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  • 440조원 규모 원전 해체 시장 미래 먹을거리 산업으로 육성

    440조원 규모 원전 해체 시장 미래 먹을거리 산업으로 육성

    우리나라가 세계 원자력발전 해체 산업에 본격적으로 참여한다. 고난도의 원전 해체 기술은 고리1호기의 해체를 통해 일단 축적하기로 했다. 황교안 국무총리는 5일 서울 세종로 정부서울청사에서 제5차 원자력진흥위원회를 주재하고 ‘안전하며 경제적인 원전 해체와 세계 산업 육성을 위한 정책 방향’을 확정했다. 황 총리는 “원전 건설과 운영에서 세계적인 수준에 도달한 만큼 이제는 원전 해체와 사용후핵연료 관리에 정책적 역량을 집중해야 한다”면서 “고리1호기를 안전하게 해체할 수 있는 기술력을 갖추고 면밀한 분석을 통해 해외 시장에 참여하는 전략을 추진할 것”이라고 밝혔다. ●6163억원 투입 인력·연구센터 확보 특히 “사용후핵연료 문제는 더 미룰 수 없는 과제이므로 위원회 권고안을 바탕으로 관리 방안과 ‘미래원자력시스템’ 개발도 차질 없이 준비하라”고 당부했다. 사용후핵연료는 극소량의 남은 우라늄 등을 재처리한 뒤 다시 사용할 수 있고, 핵폭탄의 소재가 되기도 한다. 세계적으로 건설 붐이 일던 1960~1980년대에 지어진 원전들이 2020년 이후 잇따라 가동을 멈출 것으로 예상되면서 해체 기술은 고부가가치 미래 산업으로 주목받는다. 전 세계적으로 가동 중지에 들어갈 원전은 2020년대 183기, 2030년대 127기, 2040년대 89기 등이고 시장 규모는 총 440조원에 이른다. 다만 해체 결정 또는 가동 연장 여부는 당사국 상황에 따라 크게 달라진다. 원전 해체 기술의 경쟁국은 미국, 프랑스, 일본 등 3개국이다. ●2021년까지 38개 핵심기술 개발 정부는 2030년까지 6163억원을 투입해 기술 개발과 시설 확보, 인재 양성 등을 하기로 했다. 우리나라는 원전 해체에 필요한 핵심 기반 기술 38개 가운데 17개가 부족한데, 로드맵을 짜서 2021년까지 이를 확보할 방침이다. 또 해체 기술 실증과 재염로봇 등 특수장비 개발에 필요한 종합연구센터를 구축하기로 했다. 중·저준위 방사성폐기물장도 2019년까지 확보한다. 최고 전문가 350명을 포함한 기술진 양성을 위해 대학 교육도 지원하기로 했다. 김경운 전문기자 kkwoon@seoul.co.kr
  • 한양대, 국내최초 원전해체 전문인력 양성학과 신설

    한양대가 고리1호기 영구정지 이후 원전해체 전문가의 양성을 위해 국내 최초로 공학대학원에 ‘후행핵주기공학과’를 신설한다. 2016년 3월에 신설되는 후행핵주기공학과는 원전 해체작업에 대한 단순한 이해를 넘어 ▲사용후 연료 관리 ▲방사성 폐기물 처리·처분 ▲부지 환경 복원 등 원전 영구 정지 이후 다양한 기술 분야의 지식 습득을 목표로 운영할 방침이다. 정원은 20명 안팎이다. 원전 1기를 해체하려면 필요한 전문 인력이 300~500명으로 추산되는데, 현재 국내의 전문 인력은 30~50명에 불과한 것으로 알려져 있다. 때문에 정부와 원자력산업계는 노후 원전의 안전한 해체를 위해 부족한 전문 인력 양성 방안을 고심해왔다. 따라서 이번 한양대 핵주기공학과 신설은 향후 정부와 산업계의 고민 해결에 크게 도움이 될 것으로 기대된다. 김용수 한양대 공학대학원장 겸 공과대학장은 “후행핵주기공학과는 원자력 관련기업 직원의 재교육 프로그램이 아닌 새로운 고부가가치 산업에서 일할 인재를 위한 전문 교육과정이 될 것”이라고 말했다. 최근 한양대는 2013년 원자력안전위원회가 지원하는 원전해체·제염·복원안전연구센터를 유치한 후 국내의 원전 안전 해체 연구와 교육훈련을 주도해 왔다. 또한 지난 9월 국제원자력기구(IAEA)와 공동으로 아시아에서는 최초로 원전해체분야 국제 워크숍을 성공적으로 개최한 바 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
  • “한국 방사선 과학의 미래를 연다” 2015 방사선 진흥대회

    “한국 방사선 과학의 미래를 연다” 2015 방사선 진흥대회

     우리나라 방사선 과학 및 산업 발전을 이끌어 온 한국방사선진흥협회(KARA·회장 이명철 국군수도병원장·사진)는 16일 오후 1시 서울 코엑스에서 창립 30주년을 기념하는 ‘2015 방사선 진흥대회’를 개최한다.   특히, 이번 진흥대회는 협회 창립 30주년만에 결실을 맺게 된 ‘방사선기기 성능평가 및 인증센터’ 설립을 앞두고 있어 주목을 받았다.  이명철 회장은 이날 진흥대회 기념사를 통해 “정부로부터 213억원을 지원받아 전북 정읍시에 설립 중인 이 센터는 오는 11월 준공을 앞두고 있다”면서 “협회 창립 이후 첫 지부로 운영될 이 센터는 국내 방사선 동위원소 기기 및 인력을 정예화하는 중요한 계기가 될 것”이라고 강조했다.  이명철 회장은 이어 “국내 RI(방사선동위원소) 수급에 있어 중요한 역할을 담당할 기장군 RI 생산 원자로를 거점지역 지부로 계획하고 있다”고 덧붙였다.  이번 진흥대회에서는 임영기 가천대 교수(방사선방어학회 차기 회장)의 사회로 신재식 미래창조과학부 원자력진흥정책과장, 피승환 한국방사선진흥협회 상근부회장, 김생기 정읍시장 등의 특별강연이 있었으며, 송명재 한국방사성폐기물학회 회장이 좌장을 맡아 ‘방사선 진흥과 KARA의 역할’을 주제로 하는 전문가 토론회도 였렸다.  한편, 이에 앞서 열린 기념식에서 이명철 회장은 기념사를 통해 “지난 85년 창립된 협회가 태동기, 성장기, 변환기를 거쳐 이제 도약의 시기를 맞고 있다”면서 “협회는 앞으로 한국방사선진흥원 설립을 통해 국내 최고의 방사선 진흥정책 기관과 세계적인 방사선 진흥 전문기관으로 거듭나고자 한다”는 포부를 밝혔다.  기념식에는 정근모·박긍식 전 장관과 박재문 미래창조과학부 연구개발정책실장, 이부섭 한국과학기술총연합회장, 이창건 한국원자력문화진흥원장, 김생기 정읍시장 등 500여명의 관계자 및 내외 귀빈들이 참석해 성황을 이뤘다.  심재억 기자 jeshim@seoul.co.kr
  • ‘토카막’ 핵융합연구장치 2008년 가동… 플라스마 제어기술 등 과제

