재미난 과학이야기11
                                                                                                 

1998년 7월 20일

북한 신포에 우리나라 기술자들이 가서 한국형 원자력 발전소(원전)를 건설하려고

열심히 부지 정리를 하는 중입니다. 케도(KEDO) 에서 북한에 경수로 발전소를 건설

하려는 것이죠.

 

십수년전 소련의 체르노빌에서 원자력 발전소가 폭발하여 엄청난 재앙을 가져왔어요.

원자력 발전소는 구소련, 미국, 프랑스등이 고급 기술을 가지고 있었죠. 그런데 바로

이 폭발사고로 구소련의 기술력에 문제가 있다고 생각됩니다.

 

북한에 있는 원자력 발전소가 다 구소련의 체르노빌형 원전인 것입니다. 만에 하나라도

북한의 원전이 폭발하면 엄청난 재난을 초래할 수 있습니다. 어서 빨리 한국형 원전으로

대체하여야 겠습니다.

 

경수로 발전소라는 용어는 원전의 감속제(속도를 느리게 해주는)로 쓰이는 물의 종류

때문에 붙여진 것입니다. 보통의 물을 경수(輕水)라고 합니다. 이러한 이름은 물 속에

5000분의 1정도 무거운 물(중수重水)이 있음이 발견되어 상대적으로 가볍다고 하여

붙여진 것이죠.

 

학교에서 배웠겠지만  수소(H)는 원자번호 1 번으로 가장 가벼운 원소이며 그 질량은

1 입니다. 그런데 질량이 2인 무거운 수소(중수소, D 라고 표현)가 1932년에 미국의

과학자 유리에 의해 발견되었습니다. 이 무거운 중수소가 이룬 물을 중수라고 하죠.

 

화학기호로 써보면 경수는 H2O 이고 중수는 D2O입니다. 중수는 끓는 점이 101.4도,

어는 점이 3.8도 정도입니다. 보통 물은 100도에서 끓고 0도에서 어는 것은 다 알죠.

또한 중수를 식물에 주면 싹이 나지 않고 동물에 먹이면 심한 갈증으로 죽게 됩니다.

중수는 아주 해로운 물이라서 사용하면 안 좋습니다.

 

그러나 삼라만상 모든 것은 다 그에 합당한 쓰임새가 있습니다. 이 중수를 원자로

내부의 감속제로 많이 사용해 왔습니다. 일반적인 보통의 원전들이 바로 이 중수로

발전소였던 것이죠. 그런데 감속제로 무해한 보통의 물(경수)을 사용하는 것이

경수로원전인 것입니다.

 

감속제란 원자핵 분열반응이 일어나는 속도를 감소시키는 작용을 하는 물질이죠.

원자핵 분열반응이 연쇄적으로 일어나는데 그 속도가 엄청 빠르면 무지막지한

에너지가 동시에 나오는데 이것이 바로 원자폭탄입니다. 구소련의 체르노빌원전이

폭발한 것도 바로 반응속도를 늦쳐주는 감속제에 이상이 생겨 일어난 사건입니다.

 

일반적으로 핵발전소라고 하면 원자력발전소(원전)입니다. 수소력발전소는 없습니다.

수소에너지는 너무나 강하여 인류가 아직 마음대로 다룰 수가 없기 때문입니다.

 

핵폭탄으로 원자폭탄과 수소폭탄이 있습니다. 누가 더 위력적일까 ? 그거야 당연히

수소폭탄이죠. 원자탄의 수백 - 수천배 위력이라고 합니다. 인류가 원자탄을 일본의

히로시마, 나가사끼에 실제로 사용했습니다. 그 때의 위력은 대단했어요. 발명한

과학자들도 많이 죽어야 6 천명 정도일 것이라고 생각했었죠. 그러나 원지탄 한 방에

약 20 만명씩 도합 40만명이 죽었습니다. 그래서 일본이 무조건 항복을 하였죠.

 

그 덕택에 우리나라가 광복이 되었던 것입니다. 원자탄은 우리 민족에게는 고마운

존재였습니다. 일본이 끝까지 버티고 한반도를 안 내놓았으면 아직까지 우리는

일본의 식민지일지도 모릅니다.

 

그런데 수소폭탄은 이런 원자탄의 수백 - 수 천배 위력을 가진 것이라니 정말

수소폭탄은 무서운 무기입니다. 수소폭탄은 실험만으로 그치고 있는데 실제 전쟁에서

수소폭탄을 쓰면 인류는 끝장납니다.

 

원자탄은 원자들이 분열할 때 (핵분열)나오는 에너지를 순간적으로 방출하여

다 죽이는 폭탄입니다. 반면에 수소폭탄은 수소핵이 서로 합쳐질 때(수소핵융합)

나오는 엄청난 에너지를 순식간에 방출하여 싹 쓸어버리는 무서운 폭탄이죠.

 

태양과 밤 하늘에 떠있는 별들이 바로 이 수소폭탄입니다. 태양은 그 자체가 거대한

수소덩어리라 그 속에서 수소핵들이 결합하여 헬륨이 되면서 엄청난 에너지를

50억년 이상 계속 뿜어내고 있습니다. 앞으로도 거의 100억년 가까이 더 탈 수

있다고 합니다. 별들도 태양과 똑같은 성분이라 같은 원리로 엄청난 빛을 방출하죠.

 

방출되는 에너지의 속도가 느려져 서서히 조금씩 분출되면 이것은 폭탄이 아니라

그대로 사용하기 좋은 에너지인 것입니다. 원자분열의 속도를 늦추어(감속)  서서히

에너지가 나오도록 한 것이 바로 원자력 발전인 것이다. 원자력 반응은 그 속도를

조절할 수 있으나 수소핵 융합 반응은 너무나 강하여 현재는 조절할 능력이 없어요.

 

전세계 많은 과학자들이 이 방법을 공동으로 연구하는 중이니까  언젠가는

수소에너지를 이용할 날도 올것입니다.

이 수소에너지가 바로 꿈의 에너지(태양에너지)인 것입니다.

 

밤하늘의 별들을 볼 때마다 수소들이 맹렬히 합쳐져 헬륨이 되는 모양을 상상하곤

합니다. 모든 별들이 수소폭탄이라는 생각을 하고 별을 봐도 역시 밤하늘은 꿈과

낭만이 가득한 동화의 세계입니다.

 

수소야 ! 너의 무한 에너지를 인류에게 주렴...

우리 인류가 저 무한대의 끝없는 우주로 뻗어 나갈수 있도록 말이야.




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