원자력의A~Z를설명한다!
과학의눈으로들여다보는‘원자력’
‘원자력’,‘핵’,‘방사선’하면어떤이미지가떠오르는가?아마대부분이‘무섭다’,‘위험하다’등의부정적인이미지를먼저생각할것이다.하지만정작원자력이왜무서운지,그리고왜위험한지에대해정확하게설명할수있는사람은찾기힘들다.
이책은원자력이란무엇이며,왜위험한지,그리고우리의삶에왜도움이되는지등원자력의전반에대해이론면과기술면에서중립적인시선으로풀어나간과학교양서이다.원자력발전의원리와구조를자세히설명함은물론,‘방사능’과‘방사선’,‘핵분열’과‘핵융합’등많은이들이혼동하고있는개념에대해서도명쾌하게해설했다.지금까지세계곳곳에서발생했던원자력관련사고역시전반적으로되돌아보고있다.더불어원자력발전의미래는어떠한지,원자력과관련해인류가당면한과제는무엇인지도살펴볼수있을것이다.
“원자력발전을찬성할것인가,반대할것인가?
이책이그판단에도움이될수있다면큰기쁨이겠다.”
이학박사이자다수의과학서를집필한저자사이토가쓰히로는이책의핵심은‘원자력이용을찬성할것인가,반대할것인가’에있지않다고강조한다.이책에서는원자력이용을찬성하지도반대하지도않는다.다만원자력에흥미가있을뿐이다.따라서이책에서는‘원자력의공포를강조’한다거나‘원자력의장점을강조’하는내용은찾아볼수없을것이다.그저원자력의원리와역사,장단점,전망등원자력에얽힌교양지식전반을충실하게해설하고자했다.원자력이용에찬성할지,반대할지는여러분이스스로생각하고결정할일이다.이책은그판단의재료를제공할뿐이다.
《교양으로읽는원자력상식》을통해독자들은이전까진몰랐던원자력의새로운두얼굴을만날수있을것이다.많은이들이이책을읽고그후에자신의입장을정하는것,그것만이이책이추구하는바다.여러분에게원자력이란위험인가,가능성인가?답은이책을읽는독자여러분각자에게있다.
책속에서
마리퀴리는1934년프랑스에서생을마감하기까지모든열정을바쳐연구에몰두했다.현재,그녀의사인은장기간의방사선피폭에의한재생불량성빈혈로추정되고있다.하지만당시에는방사선의위험성이잘알려지지않았기때문에,그녀는방사성원소가든시험관을옷주머니에넣고옮겼다고한다.마리퀴리는백내장에기인한실명상태를포함해방사선피폭에의한다양한질병에걸렸을가능성이크다.그럼에도그녀는방사선피폭으로인한건강악화에대해서는결코인정하지않았다고한다.
_제1장.‘원자력의역사는어떻게시작되었나?’
주요원자핵반응에는핵분열과핵융합이있다.원자폭탄은핵분열반응을이용한폭탄이며,앞으로살펴볼수소폭탄은핵융합반응을이용한폭탄이다.원자폭탄과수소폭탄모두원자핵반응을이용한‘핵폭탄’으로동일선상에서언급되는경우가많다.하지만두폭탄의원리는완전히반대이며발생하는에너지도현격하게다르다.
_제2장.‘원자핵반응을이용하면에너지문제가해결될까?’
방사성물질이가진‘방사선을방출하는능력또는성질’을‘방사능’이라한다.방사선은물질이나에너지이며생물과충돌하면생물에치명적인피해를줄수있다.하지만,방사능은‘능력·성질’이므로해를입힐수있는‘물질’은아니다.야구에비유하면이관계를이해하기쉬울것이다.‘방사성물질’은투수다.투수가던진공이‘방사선’이다.투수가지닌투수로서의소질과능력이‘방사능’이다.맞아서아픈것은데드볼이지,‘투수의능력’이사람을때려상처를입히는일은있을수없다.