    ‘토카막’ 핵융합연구장치 2008년 가동… 플라스마 제어기술 등 과제

    맑은 가을 밤하늘은 별을 관찰하는 데 최적의 조건을 제공한다. 밤하늘을 수놓는 별들은 태양처럼 뜨겁게 타고 있는 항성이다. 몇 백 광년 떨어져 있는 아름다운 별들의 내부에서는 수소 같은 가벼운 원자들이 결합해 무거운 헬륨 원자핵을 만들어 내는 ‘핵융합 반응’이 끊임없이 일어나고 있다. 두 개의 원자가 하나의 원자로 만들어지는 과정에서 질량이 줄어드는 만큼 에너지가 외부로 방출되는데, 이것이 바로 ‘핵융합 에너지’다. 태양도 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 발산하고 있다. 현재 태양빛의 세기는 초당 약 6억t의 수소가 핵융합 반응을 일으키며 타고 있는 것으로 추정되는데 이런 강도의 빛을 계속 낼 수 있다고 가정할 경우 태양은 앞으로 100억년 이상 우리 곁에 있을 것으로 보인다. ●같은 듯 다른 핵융합과 원자력 우리가 알고 있는 원자력 에너지는 핵분열 반응으로 발생하는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌려 전기를 얻는다. 물을 끓이기 위한 에너지원 공급 방식이 화력 발전에서는 보일러 내 화석연료의 연소 반응이지만, 원자력 발전에서는 원자로 내에서 방사성 동위원소의 핵분열 반응이다. 핵융합 에너지는 두 종류의 수소 동위원소를 합쳐 새로운 물질을 만들어 낼 때 나오는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고 발전기를 돌린다는 점에서만 다를 뿐이다. 사실 화력 발전, 원자력 발전, 핵융합 발전 모두 쓰이는 연료만 다를 뿐 전기를 얻는 방식은 같은 ‘이란성 삼둥이’인 셈이다. 지구는 태양처럼 핵융합 반응이 쉽게 일어날 수 있는 초고온·초고압 상태가 아니다. 현재 지구 상에서 핵융합 반응을 일으키기에 적합한 물질은 수소 동위원소인 ‘중수소’와 ‘삼중수소’다. 중수소는 바닷물 1㎥당 30g 정도 추출할 수 있으며, 삼중수소는 자연적으로는 존재하지 않지만 리튬에서 뽑아낼 수 있다. 중수소와 삼중수소 원자를 단지 같은 공간에 넣어 둔다고 해서 저절로 융합 반응이 일어나지는 않는다. 같은 양전기를 띠고 있는 두 물체는 서로 밀어내는 힘이 있는데 외부에서 이 힘을 뛰어넘는 힘을 가해 강제로 융합 반응을 일으켜야 한다. 서로 밀어내는 힘을 넘어서 핵융합을 일으키기 위해서는 1만eV(전자볼트)의 에너지, 온도로 환산하면 1억도 이상이 필요하다. 고온의 상태에서 핵융합 반응이 발생하면 고체나 액체, 기체 상태가 아닌 원자핵 이온(양전자)과 전자(음전자)가 분리된 제4의 물질상태인 플라스마 상태가 된다. 번개나 오로라, 형광등, 네온사인 등의 내부가 바로 플라스마 상태다. ●자기장으로 플라스마를 가둔다 번개를 보더라도 자연 상태에서는 플라스마가 오래 지속될 수 없다. 주위의 다른 물질과 반응해 중성의 기체 상태로 돌아가버리기 때문이다. 핵융합 반응을 통해 에너지를 얻기 위해서는 진공 상태의 용기인 핵융합 장치에 핵융합 연료를 넣고 1억도 이상의 초고온 상태로 만들어야 한다. 이렇게 만들어진 플라스마가 오래 지속될 수 있도록 하는 기술이 핵융합 발전의 핵심이다. 또 높은 온도의 플라스마가 핵융합장치 벽에 닿으면 순식간에 녹아내릴 수 있기 때문에 플라스마가 벽에 닿지 않도록 하는 것도 필요하다. 플라스마 상태에서 원자핵 이온과 전자의 전기적 성질을 이용해 진공용기 속에 촘촘히 자석을 배열해 벽에 닿지 않고 핵융합 반응이 일어나도록 하는 방법이 있다. 이런 방식을 ‘자기 핵융합’이라고 부른다. 또 핵융합 연료인 중수소와 삼중수소를 작은 구슬 속에 압축해 넣은 다음 사방에서 고출력 레이저 빔으로 가열하면 순간적으로 초고온·초고압 상태가 만들어지면서 핵융합 반응이 발생하며 폭발한다. 이 때 나오는 에너지를 얻는 방식이 ‘관성 핵융합’인데, 이는 수소폭탄에서 주로 사용되는 방법으로 발전소처럼 연속적으로 일정한 에너지가 나오도록 조절하기 힘들다는 문제가 있다. ●가장 주목받고 있는 장치는 토카막 현재 지구상에서 인공태양을 만들기 위한 방법 중 가장 실용화에 근접한 방식은 초고온의 플라스마를 자기장을 이용해 가두는 ‘토카막’이란 장치를 이용하는 것이다. 토카막은 ‘토로이드 자기장 구멍’이란 뜻의 러시아어 합성어로 1950년대 초반 당시 소련의 물리학자들이 제안한 방식이다. D자 모양의 초전도 자석으로 자기장을 만들어 플라스마가 도넛 모양의 진공용기 내에서 안정된 상태를 유지하도록 만들어 주는 장치다. 현재 작동 중이거나 새로 짓는 실험용 핵융합로 대부분이 토카막 방식일 정도로 핵융합 분야에서는 일찍이 우수성을 인정받아 온 기술이다. 대전 국가핵융합연구소가 2007년 9월 완공해 2008년 7월부터 가동하고 있는 차세대 초전도핵융합연구장치 ‘KSTAR’도 토카막 방식으로 운용되고 있다. 핵융합 발전을 위한 연구가 계속 진행되고 있지만 상용화를 위해 풀어야 할 숙제도 많다. 대표적인 것이 ▲핵융합 발전 출력을 높이기 위한 고성능 플라스마의 장시간 유지 기술 ▲초고온 플라스마 상태에도 견딜 수 있는 핵융합로 재료 기술 ▲핵융합 반응을 전기에너지로 전환하는 동력 변환 기술 ▲플라스마 제어기술 등 네 가지 정도다. 국제핵융합실험로 공동개발사업을 주관하는 국제기구인 ITER의 이경수 기술총괄 사무차장은 “핵융합 상용화를 위해서는 플라스마 상태를 장시간 유지하도록 만드는 것과 플라스마를 제어하는 기술이 핵심”이라며 “2019년 완공을 목표로 하는 ITER이 본격 가동되기 시작하면 핵융합 발전 상용화를 가로막고 있는 다양한 어려운 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 핵실험도 파악 가능…‘반중성미자 세계지도’ 첫 작성

