130년만에 ㎏ 정의 바뀐다…20일부터 변경된 기준 시행

20일부터 킬로그램(㎏)을 비롯한 4개 단위 기준이 불변의 상수값으로 바뀐다. 기본단위를 정의할 때 기준점으로 삼기 위해 만든 물체가 시간이 흐르면서 질량이 미세하게 바뀌는 등 기존 체계의 한계가 드러났기 때문이다. 정밀과학 분야를 비롯한 정보통신, 나노소재 등 측정 기반의 첨단산업에는 큰 도약의 계기가 될 것이란 전망이다.

19일 산업통상자원부 국가기술표준원은 국제기본단위의 정의를 규정하고 있는 국가표준기본법 시행령을 개정하고 20일부터 시행한다고 밝혔다. 이번 개정은 지난해 11월 프랑스 베르사유에서 열린 '제26회 국제도량형총회(CGPM)'가 7개 기본단위 가운데 무게 단위 ㎏, 전류 단위 암페어(A), 온도 단위 켈빈(K), 입자 수 단위 몰(㏖) 등 모든 단위의 표준이 되는 국제단위계(SI) 기본단위 4개에 대한 정의를 변하지 않는 '상수'를 활용한 방식으로 재정의한 데 따른 것이다. CGPM에 따르면 ㎏은 플랑크 상수, K는 볼츠만 상수, A는 기본 전하값, ㏖은 아보가드로 상수로 재정의된다. 이로써 첫 번째 기본단위로 ㎏이 처음 정의된 1889년 이후 130년 만에 모든 기본단위가 불변의 속성을 갖게 됐다.

SI 기본단위는 ㎏, A, K, ㏖ 외에도 길이 단위 미터(m), 시간 단위 초(s), 광도 단위 칸델라(㏅)로 이뤄져 있다. 7개 기본단위는 20여 개 다른 단위를 정의하는 토대가 된다. 하지만 기본단위 기준이 미세하게 변하면서 오차가 생기자 과학자들은 불변의 값을 찾아 나섰다. 예를 들어 1㎏은 높이와 지름이 각각 39㎜인 원기(原器) '르그랑K(백금 90%·이리듐 10%)'를 통해 정의됐다. 시간이 100년 이상 지나자 원기 무게가 100㎍(마이크로그램·1㎍은 100만분의 1g)가량 가벼워진 것으로 나타났다. 원기와 공기가 반응하면서 나타난 결과다. 결국 이 원기를 기준으로 측정되는 모든 질량값은 물론 원자량이 12인 탄소 0.012㎏에 있는 원자 개수를 1㏖로 정의하는 기본단위 ㏖까지 부정확해졌다. 박연규 한국표준과학연구원 물리표준본부장은 "㎏ 정의가 바뀌어도 체중계가 가리키는 체중은 전혀 바뀌지 않겠지만 실험실에서 이뤄지는 미세 연구에서 마이크로 단위 오차는 치명적인 오류로 이어질 수 있다"며 "의약품의 미세한 질량 차이는 효능이나 안전 문제와 직결되고 금과 같이 질량으로 값을 매기는 고가 물품은 미세한 질량 차이가 큰 금전적 차이를 나타낼 수 있다"고 설명했다. 이승우 국가기술표준원 원장도 "개정안 내용이 일상생활에서 직접 느낄 수 있는 변화를 가져오는 것은 아니다"면서도 "첨단과학기술의 기틀인 기본단위 재정의는 과학기술인들의 소중한 결실로 국가 경쟁력 강화 등에 이바지할 것"으로 기대했다.

[원호섭 기자 / 송경은 기자]

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