_제3장.‘원자력을이해하기전에원자와원자핵을알아보자’
지구에는우주에서날아오는우주방사선이쏟아지고있다.이우주방사선은방사선과동일하다.γ선과중성자선이주를이루는우주방사선은인체에매우해로우나지구의대기,특히높은성층권에있는오존층이이를흡수해차단한다.오존층은지구가지닌천연의장벽이다.오존층과같은차폐물이없다면지구상에생명체는존재할수없었을것이다.그뿐만아니라애초에생명체가탄생하는일도없었을것이다.
_제4장.‘방사선에대해알아야할것’
원자로는보일러에해당하는데,원자로와보일러의차이는수증기를만드는데‘원자핵반응’을사용할것인가,‘화학반응’을사용할것인가하는점이다.다시말해,보일러는탄소연료를태워발생하는연소에너지즉‘화학에너지’를이용해수증기를만드는데반해,원자로는핵분열에기초한원자핵에너지인‘원자력’을그에너지로사용한다는차이가있을뿐이다.
_제5장.‘원자력발전의구조를살펴보다’
원자력발전시설은에너지와동시에핵분열생성물도생산한다.이핵분열생성물은강한방사능을가진방사성물질로,강한방사선을방출한다.따라서원자로에서는방사성물질은물론방사선도결코외부로누출되는일이없도록주의해야한다.원자로내의방사성물질이나방사선이외부환경에누출되지않도록차단하는장치를일반적으로차폐장치라한다.차폐장치는여러겹으로되어있는데크게압력용기와격납용기로구분할수있다.
_제6장.‘원자로의내부를분해해보다’
원자력발전이1kWh(킬로와트시)당발생시키는이산화탄소의양은석탄화력,석유화력,LNG화력에비해월등히적다.태양광이나풍력등의자연에너지와같은정도다.덧붙이자면원자력발전소에서는NOx도SOx도발생하지않는다.그런의미에서는깨끗한에너지라고할수있다.이러한우수한환경적합성을가지는한편으로,원자력발전에는방사선과방사성물질이발생되므로주변환경에영향을주지않도록항상엄격한관리와취급을해야한다.
_제7장.‘원자력발전은환경과어떤관계가있을까?’
체르노빌에는총4기의원자로가있었는데사고가발생한건그중4호기에서였다.사고후4호기는콘크리트로메웠는데최근방사선때문에콘크리트가약해져그위를한번더콘크리트로덮는방안이검토되고있다.지금도원자로주변30km까지는출입이금지되고있다.최근에는방사선량이내려간상태였지만2022년2월러시아군이우크라이나체르노빌을침공하면서다시방사선량이상승했다.전차가원자로부근을지나는바람에땅이파헤쳐져묻혀있던방사성물질이지표면위로드러났기때문이라고한다.
_제8장.‘세계를뒤흔든역사속원자로사고’
2011년에일어난후쿠시마제1원자력발전사고의비극을본세계는원자력발전에서손을뗀것처럼보였다.그러나화석연료가발생시키는이산화탄소증가로인해지구온난화및기후변화문제가심각해지면서최근에다시원자력발전을이용하려는움직임이나타나고있다.원자력을대체할것으로기대되었던재생에너지의취약성과우크라이나위기에따른러시아에너지의이탈등이그움직임에박차를가하고있다.
_제9장.‘앞으로원자력발전은어떻게진화해나갈까?’
원자핵에서에너지를추출하는반응에는핵분열반응과더불어핵융합반응이있다.핵융합로는이핵융합반응을이용해열을추출하고그것을이용해전기를생산하는것이다.앞서살펴본바와같이핵융합반응에서얻을수있는에너지는핵분열반응에서얻을수있는에너지에비해월등하게많다.핵융합로야말로인류의미래에너지를짊어질비장의카드일지도모른다.
_제10장.‘핵융합로는인류의미래를짊어질비장의에너지카드?’