    핵실험도 파악 가능…‘반중성미자 세계지도’ 첫 작성

    자연환경은 물론 원자로에서 방출되고 있는 특정 방사성물질이 얼마나 되는지 알 수 있는 세계지도를 과학자들이 처음으로 만들어냈다. 지질학자와 물리학자로 구성된 한 연구팀이 ‘반중성미자’(反中性微子·antineutrino)라는 특정 물질의 방출을 나타낸 최초의 세계지도를 공개했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 이 지도는 이미지를 통해 기존 혹은 새롭게 건설된 원자로들에서 발생하는 방사선을 관찰하는 것은 물론 지구 내부의 ‘에너지 수지’(에너지의 유입과 배출)에 관한 중대한 기준선을 제공한다. 지도 제작은 미국 국립지리정보국(NGA) 주도로 미 매릴랜드대(UMD)와 하와이대, 하와이퍼시픽대, 울트라리틱스 유한회사(Ultralytics, LLC) 소속 연구자들과의 협력을 통해 이뤄졌다. 반중성미자는 흔히 ‘유령 입자’로도 알려진 중성미자(中性微子, neutrino)의 반물질로, 두 물질은 과학계에서는 가장 작은 원자구성입자로 알려졌다. 중성미자가 유령 입자로 알려진 이유는 전기적으로 중성을 띠며 질량이 영(0)에 가까워 다른 물질과 거의 반응하지 않기 때문이다. 물론 반중성미자 역시 이런 성질이 있기는 마찬가지이지만, ‘역베타붕괴’로 불리는 과정에서 검출할 수 있어 과학자들은 이 물질에 주목하고 있다. 이들 입자는 우리 태양과 같은 별이나 그런 별의 마지막 단계인 초신성, 또 그 폭발로 발생하는 블랙홀, 그리고 우리 인간이 만들어낸 원자로에서 핵반응을 일으킬 때 생성되는 일종의 산물이다. 또 지구를 구성하는 깊숙한 곳에서도 방사성 붕괴 과정으로 이런 입자가 생기며 이때 방사성 열을 발생한다. 이런 반물질을 검출하고 지도로 작성하는 연구에 참여한 윌리엄 맥도너 UMD 지질학과 교수는 “지구 내부는 오늘날 기술로도 관측하기가 꽤 어렵다. 이전 연구자들은 꿈이라고만 했지만 우리는 지도를 통해 반중성미자의 활동 위치를 파악할 수 있다”고 설명했다. 또 “이 지도는 더 깊은 지각과 맨틀 내부에서 일어나는 과정에 관한 앞으로의 연구에 특히 유용할 것”이라고 말했다. 반중성미자를 찾아내려면 건물 크기만한 거대한 검출기가 필요하다. 연구팀은 이번 연구에서 지구 깊은 곳에서 방출되고 있는 자연적인 반중성미자를 파악하기 위해 이탈리아와 일본에 있는 두 검출기를 통해 수집된 데이터를 분석했다. 여기에 국제원자력기구(IAEA)가 수집한 현재 운영 중인 원자로 400개의 데이터를 더했다. 그 결과, 전체에서 인위적인 원자로로부터 방출된 반중성미자는 자연적인 것을 합친 총량의 1% 미만을 차지하는 것으로 확인됐다. 반중성미자 검출은 또 지구 곳곳에서 비밀리에 진행되는 핵실험 흔적을 확인하는 데도 사용할 수 있다. 이는 핵반응 중 발생하는 반중성미자는 거의 모든 물질을 통과하는 성질이 있기 때문. 이에 대해 맥도너 교수는 “원자로들을 계속 예의 주시하는 것은 국제적인 안전과 안보를 위해 중요하지만, 지질학자로서 난 특히 지구 내부에 대해 배울 수 있어 기대하고 있다”고 말했다. 또 “이 프로젝트는 우리가 지질학적인 시간 규모에서 지구의 ‘에너지 수지’에 관한 기본 정보를 알 수 있도록 하고 지금까지 알려지지 않은 새로운 정보도 밝혀낼 수 있다”고 설명했다. 연구팀은 앞으로 지구 내부 모델을 개선하고 반중성미자 탐지 기술을 보완하는 것으로 정기적으로 반중성미자의 방출을 나타낸 세계지도를 업데이트해 나갈 계획이다. 또 지도를 업데이트할 때는 새롭게 건설된 원자로는 추가하고 폐쇄된 것은 제외할 것이라고 한다. 그 모든 것을 합한 지도는 지구의 전반적인 방사선을 보여줄 것이다. 이번 지도 제작 연구를 이끈 NGA 소속 연구개발(R&D) 과학자 숀 우스만 박사는 “반중성미자는 지구의 자연적인 방사선에 의해서만 생성되는 입자”라면서 “NGA는 앞으로 지구에서 발생하는 감마선과 중성자 방출을 나타낸 지도도 만들 것”이라고 밝혔다. 한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 9월 1일자 온라인판에 게재됐다. 사진=미국 국립지리정보국(NGA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 스마트폰 위성·원자력 전지… 미래 자원 찾아 ‘문 리버’에 띄운다

