있습니다. 대한민국은 중국과 일본에 이어 세계에서 세 번째로 천연가스를 많이 수입하는 국가입니다. 이처럼 막대한 양의 에너지를 해외에 의존하고 있기에, 국제적인 자원 가격 변동은 우리 생활 물가와 국가 경제 전반에 즉각적이고 직접적인 영향을 미치게 됩니다. 엄청난 비용을 들여 수입하는 천연가스의 성분을 분석하는 일은 매우 중요합니다. 천연가스는 공기와 마찬가지로 여러 기체가 섞여 있는 혼합물입니다. 주성분인 메테인 외에도 프로페인, 질소 등이 포함되어 있으며, 산출지에 따라 그 구성 비율이 조금씩 달라집니다. 고가의 물건을 구매할 때 성분과 품질을 꼼꼼히 따져보는 것처럼, 기체 혼합물 역시 정확한 구성 물질의 비율을 파악하는 것이 공정 거래를 위한 필수적인 첫 단계라고 할 수 있습니다. 기체의 성분을 정밀하게 파악하기 위해 기준점이 되는 것이 바로 표준가스입니다. 표준가스는 성분의 물질량 분율과 불확도, 측정 소급성에 대한 정보가 명확하게 보증된 안정적인 물질입니다. 이를 활용하면 수입되는 천연가스의 성분을 정밀하게 비교 분석할 수 있습니다. 마치 정확한 눈금을 가진 자가 있어야 물건의 길이를 제대로 잴 수 있듯이, 표준가스는 눈에 보이지 않는 기체의 조성을 확인하는 과학적인 척도 역할을 수행하며 거래의 신뢰성을 담보합니다. 천연가스의 가격은 단순히 부피가 아니라 단위당 발생하는 열량에 따라 결정됩니다. 만약 성분 분석 과정에서 미세한 오차라도 발생하게 된다면, 국가적으로는 천문학적인 액수의 금전적 손해를 입을 가능성이 매우 큽니다. 한국표준과학연구원에서 개발한 고정밀 표준가스는 이러한 측정의 불확실성을 최소화하여 우리나라가 정당한 가격으로 에너지를 수입할 수 있도록 돕습니다. 과학 기술이 국가의 경제적 이익을 지키는 핵심적인 방패가 되는 셈입니다. 우리나라는 현재 7개국 이상의 다양한 국가로부터 천연가스를 수입하고 있으며, 국가별로 가스의 조성이 다릅니다. 따라서 각 수입국의 특성에 맞춘 맞춤형 표준가스 제조 기술이 필수적입니다. 이러한 정밀 측정 기술 덕분에 대한민국은 세계적인 수준의 에너지 수입 관리 능력을 갖추게 되었습니다. 일상 속에 숨겨진 표준의 가치를 이해한다면, 우리가 매일 사용하는 에너지가 얼마나 철저한 과학적 검증 과정을 거쳐 공급되는지 새삼 느낄 수 있을 것입니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제6화 우리가 자를 신뢰할 수 있는 이유! 바로 '측정소급성' 때문!

