다일리튬

보관함에 담긴 다일리튬 결정

1. 개요2. 용도3. 채굴4. 재결정화(recrystalization)5. 기타

[clearfix]

1. 개요

다일리튬(Dilithium)[1]은 스타트렉 시리즈에 등장하는 가상의 원소이다. 나선형 분자로 구성되어 있으며 주로 결정질 광물의 형태로 발생한다.

명칭이 다이(di, 2) 리튬인데다 극중에 트라이(tri, 3)리튬이란 것도 나오기 때문에 당연히 리튬 원자 2개가 합쳐져 만들어진 분자라고 오해하게 된다. 현실의 다이리튬은 바로 리튬 두 개가 공유결합한 분자이다(Li2).

그러나 스타트렉의 다일리튬은 리튬과 전혀 무관하며 원자 번호가 87이다.[2] 원소기호는 Dt. 즉 SF 창작물인 스타트렉에만 나오는 가공의 원소이다.

2. 용도

행성연방 스타플릿 소속 함선이 물질-반물질 반응을 조절하는데 사용하는 필수 요소이다. 스타플릿 함선은 중수소와 반중수소를 워프 코어 내부의 반응로에 투입하여 반응로 내에 있는 다일리튬 결정체 안에서 반응시키기 때문이다.

굳이 다일리튬 같은 희귀 물질로 워프 코어를 만드는 이유는 반물질인 반중수소 때문이다. 반물질인 반중수소는 물질과 반응하면 대소멸(쌍소멸) 반응을 일으키기 때문에, 일반적인 물질로 반응로를 만들 수가 없다. 그러나 다일리튬을 메가헤르츠 대역의 고주파수 전자기장에 노출시키면, 다일리튬 결정의 격자 구조 내로 반중수소가 그냥 통과하며 대소멸 반응이 일어나지 않는다. 즉, 이렇게 진동하는 다일리튬은 반물질과 반응하지 않는 유일한 물질이다.

때문에 워프 코어의 핵심부는 다일리튬 결정체로 구성된 물질-반물질 반응장치이며, 그 안에서 중수소와 반중수소가 혼합되며 대소멸해 엄청난 에너지를 가진 플라즈마가 생성된다.[3] 이 고에너지 플라즈마를 워프 드라이브로 보내 우주선이 초광속으로 항해할 수 있게 한다.

3. 채굴

다일리튬은 매우 희귀한 물질로, 베타 사분면에서 다일리튬이 채굴되는 행성은 극소수이다. 그 이유는 다일리튬이 희귀한 물질이기 때문이기도 하지만, 워프 코어에 사용할 수 있는 분자(결정) 구조를 가진 다일리튬이 행성 내부에 자연적으로 생겨날 경우 그 행성은 대개 스스로 파괴되기 때문이다.[4]

행성연방도 과거에는 보통 다일리튬을 워프 코어에 사용 가능한 결정체 다일리튬[5]으로 만드는 방법을 몰랐다. 때문에 다일리튬 결정이 매장된 행성에서 어렵게 채굴해서 쓰곤 했다. 현재는 순수한 다일리튬 결정체를 합성하는 것이 가능해져 천연 다일리튬 결정체를 채굴하지 않는다(채굴하려고 해도 전부 고갈되어 없다).[6]

4. 재결정화(recrystalization)

다일리튬 분자(결정)는 상당히 불안정해서, 오래 사용하면 결정 구조를 잃고 비결정질 분자로 열화해버린다. 꼭 워프 코어 내에서 오래 사용해야만 열화하는 것도 아니고, 충격을 받아 열화하거나, 아무 이유 없이 그냥 열화하는 경우도 있다. 대개는 다일리튬이 결정 구조를 잃어버리기 전에 미리 알 수 있는데, 갑자기 비결정화(열화)해버리면 최악의 경우 워프 코어 붕괴가 일어날 수 있다. 심지어 31세기에는 우리 은하의 모든 다일리튬 결정들이 한꺼번에 급격한 열화를 일으킨 사건도 있다( 열화(스타트렉)).

다일리튬이 열화할 것 같으면 일반적으로는 그냥 새 다일리튬 결정체로 교체하지만, 여분이 없을 경우 특수한 처리를 통해 다일리튬 분자를 다시 결정화해야 하는데 이것이 재결정화다.

재결정화가 가장 먼저 등장한 것은 극장판 4편으로, 서기 1980년대의 지구로 시간 여행을 온 주인공들이 우주선[7]의 손상된 다일리튬 결정을 고에너지 광자에 노출시켜 다시 쓸 수 있는 상태로 만들었다. 이는 23세기나 24세기였으면 불가능한 방법이지만 20세기니까 가능한 일이라고 하는데, 이 작업에 필요한 핵분열식 원자로는 23~24세기에는 더 이상 사용되지 않아 찾아볼 수 없지만 20세기에는 있었기 때문. 여담으로 이 재결정화 작업을 위해 원자로를 찾던 주인공들은 때마침 인근( 샌프란시스코)에 정박되어 있던 미 해군의 원자력 추진 항공모함에 몰래 침투했는데, 우연히도 CVN-65 엔터프라이즈였다.