    스마트폰 위성·원자력 전지… 미래 자원 찾아 ‘문 리버’에 띄운다

    “한 인간에게는 작은 발자국이지만 인류에게는 위대한 도약이다.” 1969년 7월 16일 닐 암스트롱과 버즈 올드린, 마이클 콜린스를 태운 아폴로 11호는 미국 플로리다 케이프커내버럴 케네디 우주센터에서 발사됐다. 7월 20일 선장 암스트롱은 인류 최초로 달 표면에 발자국을 남기며 이 유명한 말을 했다. 이후 1972년 12월 11일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 발을 디딘 사람은 더이상 없다. 대중의 관심은 줄어들고 유인 우주선 발사에 드는 비용은 천문학적이라는 이유로 외면했던 달 탐사에 대해 최근 미국과 러시아, 중국, 일본 등 우주 선진국들이 다시 관심을 갖고 있다. 최소 1900억원의 예산이 투입돼야 하는 달 탐사에 주요국이 다시 주목하는 이유는 뭘까. 한국항공우주연구원 조광래 원장은 “달 탐사 준비 과정에서 첨단 기술들이 대거 개발되는데 이 가운데 민간부문으로 확산(스핀오프)되는 것들이 상당하다”며 “달에는 미래 자원으로 불리는 희토류 같은 것들도 많은 것으로 알려져 있는 만큼 미래 세대에게 경제적 효과를 물려준다는 차원에서 투자가치가 높다”고 설명했다. ●미래 자원·우주의 기원 ‘두 토끼 잡기’ 현재 달에 궤도선을 쏘아 올린 국가는 미국과 러시아, 유럽, 일본, 중국, 인도뿐이다. 미국과 러시아를 제외하고 지금까지 달 착륙선을 보낸 나라는 2013년 ‘창어 3호’를 쏜 중국뿐이다. 심(深)우주 탐사와 함께 달 탐사는 우주 프로젝트를 계획하고 있는 나라들의 핵심목표 중 하나다. 많은 나라들이 달 탐사를 시도하는 이유는 과학소설에서 등장하는 것처럼 거주 목적이 아닌 달의 자원분포 파악과 우주의 기원에 대한 호기심 때문이다. 달 탐사 계획에서 가장 앞선 나라는 미국이다. 미국은 1972년 아폴로 프로젝트가 끝난 지 반세기 만인 오는 2020년까지 다시 달에 사람을 보내고, 2025년에는 달 표면에 유인기지를 건설하겠다는 계획을 세우고 있다. 중국도 2020년에 유인 우주실험실을 만들고, 2025년에 유인 달 탐사선 발사를 준비하고 있다. 일본도 2018년에 달 착륙선 ‘셀레네 2호’를 발사하고 2025년에 달에 사람을 보내겠다는 계획을 세우고 있다. 러시아와 유럽, 인도 등도 달 탐사 계획을 준비하고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라 역시 2018년 12월 달 궤도 위성 발사를 시작으로 2020년 달 착륙선 발사를 계획하고 있다. 현실성 있는 달 탐사 프로젝트를 진행하고 있다는 평가를 받고 있는 우리나라는 2018년 1단계 계획만 성공하더라도 달 탐사에 성공한 세계 7번째 나라로 이름을 올릴 수 있게 된다. ●‘우주인터넷’ 등 한국형 융합연구 성과 기대 한국항공우주연구원과 15개 정부출연연구기관은 지난 1년 동안 수행한 달 탐사 기초연구 성과를 공개하는 ‘한국형 달탐사 융합연구 및 우주핵심 기초연구 성과발표회’를 지난 20일 열었다. 이 자리에서는 달 탐사선 융합기술, 탑재체 기반연구, 지상국 및 로버(달탐사선) 등 달 탐사에 필요한 핵심기술들이 공개됐다. 우리나라는 2018년까지 미국항공우주국(NASA)의 도움으로 달에 시험용 궤도선을 보낼 계획이다. 2020년에는 우리 손으로 만든 한국형 발사체(KSLV2)에 달 궤도선과 달 착륙선을 실어 보내는 방안을 추진 중이다. 2018년 발사될 시험용 달 궤도선은 무게 550㎏으로 1년 동안 달의 100㎞ 상공을 돌며 우주인터넷과 달 탐사용 관측장비를 시험한다. 우주인터넷은 지구와 달 궤도선, 착륙선, 탐사용 로버 사이의 원활한 통신을 위한 필수 기술이다. 이를 위해 지름 26~34m 크기의 심우주네트워크(DSN) 안테나가 2018년 국내에 설치된다. 또 우주인터넷을 실험하기 위해 안드로이드 스마트폰을 탑재체로 하는 ‘미니 위성’(폰샛) 계획도 진행 중이다. 폰샛은 NASA에서도 시도해보지 않은 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 이병선 위성시스템연구실장은 “안드로이드 스마트폰에는 고성능 프로세서가 들어가 있어 웬만한 과학위성 기능을 충분히 수행할 수 있을 정도”라며 “폰샛은 달 궤도에서 지상사진을 찍고 우주인터넷 품질을 실험하는 임무를 맡게 된다”고 설명했다. ●원자력 전지·탐사선 보호 소재기술도 개발 폰샛뿐만 아니라 극한의 우주환경에서 탐사선과 착륙선에 원자력으로 전력을 공급하는 기술도 국내 최초로 개발되고 있다. 한국원자력연구원과 한국전기연구원, 현대자동차는 영하 180도 이하 환경에서 2주간 햇빛을 받지 못해도 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 원자력 전지를 개발 중이다. 방사성 물질인 ‘스트론튬90’과 ‘이트륨90’에서 발생하는 붕괴열을 전기로 바꾸는 원자력 전지는 달 궤도선과 착륙선, 로버의 전원 공급에 활용된다. 전북대와 서울대 연구진은 달 탐사선이 발사 과정에서 폭발하거나 달 귀환선이 대기권을 들어오는 과정에서 타버릴 경우 원자력 전지 폭발을 막기 위한 보호소재를 개발 중이다. 우주선이 대기권으로 재진입할 때 외부 온도가 수천 도까지 올라가기 때문에 이 상황에서도 버틸 수 있는 소재를 찾는 것이다. 최기혁 항우연 달탐사연구단장은 “달 탐사를 위해 개발되는 소재와 에너지 기술은 대부분 해외에서 이전을 꺼리는 전략기술이기 때문에 향후 우주개발과 국방안보는 물론 무인기나 전기차 등 산업 분야에도 파급효과가 클 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [글로벌 인사이트] 원전 스위치 다시 켠 아베… 반대 여론에도 “5년내 30개 재가동”

    [글로벌 인사이트] 원전 스위치 다시 켠 아베… 반대 여론에도 “5년내 30개 재가동”

    일본 원자력발전소(원전)들이 재가동을 위한 기지개를 켜고 있다. 센다이 원전 1호기가 지난 11일 다시 운영에 들어간 것을 계기로 2011년 3월 후쿠시마 원전 사고 이후 모두 정지했던 원전들이 재가동 준비에 박차를 가하고 있다. 후쿠시마 사고 이후 일본은 점진적으로 원전 가동을 멈춰 ‘원전 제로(0) 시대’에 들어갔다. 하지만 센다이 원전 1호기의 가동으로 23개월 만에 원전 제로 시대에서 벗어나 다시 원전 가동국으로 질주를 시작했다. 일본 원자력규제위원회 관계자는 31일 “규슈전력의 센다이 1, 2호기를 비롯해 간사이전력의 다카하마 3, 4호기, 시코쿠전력의 이가타 3호기 등 모두 5기의 원전에 대해 재가동 승인이 난 상태”라고 말했다. 원자력 발전소를 운영하는 일본의 11개 전력회사는 현재 15개 원전에서 모두 25기의 재가동을 신청한 상태다. 일본에는 모두 49기의 원전이 있다. 원전 재가동은 후쿠시마 원전 사고 이후 전력 가격이 25%가량 오른 상태에서 더이상 석탄, 가스 및 대체 에너지만으로는 전력 경쟁력을 유지하기도 어렵고, 국가 경쟁력에도 부담이 된다는 아베 신조 정부의 판단이 깔려 있다. 온실가스 절감을 위한 석유·석탄 등 화석연료 사용을 자제해야 한다는 명분에 전력원 구성의 다양성 확보, ㎾h당 원전의 발전 비용이 10.3엔으로 가장 저렴한 점도 한몫했다. 아베 정부는 2020년까지 전체 전력원의 20~22%는 원전으로 충당하겠다는 계획으로 30개의 원전을 재가동할 방침을 세워 두고 있다. 이를 위해 아베 정부는 2013년 7월 원전 재가동 판단의 전제가 되는 규제 기준을 새로 수립했다. 지난 6월까지 원전 운영사는 2조 3830억엔을 안전대책비로 추가 투자한다는 계획 아래 원전 안전 보강책을 시행해 왔다. 그렇지만 여전히 원전 반대 정서는 강하다. 우려 목소리가 높아지면서 후쿠시마 원전 사고 이후 주민이 원전 재가동의 열쇠를 쥐고 있다. 원전 재가동을 위해선 지자체와 주민 동의라는 산을 넘어야 한다. 원전 운영사들은 법적 강제성은 없지만 후쿠시마 사고 이후 지자체 및 주민의 동의를 거쳐 재가동하기로 약속했기 때문이다. 원전에 대해 최근 NHK의 여론조사 결과 가동 찬성은 17%, 가동 반대 38%로 나왔다. 반대 측은 “후쿠시마 원전의 뒤처리도 못한 채 방향을 잡지 못한 상황에서 재가동은 시기 상조”라고 목소리를 높이고 있다. 익명을 요구한 일본의 한 원전 전문가는 “원전 재가동으로 사용 후 핵연료 증가와 고준위 방사성 폐기물 처분 문제, 재처리 시설 가동으로 인한 플루토늄 증가 등이 현실화될 것”이라고 우려했다. 도쿄 이석우 특파원 jun88@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] 초신성 폭발이 태양계 만들어…탄생 과정 규명