일상생활에서 키를 재거나 물건의 길이를 측정할 때 우리는 당연하게 자를 사용합니다. 하지만 우리가 측정한 결과를 전적으로 신뢰할 수 있는 이유는 단순히 눈금이 정교하기 때문만이 아닙니다. 모든 측정 행위는 본질적으로 기준이 되는 대상과의 비교를 전제로 하며, 이를 통해 측정값의 신뢰성을 확보하는 체계를 '측정 소급성'이라고 부릅니다. 멀리 떨어진 친구에게 물건의 크기를 설명할 때 특정 사물과 비교가 필요하듯이, 전 세계가 공통으로 사용할 수 있는 명확한 기준을 세우는 것이 측정의 시작입니다. 과거 인류는 길이를 정의하기 위해 시대마다 다양한 기준을 활용해 왔습니다. 고대 이집트에서는 파라오의 팔 길이를 기준으로 삼았고, 프랑스 혁명기에는 지구 자오선을 기준으로 미터를 정의하기도 했습니다. 이후 백금-이리듐 합금으로 만든 미터 원기를 표준으로 사용하다가, 현재는 변하지 않는 물리 상수인 빛의 속력을 기준으로 삼고 있습니다. 빛이 진공에서 특정 시간 동안 진행한 경로의 길이를 미터로 정의함으로써, 이제는 시공간의 제약을 받지 않는 절대적이고 보편적인 측정 표준을 확립하게 되었습니다. 국가측정표준기관인 한국표준과학연구원(KRISS)은 'KRISS 레이저 2'와 같은 첨단 장비를 통해 미터 정의를 실제로 구현하는 1차 측정 표준을 유지합니다. 이러한 고도의 표준은 일반 산업 현장이나 실생활에서 직접 구현하기 어렵기 때문에 단계별 비교 과정을 거치게 됩니다. 1차 측정 표준을 통해 2차 표준을 교정하고, 다시 이를 바탕으로 3차 표준을 만드는 계층적 구조를 형성하는 것입니다. 이러한 체계 덕분에 우리는 복잡한 장비 없이도 충분한 정확도를 갖춘 측정 도구를 실생활에서 편리하게 사용할 수 있습니다. 측정 소급성이란 결국 상위 측정 표준과의 객관적인 비교와 검증을 통해 측정의 신뢰성을 끝까지 추적할 수 있는 성질을 의미합니다. 우리가 사용하는 자를 상위 단계의 표준과 비교하여 교정하고, 그 상위 표준을 다시 국가 표준과 연결하는 과정이 마치 긴 사슬처럼 이어져 있는 셈입니다. 이 연결고리가 단단하게 유지될 때 비로소 우리가 일상에서 측정하는 모든 수치가 과학적인 신뢰성을 얻게 됩니다. 이는 현대 사회의 모든 공학적 설계와 과학적 연구가 흔들림 없이 진행될 수 있도록 뒷받침하는 기초가 됩니다. 이러한 측정의 신뢰성은 국내 산업뿐만 아니라 국가 간의 기술 교류에서도 필수적인 요소로 작용합니다. 현대 국가들은 국제도량형위원회의 주관 아래 상호인정협약(MRA)을 맺고, '국제비교'라는 과정을 통해 각국의 측정 능력을 엄격하게 검증하고 있습니다. 이를 통해 국경을 넘어 서로의 측정값을 신뢰하고 긴밀한 기술적 협력을 이어갈 수 있는 것입니다. 보이지 않는 곳에서 비교의 연결고리를 이어가는 측정 소급성은 현대 정밀 산업 문명을 지탱하는 거대한 신뢰의 네트워크라고 할 수 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제5화 연말이면 등장하는 사랑의 온도계! 그래서 1 도가 얼마야?

