북한이 지난 9일 강행한 핵실험 때문에 온 지구촌이 떠들썩하다.
노무현 대통령은 이날 "북한의 핵실험 실시는 한반도와 동북아 평화안정을 위협하는 중대사태"라고 규정했고,조지 W 부시 미국 대통령은 "북한의 핵실험은 세계평화와 안전에 대한 위협이며 용인할 수 없는 일"이라고 경고했다.
이 밖에 일본 유럽 등 주요 국가들도 북한의 핵실험에 대한 강한 우려를 표명하고 있다.
유엔은 북한에 대한 제재를 골자로 하는 대북 결의안 채택을 추진하고 있다.
이 같은 사태를 지켜보고 있노라면 핵(원자력)이라는 것은 흡사 '만악의 근원'인 것처럼 보인다. 그러나 원자력만큼 그 활용 방식에 따라 존재 가치가 달라지는 것도 드물다. 단적으로 원자력 발전은 석유나 천연가스 등에 비해 훨씬 저렴하고 환경친화적인 에너지로 각광받고 있다.
예컨대 석유나 석탄 천연가스 등을 이용해 전기를 생산하면 전체 발전원가 중 연료비가 차지하는 비율이 50% 이상이다. 그러나 우라늄을 이용한 원자력 발전은 이 비율이 10%에 불과하다. 우라늄 가격이 오르더라도 발전원가에는 큰 영향을 주지 못하는 것이다.
이처럼 제대로 활용하면 인류 문명에 필수적인 에너지원이 되지만,잘못 이용하면 세계를 파괴할 수 있는 '두 얼굴'을 가진 게 바로 원자력이다. 그렇다면 원자폭탄과 원자력 발전은 어떻게 다를까.
◆핵분열의 원리 이용은 공통점
우선 원자폭탄과 원자력 발전의 공통점부터 알아보자. 원자폭탄과 원자력 발전은 핵분열을 이용한다는 점에서는 같다. 모든 물질을 구성하는 원자는 양성자와 중성자로 된 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 구성된다. 우라늄과 같이 무거운 원자핵이 중성자를 흡수하면 원자핵이 쪼개지는데 이를 핵분열이라고 한다.
원자핵이 분열하면 많은 에너지와 함께 2~3개의 중성자가 나온다. 이 중성자가 다른 원자핵과 부딪치면 또 다시 핵분열이 일어난다. 이런 식으로 계속해서 핵분열이 이뤄지는 것을 핵분열 연쇄반응이라고 하며,이 과정에서 생기는 막대한 에너지가 바로 원자력이다. 우라늄 1g이 핵분열할 때 나오는 에너지는 석유 9드럼,석탄 3t을 태울 때 나오는 에너지와 맞먹는 양이다.
이처럼 핵분열을 통해 에너지를 얻는 것은 아인슈타인의 상대성이론을 기초로 한다. '에너지 질량 등가법칙'으로 핵분열 전후에 발생한 원자핵의 무게 차이 만큼 에너지가 발생한다는 원리다.
◆사용 우라늄 성분 서로 달라
원자력 발전과 원자폭탄이 이처럼 핵분열이라는 원리를 이용한 것이라면 '원자력 발전소도 원자폭탄처럼 폭발할 수 있을까'라는 의문이 들 수 있다.
그러나 결론부터 말하면 원자력 발전소는 원자폭탄과 같은 강한 폭발력을 발휘할 수 없다. 원자폭탄과 원자력 발전 사이에는 구조적인 차이점이 존재하기 때문이다. 천연우라늄은 핵분열을 일으키는 우라늄-235가 0.7%,핵분열을 하지 않는 우라늄-238이 99.3%로 이뤄져 있다.
원자폭탄은 한꺼번에 대량의 에너지를 발생시키는 것이 목적이기 때문에 우라늄-235를 100% 가까이 농축해 사용할 뿐만 아니라 그 주위에 화약을 장전해 폭발하기 쉽게 만든 장치다. 성냥갑 속에 꽉 들어찬 성냥에 불을 붙여 그 안에 있는 성냥개비가 한꺼번에 타도록 하는 것과 마찬가지다.
반면 원자력 발전은 에너지를 조금씩 오랜기간에 걸쳐 얻기 때문에 천연 우라늄을 그대로 사용하거나 우라늄-235를 2~5% 정도로 저농축해 사용한다. 더구나 원자력 발전소에서 핵분열이 이뤄지는 원자로는 보통 25cm의 두꺼운 강철로 만들어졌다.