    [우주를 보다] 초신성 폭발이 태양계 만들어…탄생 과정 규명

    초신성(항성진화의 마지막 단계) 폭발이 빚어낸 엄청난 충격파가 태양계 탄생을 촉발했다는 연구논문이 카네기 연구소 과학자들에 의해 발표되어 관심을 끌고 있다. ​46억 년 전 가스와 분자들로 이루어진 몇 광년 크기의 원시 구름들이 떠돌던 한 우주공간 부근에서 초신성 폭발이 일어났고, 그 충격파로 원시구름의 중력 균형이 무너져 한 점으로 붕괴하기 시작함으로써 태양계 형성의 첫발을 내딛었다는 것이다. 이 초신성이 우주 공간으로 내뿜은 잔해들은 지금도 소행성 등에서 발견되고 있다. 이번 연구를 진행한 과학자들은 태양계 탄생을 촉발한 초신성 폭발이 태양계에 회전력을 부여했으며, 이로써 지구를 포함한 행성들이 형성되기에 이르렀다고 주장한다. 카네기 연구소의 과학자인 앨런 보스와 샌드라 카이저는 초신성 폭발이 어떻게 태양을 만들어냈는가 하는 주제를 오래 연구해왔다. 그들의 모델은 초신성 폭발로 인한 충격파가 밀도 높은 원시 구름의 중력을 무너뜨려 한 점으로 붕괴시킴으로써 원시 별들을 탄생시키는 과정을 그대로 보여주고 있다. 별의 주위를 감싸고 있는 가스와 먼지구름들은 별의 둘레를 돌다가 이윽고 행성이 되는데, 이번 새 연구는 초신성 폭발이 어떻게 이런 과정을 최초로 '촉발'하는가를 규명한 것이다. 그들의 연구 방향은 초신성 폭발 때 발생하는 짧은 반감기의 방사성 동위원소에 초점이 맞추어졌다. 동위원소란 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원소를 일컫는다. 초신성 폭발로 인해 태양계가 생성될 때 특정 동위원소들이 만들어졌는데, 이들이 붕괴되기 이전에 행성들이 형성되는 지역으로 흩뿌려졌고, 오늘날에도 그 일부가 소행성 등에 남아 있는 것이다. 보스와 카이저의 이전 연구는 초신성 폭발의 충격파가 가스 구름에 보조개와 같은 구멍을 내어 짧은 반감기의 방사성 동위원소들을 주입시키는 과정을 규명한 것이었다. 우리 태양과 행성들은 이 가스 구름으로부터 결국 탄생했다. 이번 새 연구는 방사성 동위원소의 주입이 태양계에 회전력을 부여하는 계기가 되었음을 보여주고 있다. 초신성 폭발이 촉발한 각 운동량은 이윽고 가스 구름을 원반 형태로 만들었고, 원시 태양을 둘러싼 이 가스 원반에서 지구를 포함한 행성들이 탄생하기에 이르렀다. '원시 태양을 공전하는 가스 원반이 초신성의 충격파에서 비롯되었다는 것은 참으로 경탄스러운 사실이 아닐 수 없습니다. '고 보스는 자신의 소감을 피력했다. '이 스핀이 없었다면 분자 구름은 결국 태양으로 모두 흡수되고 말았을 겁니다.' 이들의 모델에 따르면, 초신성 충격파로 인한 방사성 동위원소들의 구름 속 침투가 없었다면 태양을 둘러싼 모든 물질들이 붕괴되어 태양 속으로 빨려들어가고, 결국 우리 지구 같은 행성들은 탄생하지 않았을 것이다. 이 새로운 연구는 결국 우리 지구를 포함해 태양계를 이루고 있는 모든 물질들은 수소를 제외하고는 모두 초신성 폭발에서 나온 것이며, 이들이 생명 탄생의 최종 무대를 만들어냈음이 밝힌 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • 초신성 폭발 충격파로 지구 탄생했다 ​