연말이 되면 거리에는 나눔의 상징인 사랑의 온도계가 등장합니다. 이 온도계는 목표 금액의 1퍼센트를 달성할 때마다 1도씩 온도가 올라가며 나눔의 온기를 시각적으로 전달합니다. 하지만 우리가 일상에서 느끼는 온도는 이보다 복잡하고 정교한 물리량입니다. 몸의 감각만으로 뜨겁고 차가운 정도를 측정하는 것은 사람마다 주관적일 수밖에 없기에 정확한 수치로 표현하려는 시도가 시작되었습니다. 과거 과학자들은 버터의 녹는점이나 지하실의 온도를 기준으로 삼기도 했으나, 이내 더 객관적이고 체계적인 기준이 필요함을 깨닫게 되었습니다. 현대 온도 체계의 근간인 섭씨온도는 1742년 스웨덴의 물리학자 안데르스 셀시우스에 의해 처음 제안되었습니다. 흥미로운 점은 당시 그가 물의 어는점을 100도, 끓는점을 0도로 설정했다는 사실입니다. 우리가 현재 사용하는 물의 어는점을 0도로, 끓는점을 100도로 정의하는 방식은 1744년 식물학자 카를 폰 린네가 제안하면서 비로소 완성되었습니다. 이 체계는 두 지점 사이를 100등분하여 누구나 이해하기 쉬운 직관적인 척도를 제공했습니다. 덕분에 섭씨온도는 오늘날 전 세계 수많은 국가에서 기온과 체온을 측정하는 표준으로 널리 사용되고 있습니다. 섭씨온도와 함께 흔히 사용되는 화씨온도는 주로 미국 등 일부 지역에서 활용됩니다. 화씨온도 체계에서는 물이 어는 온도를 32도로, 끓는 온도를 212도로 설정하며 그 사이를 180등분하여 측정합니다. 섭씨온도 36.5도인 체온이 화씨온도로 변환되면 97.7도라는 높은 수치로 나타나는데, 이는 단지 기준과 단위의 차이일 뿐 우리 몸의 실제 에너지가 변하는 것은 아닙니다. 서로 다른 두 체계는 각기 다른 역사적 배경과 편의성을 바탕으로 발전해 왔으며, 일상생활 속에서 기후나 요리, 산업 분야 등 다양한 목적에 맞춰 선택적으로 사용되고 있습니다. 과학의 영역으로 들어가면 섭씨온도나 화씨온도보다 더 본질적인 단위인 켈빈(K)을 마주하게 됩니다. 산업 혁명 이후 증기기관의 효율을 높이려는 연구가 활발해지면서 열과 에너지 사이의 법칙을 설명할 수 있는 새로운 온도의 필요성이 대두되었습니다. 1848년 켈빈 경은 모든 분자의 운동 에너지가 0이 되는 지점을 절대 0도로 하는 절대온도 단위를 제안했습니다. 켈빈(K)은 음수의 부호를 사용할 필요가 없어 열역학적 계산을 훨씬 용이하게 만들어 주었습니다. 이는 물질의 상태를 더 근원적으로 이해하고자 하는 과학자들에게 필수적인 도구가 되었습니다. 온도의 국제표준 단위인 켈빈(K)은 시대의 흐름에 따라 더욱 정교하게 진화해 왔습니다. 2019년에는 기존의 물의 삼중점을 기준으로 하던 방식에서 벗어나 볼츠만 상수를 이용한 재정의가 이루어졌습니다. 이는 어떤 환경에서도 변하지 않는 물리 상수를 기준으로 삼음으로써 온도를 더욱 정밀하게 측정하려는 과학적 의지가 반영된 것입니다. 한국표준과학연구원(KRISS) 또한 이러한 재정의 과정에 참여하며 기술적 기여를 아끼지 않았습니다. 이제 온도는 단순한 수치를 넘어 우주의 물리 법칙을 일관되게 설명하는 핵심적인 표준으로서 기능하고 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제4화 세상의 기준을 만드는 7성구! 대한민국 법정단위 국제단위계(SI)