24세기에는 “세타 매트릭스 구성기(theta matrix compositor)”라는 장치를 이용해 재결정화를 한다. 심지어 워프 코어에서 다일리튬을 꺼내지 않고도 그냥 재결정화가 가능하다. 이 장치는 “23세기에 쓰던 재결정화법보다 10배의 효율”을 자랑한다고 한다. 즉 23세기에도 재결정화가 가능했다는 것(극중에 나오지는 않는다). 이 세타 매트릭스법을 쓰면 아예 결정질이 아닌 다일리튬도 워프 코어에 쓸 수 있는 결정질 다일리튬으로 전환할 수 있다고 한다(합성 결정 다일리튬).

5. 기타

설정상 몇몇 행성에서만 발견되는 희귀한 물질이기 때문에 다일리튬의 채광지를 두고 세력간의 싸움이 종종 벌어지기도 한다. 전쟁이 터졌다 하면 지나가는 식으로라도 다일리튬 광산이 반드시 언급될 정도로 중요한 요충지 취급을 받는다.

30세기경 은하계의 다일리튬이 고갈되었다. 행성연방은 다일리튬 재결정화라는 기술으로 버티고 있었다고 한다.

3089년, 은하계 대부분의 다일리튬이 비결정화 된 사건인 열화가 발생했다. 비결정화로 인해 물질-반물질 반응을 통제할 수 없게 된 스타플릿 함선들은 순식간에 폭발했으며 함선 대부분을 잃고 기반 시설에도 큰 피해를 입은 행성연방은 붕괴되고 만다.

현실에서 다일리튬의 원자 번호(87)에 해당되는 진짜 원소는 프랑슘이다. 매우 희귀하고(지구상에서 두 번째로 희귀하며 지구를 탈탈 털어도 100그램도 없다) 불안정한 물질이다. 이 때문에 다일리튬의 모티브가 된 듯.

트라이리튬 동위원소는 다일리튬 저리 가라일 정도로 불안정한 물질로 워프 코어 재료로는 사용이 불가능하고 폭발물로나 쓰는 정도다. 로뮬란의 필살 병기인 플라즈마 어뢰에 트라이리튬 동위원소가 들어간다.

사실 다일리튬은 원래 그냥 리튬이었다. 오리지널 스타트렉의 초기 에피소드에 우주선의 동력으로 “리튬 결정 회로”를 사용한다는 언급이 있다. 그러나 스타트렉의 극작가들이 “리튬으로 과연 우주선을 초광속 추진할 정도의 힘을 만들어내는 것이 가능할까?”라고 걱정하기 시작해, 금방 가공의 원소인 다일리튬으로 교체되었다. 오늘날 우리는 각종 기계의 동력에 리튬 기반 이차 전지를 사용하고 있지만, 막상 항공우주 분야에서는 가장 안 쓰는 물질이 리튬이다. 효율은 좋지만 너무 불안정하기에 사고가 날 위험도 높을 뿐더러 한번 사고가 나면 아시아나항공 991편 추락 사고, UPS 항공 006편 추락사고처럼 대형 사고로 이어질 가능성이 높기 때문이다. 때문에 아폴로 계획의 우주선들과 우주왕복선 오비터들은 수소 연료전지를 썼으며, 미국 우주선들은 대개 니켈- 카드뮴 이차전지를 사용한다. 리튬 기반 전지를 쓰는 것은 전지가 폭발하는 등의 사고가 나도 별 문제 없는 소형 무인 인공위성 종류다.

[1] 정확히는 다이리튬이라고 읽는게 맞다. 그러나 시리즈 내의 공식 번역 표기는 다일리튬이다. [2] 참고로 리튬의 원자 번호는 3이다. 현실에서 원자번호가 87인 물질은 프랑슘. [3] 물질-반물질이 1:1 비율로 대소멸한다면 전부 에너지(광자)가 되겠지만, 혼합비가 1:1이 아니며 물질(즉 중수소)을 반물질(반중수소)보다 훨씬 많이 섞기 때문에, 대소멸의 에너지가 남는 물질을 플라즈마로 만드는 것이다. [4] 워프 코어에 적합한 다일리튬 결정은 지열을 흡수해 운동 에너지로 전환한다. 때문에 다일리튬이 대량 매장된 행성은 끊임없이 강한 범행성적 지진에 시달리다 결국 산산조각으로 부서진다. 한편 결정 구조를 갖지 않는 비결정질 다일리튬은 이런 성질이 없다. 하지만 그런 다일리튬은 워프 코어에 사용할 수 없다. [5] 분자식이 2<5>6 dilithium 2<:>1 diallosilicate 1:9:1 heptoferranide 이라고 한다. 즉 순수한 다일리튬이 아니라 규소와 철 이온이 도핑되어 있다. [6] 다만 디스커버리 시즌 3에서 다일리튬 자체가 행성으로 형성된 베루빈을 발견했고, 이후 이와 비슷한 행성이 베루빈 성운과 유사한 환경으로 존재할 가능성이 생겨서 완전히 고갈된 건 아닌 것으로 추정되며 베루빈에서 새로운 다일리튬을 얻은 스타플릿은 베루빈의 환경과 유사한 행성을 우선순위로 탐색할 가능성이 크다. 물론 탐사는 못해도 행성연방과 외교적으로 연결된 종족들의 항로에 대한 정보를 취득해 베루빈과 유사한 행성을 탐색할 수 있을 것이다. [7] 클링온의 버드 오브 프레이였다.