    초신성 폭발 충격파로 지구 탄생했다 ​

    초신성(항성진화의 마지막 단계) 폭발이 빚어낸 엄청난 충격파가 태양계 탄생을 촉발했다는 연구논문이 카네기 연구소 과학자들에 의해 발표되어 관심을 끌고 있다. ​46억 년 전 가스와 분자들로 이루어진 몇 광년 크기의 원시 구름들이 떠돌던 한 우주공간 부근에서 초신성 폭발이 일어났고, 그 충격파로 원시구름의 중력 균형이 무너져 한 점으로 붕괴하기 시작함으로써 태양계 형성의 첫발을 내딛었다는 것이다. 이 초신성이 우주 공간으로 내뿜은 잔해들은 지금도 소행성 등에서 발견되고 있다. 이번 연구를 진행한 과학자들은 태양계 탄생을 촉발한 초신성 폭발이 태양계에 회전력을 부여했으며, 이로써 지구를 포함한 행성들이 형성되기에 이르렀다고 주장한다. 카네기 연구소의 과학자인 앨런 보스와 샌드라 카이저는 초신성 폭발이 어떻게 태양을 만들어냈는가 하는 주제를 오래 연구해왔다. 그들의 모델은 초신성 폭발로 인한 충격파가 밀도 높은 원시 구름의 중력을 무너뜨려 한 점으로 붕괴시킴으로써 원시 별들을 탄생시키는 과정을 그대로 보여주고 있다. 별의 주위를 감싸고 있는 가스와 먼지구름들은 별의 둘레를 돌다가 이윽고 행성이 되는데, 이번 새 연구는 초신성 폭발이 어떻게 이런 과정을 최초로 '촉발'하는가를 규명한 것이다. 그들의 연구 방향은 초신성 폭발 때 발생하는 짧은 반감기의 방사성 동위원소에 초점이 맞추어졌다. 동위원소란 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원소를 일컫는다. 초신성 폭발로 인해 태양계가 생성될 때 특정 동위원소들이 만들어졌는데, 이들이 붕괴되기 이전에 행성들이 형성되는 지역으로 흩뿌려졌고, 오늘날에도 그 일부가 소행성 등에 남아 있는 것이다. 보스와 카이저의 이전 연구는 초신성 폭발의 충격파가 가스 구름에 보조개와 같은 구멍을 내어 짧은 반감기의 방사성 동위원소들을 주입시키는 과정을 규명한 것이었다. 우리 태양과 행성들은 이 가스 구름으로부터 결국 탄생했다. 이번 새 연구는 방사성 동위원소의 주입이 태양계에 회전력을 부여하는 계기가 되었음을 보여주고 있다. 초신성 폭발이 촉발한 각 운동량은 이윽고 가스 구름을 원반 형태로 만들었고, 원시 태양을 둘러싼 이 가스 원반에서 지구를 포함한 행성들이 탄생하기에 이르렀다. '원시 태양을 공전하는 가스 원반이 초신성의 충격파에서 비롯되었다는 것은 참으로 경탄스러운 사실이 아닐 수 없습니다. '고 보스는 자신의 소감을 피력했다. '이 스핀이 없었다면 분자 구름은 결국 태양으로 모두 흡수되고 말았을 겁니다.' 이들의 모델에 따르면, 초신성 충격파로 인한 방사성 동위원소들의 구름 속 침투가 없었다면 태양을 둘러싼 모든 물질들이 붕괴되어 태양 속으로 빨려들어가고, 결국 우리 지구 같은 행성들은 탄생하지 않았을 것이다. 이 새로운 연구는 결국 우리 지구를 포함해 태양계를 이루고 있는 모든 물질들은 수소를 제외하고는 모두 초신성 폭발에서 나온 것이며, 이들이 생명 탄생의 최종 무대를 만들어냈음이 밝힌 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • ‘찬반 갈등’ 경주 방폐장 30년만에 완공

    ‘찬반 갈등’ 경주 방폐장 30년만에 완공

    30년 만에 국내 유일의 경주 중·저준위 방사성폐기물(이하 방폐물) 처분장이 준공돼 본격 가동에 들어갔다. 산업통상자원부는 28일 황교안 국무총리와 경북 경주시민 1000여명이 참석한 가운데 경주 한국원자력환경공단에서 ‘경주 중·저준위 방폐물 처분시설 준공식’을 열었다. 중·저준위 방폐물은 원자력발전소나 병원 등에서 방사능에 노출된 옷, 신발, 장갑 등을 말한다. 황 총리는 “1986년 부지 선정을 시작한 이래 30년 만에 결실을 거두게 해 준 경주 시민들에게 감사한다”면서 “안전 문제에 한치의 허점이 없도록 하고 정부가 약속한 지원 사업도 착실하게 이행하겠다”고 강조했다. 경주 방폐장은 2005년 11월 부지로 최종 선정돼 2008년 공사에 착수했으나 방폐장 건설 비리를 둘러싸고 지역주민과 시민단체 등의 극심한 반대 속에 두 차례(4년)나 공사가 연장됐다. 지난해 6월에 끝난 공사는 검사 과정을 거쳐 12월 사용 승인이 완료됐다. 시설은 향후 10년간 10만 드럼(1단계)이 들어가는 동굴처분방식(총 80만 드럼)으로 조성됐다. 4㎞에 이르는 세계 최장 지하시설로 진도 6.5의 지진에도 버틸 수 있는 5중 차단 구조로 만들어졌다. 한국전력기술이 설계를, 대우건설과 삼성물산이 시공을 맡았다. 총사업비는 1조 5436억원이다. 세종 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr
  • [사설] 30년 만에 준공식 가진 경주 방폐장

    경북 경주시 양북면의 국내 첫 방사성폐기물처분장(방폐장)이 어제 준공식을 가졌다. 한국원자력환경공단에서 열린 준공식에는 황교안 국무총리를 비롯해 김관용 경북지사, 최양식 경주시장, 지역 주민 등 1000여명이 참석해 축하와 함께 안전 운영을 다짐했다. 경주 방폐장은 1985년 건립 계획이 발표된 지 30년 만에 완공된 것으로 국내 원자력 산업의 새로운 이정표가 됐다. 경주 방폐장은 원자력발전소, 병원 방사능 시설 등에서 사용한 장갑이나 부품 등 방사성물질 함유량이 비교적 적은 중저준위 폐기물을 처분한다. 앞으로 전국의 원자력 관련 시설에서 발생하는 각종 폐기물이 선박을 통해 방폐장으로 운반된다. 방폐장에서는 지하 130m에 있는 사일로에 폐기물 10만 드럼(2000만ℓ)을 저장할 수 있다. 앞으로 세 차례에 걸쳐 처분 용량이 80만 드럼까지 확장될 예정이다. 경주 방폐장 준공으로 현재 원전별로 포화율 74∼96%에 이른 폐기물 처리에 숨통이 트이게 됐다. 30년이란 기간이 말해 주듯 경주 방폐장 건설은 실패의 연속이었다. 정부는 건설 계획 발표 이후 전국의 해안 지역을 중심으로 부지 선정 작업에 나섰으나 후보지로 거론된 주민들의 큰 반발에 부딪혔다. 정부가 울진, 안면도, 굴업도 등 무려 아홉 차례에 걸쳐 진행한 후보지 공모는 모두 무산됐다. 그때마다 원전 폐기물을 처리하는 기피 시설물로 인식되면서 우리 지역에는 절대 안 된다는 님비현상에 좌절을 거듭해야 했다. 급기야 정부는 2005년 유치지역지원특별법을 마련해 해당 지역에 3000억원 이상의 각종 지원을 약속하면서 방폐장 건설은 급물살을 탈 수 있었다. 특히 경주는 문화재 보존 지역으로 인한 각종 규제로 지역 발전이 늦을 수밖에 없다는 시민들의 위기 의식도 방폐장 유치의 한 배경이 됐다. 경주 방폐장 건설은 정부의 전폭적인 지원과 경주 시민의 지역 발전에 대한 강한 열망이 빚어낸 결과물인 셈이다. 그만큼 큰 의미가 있다. 정부는 이제 경주 방폐장을 세계에서 가장 안전한 시설물로 운영해야 할 책임이 있다. 또 애초 약속한 각종 지원사업을 착실히 이행하면서 지역민들에게 자부심을 안겨 줘야 하는 것도 잊어서는 안 된다. 경주 방폐장의 안전성과 정부에 대한 신뢰만이 폐연료봉 등 고준위 폐기물 처리 시설을 짓는 다음 과제를 가능하게 할 수 있다.
  • 경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나? “처음 처분한 폐기물은?”