미국 항공우주국(NASA)은 세계 최고의 과학 기술력을 자랑하지만, 단위 체계의 혼선으로 인해 무려 1,400억 원이라는 막대한 자산을 허공에 날린 아픈 기억이 있습니다. 1999년 화성 기후 관측 위성이 궤도 진입 중 실종된 사건이 그 주인공입니다. 원인은 어처구니없게도 단위 변환 오류였습니다. 위성 제작사는 야드-파운드법을 사용해 데이터를 작성했고, 미국 항공우주국(NASA) 연구원들은 이를 국제 단위계(SI)로 오인하여 별도의 변환 없이 컴퓨터에 입력했습니다. 단 한 번의 사소한 수치 오차가 수년간의 노력과 막대한 자본을 앗아간 비극적인 사례로 남았습니다. 이처럼 서로 다른 단위계 사용으로 인한 혼란을 방지하기 위해 탄생한 것이 바로 국제 단위계(SI)입니다. 프랑스 대혁명 당시의 미터법에서 시작된 이 체계는 과학 기술의 발전에 발맞추어 끊임없이 진화해 왔습니다. 초기에는 센티미터와 그램을 기준으로 하는 CGS 단위계가 사용되었으나, 이후 미터와 킬로그램 중심의 MKS 단위계로 전환되었습니다. 나아가 암페어(A), 켈빈(K), 칸델라(cd), 몰(mol) 등이 차례로 추가되면서 현재 우리는 7개의 기본 단위를 갖춘 완성된 형태의 국제 단위계(SI)를 사용하고 있습니다. 이는 전 세계가 동일한 기준으로 소통하기 위한 약속입니다. 국제 단위계(SI)의 중요성은 우주 탐사와 같은 거대 과학 분야에만 머물지 않습니다. 우리 일상 속 공정한 상거래와 사회적 질서를 유지하는 데에도 핵심적인 역할을 합니다. 우리나라는 1961년 계량에 관한 법률을 통해 국제 단위계(SI)를 법정 단위로 채택하고, 비법정 단위의 사용을 엄격히 금지해 왔습니다. 하지만 일상 속에서는 여전히 고기를 잴 때 쓰는 '근'이나 토지 면적을 나타내는 '평'과 같은 단위가 관행적으로 사용되고 있습니다. 이러한 비법정 단위는 소비자에게 정확한 정보를 전달하지 못해 경제적 손해를 유발할 위험이 큽니다. 특히 토지 면적을 표기할 때 흔히 쓰이는 '평'이라는 단위는 일제강점기의 잔재가 담긴 표현으로, 이제는 반드시 지양해야 할 단위입니다. 대신 법정 단위인 제곱미터(㎡)를 사용하는 것이 정확한 수치 파악과 공정한 거래의 시작입니다. 금이나 은의 무게를 잴 때 사용하는 '돈' 역시 마찬가지입니다. 이러한 관행적 표현들은 표준화된 수치가 주는 신뢰성을 떨어뜨리고 시장의 혼란을 가중시킬 뿐입니다. 올바른 법정 단위를 사용하는 습관은 단순히 법을 지키는 문제를 넘어, 우리 사회 전체의 투명성과 효율성을 높이는 중요한 실천입니다. 측정과 단위는 공기처럼 우리 곁에 항상 존재하기에 그 소중함을 잊기 쉽습니다. 하지만 미국 항공우주국(NASA)의 사례에서 보듯 사소한 단위 오차는 재앙에 가까운 결과를 초래할 수 있으며, 일상에서의 잘못된 단위 사용은 개인의 재산권 침해로 이어집니다. 표준은 세상을 지탱하는 보이지 않는 약속이자 신뢰의 기반입니다. 우리가 사용하는 단위 하나하나에 담긴 표준의 의미를 되새길 때, 우리의 일상은 더욱 명확해지고 사회적 신뢰는 더욱 두터워질 것입니다. 표준에 대한 올바른 이해와 실천을 통해 더 풍요롭고 공정한 미래를 함께 만들어가야 합니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제3화 소리 없는 폭탄! EMP탄을 막아줄 측정 기술!