    경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나? “처음 처분한 폐기물은?”

    경주 방폐장 경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나? “처음 처분한 폐기물은?” 국내 최초 방사성 폐기물 처분시설인 경주 중·저준위 방폐장(이하 방폐장)이 28일 정식으로 문을 열었다. 1978년 고리 원전 1호기 가동을 시작한 지 38년 만에 우리나라도 원자력 폐기물을 처분할 수 있게 됐다. 이날 경주 한국원자력환경공단에서 열린 준공식에는 황교안 국무총리, 김관용 경북도지사, 문재도 산업부 차관, 박영식 대우건설 사장, 건설공로자, 시민 등 1000여명이 참석했다. 황교안 국무총리는 “방사성 폐기물 처분시설은 안전을 최우선으로 고려해 만들었다. 앞으로도 한치 허점이 없도록 운영하겠다”면서 “국가적 안전과제 해결에 결단을 내려준 경주 시민들에게 감사하다”고 말했다. 준공식에서는 그동안 방폐장 터를 선정하고 건설하는데 기여한 건설공로자들에게 훈포장을 줬다. 1986년 부지 선정에 나선 뒤 방폐장을 준공하기까지 30년 동안 방폐장 입지, 안전성 문제 등을 놓고 온갖 갈등을 겪었다. 경주시 양북면에 들어선 방폐장은 214㎡ 규모 지하동굴로 27층 높이에 건물 6동이 들어선 것과 맞먹는다. 미국, 프랑스 등 해외 주요 국가에 중·저준위 방폐장이 들어섰지만 지하동굴 처분 형태는 우리나라와 핀란드, 스웨덴 뿐이다. 지난달 13일 첫 방사성폐기물 16드럼(드럼당 200ℓ)을 시작으로 지금까지 896드럼을 처분했다. 처분한 방사성폐기물은 모두 한울 원자력발전소에서 사용한 옷, 장갑, 종이 등 잡고체다. 방폐장 지하동굴 안 높이 50m의 사일로에는 방사성 폐기물 10만 드럼을 처분할 수 있다. 앞으로 고리, 한빛, 한울 원자력발전소의 임시 저장고에 보관 중인 방사성폐기물을 전용 운송선박과 트럭으로 수송해 방폐장에서 영구 처분한다. 한국원자력환경공단은 80만 드럼 처분을 목표로 시설을 추가로 건설할 계획이다. 2019년까지 표층 처분방식으로 12만5천드럼을 처분하는 2단계 시설을 짓기로 했다. 전체 사업비 1조 5436억원이 든 방폐장은 2006년 1월 공사에 들어가 완공했고 지난해 12월 사용 승인을 받았다. 방폐장 주변 방사선량은 연간 0.01mSv(밀리시버트) 미만으로 자연 방사선량인 연간 2.4mSv의 240분의 1 수준이다. 처분용기, 사일로 등 방폐장의 공학적 방벽은 리히터 규모 6.5에 견디도록 내진 설계했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
  • 경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나?

    경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나?

    경주 방폐장 경주 방폐장 준공, 어떤 폐기물 처분하나? 국내 최초 방사성 폐기물 처분시설인 경주 중·저준위 방폐장(이하 방폐장)이 28일 정식으로 문을 열었다. 1978년 고리 원전 1호기 가동을 시작한 지 38년 만에 우리나라도 원자력 폐기물을 처분할 수 있게 됐다. 이날 경주 한국원자력환경공단에서 열린 준공식에는 황교안 국무총리, 김관용 경북도지사, 문재도 산업부 차관, 박영식 대우건설 사장, 건설공로자, 시민 등 1000여명이 참석했다. 황교안 국무총리는 “방사성 폐기물 처분시설은 안전을 최우선으로 고려해 만들었다. 앞으로도 한치 허점이 없도록 운영하겠다”면서 “국가적 안전과제 해결에 결단을 내려준 경주 시민들에게 감사하다”고 말했다. 준공식에서는 그동안 방폐장 터를 선정하고 건설하는데 기여한 건설공로자들에게 훈포장을 줬다. 1986년 부지 선정에 나선 뒤 방폐장을 준공하기까지 30년 동안 방폐장 입지, 안전성 문제 등을 놓고 온갖 갈등을 겪었다. 경주시 양북면에 들어선 방폐장은 214㎡ 규모 지하동굴로 27층 높이에 건물 6동이 들어선 것과 맞먹는다. 미국, 프랑스 등 해외 주요 국가에 중·저준위 방폐장이 들어섰지만 지하동굴 처분 형태는 우리나라와 핀란드, 스웨덴 뿐이다. 지난달 13일 첫 방사성폐기물 16드럼(드럼당 200ℓ)을 시작으로 지금까지 896드럼을 처분했다. 처분한 방사성폐기물은 모두 한울 원자력발전소에서 사용한 옷, 장갑, 종이 등 잡고체다. 방폐장 지하동굴 안 높이 50m의 사일로에는 방사성 폐기물 10만 드럼을 처분할 수 있다. 앞으로 고리, 한빛, 한울 원자력발전소의 임시 저장고에 보관 중인 방사성폐기물을 전용 운송선박과 트럭으로 수송해 방폐장에서 영구 처분한다. 한국원자력환경공단은 80만 드럼 처분을 목표로 시설을 추가로 건설할 계획이다. 2019년까지 표층 처분방식으로 12만5천드럼을 처분하는 2단계 시설을 짓기로 했다. 전체 사업비 1조 5436억원이 든 방폐장은 2006년 1월 공사에 들어가 완공했고 지난해 12월 사용 승인을 받았다. 방폐장 주변 방사선량은 연간 0.01mSv(밀리시버트) 미만으로 자연 방사선량인 연간 2.4mSv의 240분의 1 수준이다. 처분용기, 사일로 등 방폐장의 공학적 방벽은 리히터 규모 6.5에 견디도록 내진 설계했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
  • 초신성 폭발이 태양계 만들었다...탄생 과정 규명 ​