서울의 밤하늘이 순식간에 어둠으로 뒤덮이고 모든 통신망과 금융 시스템이 마비되는 상황을 상상해 보십시오. 이는 소리 없는 폭탄이라 불리는 EMP(전자기 펄스) 공격의 결과일 수 있습니다. EMP는 상공에서 핵무기 등을 이용해 인공적으로 발생시키는 강력한 전자기파 펄스를 말합니다. 이 에너지가 전자기기의 금속 도체에 도달하면 순간적으로 강력한 전류로 변하여 내부 회로를 완전히 파괴합니다. 모든 사회 기반 시설이 자동 전산화된 현대 사회에서 EMP는 국가 전체를 마비시키는 치명적인 위협입니다. IT 강국으로 손꼽히는 우리나라는 대부분의 공공 인프라가 첨단 정보통신 체계로 운영되고 있어 EMP 공격에 특히 취약한 구조를 가지고 있습니다. 하지만 EMP 방어 기술은 미국과 러시아 등 주요 강대국들이 최고 등급의 군사 기밀로 관리하고 있어 기술을 습득하기가 매우 어렵습니다. 그동안 국내 산업 현장과 국방 분야에서 사용되는 고가의 EMP 시스템은 대부분 수입에 의존해 왔으며, 이는 국가 안보와 직결된 핵심 장비를 독자적으로 관리하지 못한다는 아쉬움을 남겼습니다. 이러한 기술적 공백을 메우기 위해 한국표준과학연구원(KRISS) 연구팀은 불굴의 집념으로 초고출력 전자파 펄스 측정 기술을 독자 개발하는 데 성공했습니다. 연구팀은 수년간 국방과학연구소와 공동 연구를 진행하며 확보한 초고속 펄스 파형 측정 표준 데이터와 5G 기지국용 고출력 전자파 측정 기술을 결합했습니다. 이번 성과는 외산 장비에 의존하던 기존의 한계를 극복하고, 우리나라만의 독자적인 EMP 탐지 및 차폐 기술을 구축할 수 있는 튼튼한 토대를 마련했다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 이번 기술의 핵심은 기존의 금속 센서 대신 비금속 소재인 크리스탈로 제작한 1 mm³ 크기의 초소형 센서에 있습니다. 이 센서는 크기가 매우 작고 가벼워 드론과 같은 이동형 장비에 탑재하기 유리하며, 비금속 재질이라 고출력 전자파가 발생하는 신호원 내부에도 직접 삽입할 수 있습니다. 이는 기존 측정 방식보다 훨씬 뛰어난 정확성과 성능을 자랑하며, 강력한 전자파 환경에서도 간섭 없이 정밀한 데이터를 수집할 수 있게 해줍니다. 이러한 혁신적인 설계는 EMP 방어 체계의 효율성을 극적으로 높여줍니다. 초고출력 전자파 측정 기술은 군사적 용도를 넘어 우리 일상의 다양한 영역으로 그 쓰임새를 확장하고 있습니다. 반도체 제조의 핵심인 식각 장비를 극한 환경에서 정밀 진단하거나, 실시간 전력 모니터링 시스템에 적용해 화재와 정전을 예방하는 데 활용될 수 있습니다. 과거 인터넷이나 GPS가 군사 목적으로 시작해 현재는 없어서는 안 될 생활 필수 기술이 된 것처럼, 이번 연구 성과 역시 공공 인프라의 안전을 보장하고 민간 산업의 경쟁력을 강화하는 무한한 가능성을 열어줄 것으로 기대됩니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제2화 누리호의 성능검증위성이 우주에서 가장 처음 수행했던 미션은?!

2022년 6월 21일, 한국형 발사체 누리호가 성공적으로 비상하며 대한민국의 우주 시대를 열었습니다. 궤도 안착 후 지상국과 시도한 첫 번째 양방향 교신의 핵심 미션은 다름 아닌 '시각 동기화'와 'GPS 활성화'였습니다. 언뜻 보기에 사소해 보일 수 있는 이 작업은 우주와 지상의 시각을 일치시키는 것으로, 대한민국 우주 독립의 실질적인 첫걸음이었습니다. 우주에서의 정밀한 시각 설정은 향후 수행할 모든 임무의 근간이 되기 때문에 가장 먼저 수행되어야 할 필수적인 과정이었습니다. 시각 동기화는 우리의 일상과 매우 밀접하게 연결되어 있습니다. 우리가 매일 사용하는 스마트폰 내비게이션부터 금융망의 거래 기록, 항공 및 해양 교통의 안전에 이르기까지 위성항법시스템(GPS)은 현대 문명의 필수 인프라입니다. 특히 4차 산업혁명의 핵심인 드론이나 자율주행 기술 역시 위성으로부터 받는 정밀한 시각 정보 없이는 안정적인 구현이 불가능합니다. 우주에서 보내오는 찰나의 신호가 우리의 출근길과 경제 활동을 안전하게 지탱해주고 있는 셈입니다. GPS가 위치를 계산하는 원리를 알면 시각의 중요성이 더욱 명확해집니다. 위성이 보내는 전자기파는 빛의 속도로 이동하는데, 단 1,000분의 1초의 오차만 발생해도 지상에서는 약 300km의 거리 차이가 발생합니다. 이러한 미세한 오류는 항공기 운항 지연이나 증권거래소의 시스템 혼란 등 국가적 규모의 재난으로 이어질 수도 있습니다. 따라서 전 세계는 우주에 떠 있는 위성 시계의 정확도를 유지하기 위해 고도의 정밀 측정 기술을 동원하여 시각을 실시간으로 맞추고 있습니다. 이를 위해 한국표준과학연구원(KRISS)은 세계 최고 수준의 원자시계를 운용하며 시간의 표준을 수호하고 있습니다. 1억 년에 1초의 오차를 갖는 세슘 원자 분수 시계와 그보다 훨씬 정밀한 이터븀 광시계가 그 주인공입니다. 특히 KRISS가 개발한 이터븀 광시계는 세계협정시(UTC) 생성에도 참여하며 대한민국의 기술력을 입증했습니다. 원자의 진동을 이용해 1초를 정의하는 이 기술은 미래에 1초를 재정의할 핵심적인 과학적 자산으로 평가받으며 국가적 위상을 높이고 있습니다. 이제 대한민국은 우주의 나이만큼 흐르는 시간 동안 단 1초의 오차도 허용하지 않는 초정밀 광시계 개발을 향해 나아가고 있습니다. 2025년 완성을 목표로 하는 이 기술은 도심항공모빌리티(UAM)와 완전 자율주행, 심우주 탐사 등 인류의 미래를 실현할 토대가 될 것입니다. 단순히 시각을 맞추는 것을 넘어, 더 나은 내일을 설계하는 정밀 측정 기술의 발전은 우리의 삶을 더욱 풍요롭고 안전하게 만들어줄 것입니다. 표준의 가치가 만들어낼 미래의 우주 시대를 기대해 봅니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제1화 표준이 뭐냐고? 이 영상 하나로 종결!

우리 일상에는 수많은 보이지 않는 약속이 숨어 있습니다. 이를 '표준'이라고 부르는데, 이는 단순히 평균적인 수치를 넘어 사물의 성격이나 정도를 판단하는 근거가 됩니다. 표준은 크게 과학 기술적 표준과 인문 사회적 표준으로 나뉩니다. 과학 기술 분야에서는 문서로 규정된 성문 표준, 정확한 단위를 정의하는 측정 표준, 그리고 신뢰성 있는 데이터를 축적한 참조 표준이 핵심을 이룬다. 이러한 체계는 국가표준기본법에 따라 국가 차원에서 관리되며, 우리 삶의 질과 산업의 효율성을 높이는 중요한 밑바탕이 됩니다. 성문 표준은 사회 전반의 안전과 경제성을 위해 문서화된 규정이나 기호 등을 의미합니다. 옷가게에서 치수를 잴 때 가게마다 기준이 다르다면 큰 혼란이 생기겠지만, 성문 표준이 있다면 누구나 동일한 방식으로 부위를 측정하고 소통할 수 있습니다. 대표적인 사례로 교통신호등, A4 용지, 그리고 한국산업표준(KS)이 있습니다. 이는 국가기술표준원에서 관할하며, 국제표준화기구에서도 우리 기술이 세계의 기준이 될 수 있도록 정부를 대표해 주도적인 역할을 수행하고 있습니다. 정확한 측정값이 일상에서 통용되려면 단위의 정의가 명확해야 합니다. 이를 위해 한국표준과학연구원(KRISS)은 측정 표준을 확립하고 세계적인 수준의 기술력을 유지하고 있습니다. 아울러 방대한 데이터를 과학적으로 분석해 공인한 '참조 표준' 역시 국가의 중요한 자산입니다. 5,000명 이상의 한국인 인체 치수를 조사한 데이터는 생활가구 제작부터 첨단 웨어러블 로봇 개발까지 폭넓게 활용됩니다. 이처럼 보이지 않는 표준의 힘은 우리 산업의 품질을 높이고 일상을 더욱 풍요롭고 편리하게 만들어 줍니다.

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