    초신성 폭발이 태양계 만들었다...탄생 과정 규명 ​

    초신성(항성진화의 마지막 단계) 폭발이 빚어낸 엄청난 충격파가 태양계 탄생을 촉발했다는 연구논문이 카네기 연구소 과학자들에 의해 발표되어 관심을 끌고 있다. ​46억 년 전 가스와 분자들로 이루어진 몇 광년 크기의 원시 구름들이 떠돌던 한 우주공간 부근에서 초신성 폭발이 일어났고, 그 충격파로 원시구름의 중력 균형이 무너져 한 점으로 붕괴하기 시작함으로써 태양계 형성의 첫발을 내딛었다는 것이다. 이 초신성이 우주 공간으로 내뿜은 잔해들은 지금도 소행성 등에서 발견되고 있다. 이번 연구를 진행한 과학자들은 태양계 탄생을 촉발한 초신성 폭발이 태양계에 회전력을 부여했으며, 이로써 지구를 포함한 행성들이 형성되기에 이르렀다고 주장한다. 카네기 연구소의 과학자인 앨런 보스와 샌드라 카이저는 초신성 폭발이 어떻게 태양을 만들어냈는가 하는 주제를 오래 연구해왔다. 그들의 모델은 초신성 폭발로 인한 충격파가 밀도 높은 원시 구름의 중력을 무너뜨려 한 점으로 붕괴시킴으로써 원시 별들을 탄생시키는 과정을 그대로 보여주고 있다. 별의 주위를 감싸고 있는 가스와 먼지구름들은 별의 둘레를 돌다가 이윽고 행성이 되는데, 이번 새 연구는 초신성 폭발이 어떻게 이런 과정을 최초로 '촉발'하는가를 규명한 것이다. 그들의 연구 방향은 초신성 폭발 때 발생하는 짧은 반감기의 방사성 동위원소에 초점이 맞추어졌다. 동위원소란 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원소를 일컫는다. 초신성 폭발로 인해 태양계가 생성될 때 특정 동위원소들이 만들어졌는데, 이들이 붕괴되기 이전에 행성들이 형성되는 지역으로 흩뿌려졌고, 오늘날에도 그 일부가 소행성 등에 남아 있는 것이다. 보스와 카이저의 이전 연구는 초신성 폭발의 충격파가 가스 구름에 보조개와 같은 구멍을 내어 짧은 반감기의 방사성 동위원소들을 주입시키는 과정을 규명한 것이었다. 우리 태양과 행성들은 이 가스 구름으로부터 결국 탄생했다. 이번 새 연구는 방사성 동위원소의 주입이 태양계에 회전력을 부여하는 계기가 되었음을 보여주고 있다. 초신성 폭발이 촉발한 각 운동량은 이윽고 가스 구름을 원반 형태로 만들었고, 원시 태양을 둘러싼 이 가스 원반에서 지구를 포함한 행성들이 탄생하기에 이르렀다. '원시 태양을 공전하는 가스 원반이 초신성의 충격파에서 비롯되었다는 것은 참으로 경탄스러운 사실이 아닐 수 없습니다. '고 보스는 자신의 소감을 피력했다. '이 스핀이 없었다면 분자 구름은 결국 태양으로 모두 흡수되고 말았을 겁니다.' 이들의 모델에 따르면, 초신성 충격파로 인한 방사성 동위원소들의 구름 속 침투가 없었다면 태양을 둘러싼 모든 물질들이 붕괴되어 태양 속으로 빨려들어가고, 결국 우리 지구 같은 행성들은 탄생하지 않았을 것이다. 이 새로운 연구는 결국 우리 지구를 포함해 태양계를 이루고 있는 모든 물질들은 수소를 제외하고는 모두 초신성 폭발에서 나온 것이며, 이들이 생명 탄생의 최종 무대를 만들어냈음이 밝힌 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • [뉴스 플러스] 14개 시멘트 제품 안전성 조사

    환경부와 국립환경과학원은 국내에 유통 중인 14개(국내산 10개) 시멘트 제품의 안전성과 유해물질 함유 실태를 정밀 조사한다. 점검 항목은 6가크롬과 납 등 중금속 6개 항목과 잔류성 유기오염물질, 세슘·요오드·라돈 등 방사성물질이다. 시멘트를 만들 때 석탄재·폐타이어 등 환경 위해성이 우려되는 폐기물이 보조재로 사용됨에 따라 안전성을 파악하고 체계적 관리를 꾀하기 위한 것이다. 환경부는 조사 결과를 토대로 시멘트 제품에 대한 유해물질 안전관리 기준을 마련할 방침이다.
  • 특수재난 분야 담당자 ‘협업’ 교육 왜?

    특수재난 분야 담당자 ‘협업’ 교육 왜?

    2012년 9월 27일 발생한 경북 구미시 불산 누출 사고는 어이없게도 사망 5명과 18명 부상이라는 피해를 불렀다. 불산과 같은 특수한 화학물질에 대한 전문 지식 부족으로 초기 대응에 실패했기 때문이다. 전문적으론 ‘불화수소’라고 불리는 불산은 공기, 물과 접촉하면 불화수소가스가 발생해 폭발할 수 있다. 원인을 모르는 터여서 소방관들은 진압 때 화학보호복을 착용하지 않은 채 투입돼 현장을 바라보고만 있는 처지였다. 독성을 누그러뜨릴 중화제도 턱없이 모자랐을뿐더러 이미 늦은 뒤였다. 지난 12일 중국 톈진항 폭발 사고도 비슷한 상황에서 참극으로 번졌다. 원인을 모를 차량 화재 뒤 초기 진화를 위해 뿌린 물 때문에 오히려 위험물(탄화칼슘)과 반응해 1차 폭발을 일으켰다는 게 중론이다. 탄화칼슘이 물과 반응하면 강력한 폭발성을 띤 아세틸렌가스를 생성한다. 1차 폭발 뒤 원인을 모르던 차에 아세틸렌 폭발에 의해 형성된 불길이 보관 중인 질산암모늄과 질산칼륨에 옮겨붙어 대규모 2차 폭발로 이어졌다. 질산암모늄은 주로 비료를 만드는 재료이지만 섭씨 200도 이상 가열되면 치명적인 폭발이 일어날 수 있다. 상존하는 위험을 몰라 주거지역 이격거리(1㎞)를 지켜야 한다는 데는 생각이 미치지 못했다. 우리나라뿐 아니라 국제적으로 사회재난, 자연재난과 함께 3대 재난으로 꼽히는 특수재난에 대해 관심이 커지고 있다. 간단하게 말하면 특별한 물질이 원인이다. 화학물질, 방사성물질, 세균, 바이러스, 핵, 고성능 폭약 때문에 발생한다. 국민안전처는 26~28일 충남 천안시 국가민방위재난안전교육원에서 ‘특수재난 관리 교육과정’을 시범운영한다. 특수재난에 대한 인식 부족으로 협업엔 꿈도 꾸지 못해 피해를 키우는 사례를 줄이자는 취지다. 지난해 11월 안전처 출범 이후 특수재난실을 신설한 목적과도 맞닿았다. 안전처를 컨트롤타워로 재난관리책임기관인 중앙부처, 지방자치단체 및 공공기관에 소속된 특수재난 분야 업무 담당자를 대상으로 한 최초의 전문교육과정이다. 특히 특수재난 분야 전문가로 구성된 특수재난실 소속 담당관 및 사무관들이 대부분 직접 강사로 참여하는 체감형 교육이다. ‘특수재난의 이해’, ‘기능별 재난대응 협업체계 구축’ 등 직무 분야 12개 과목과 소양 분야 2개 과목으로 구성된다. 교육은 특수재난에 대표적인 유형으로 불리는 도로·지하철·철도·해양선박 등 관련 대형 교통사고, 유해화학물질 등 관련 환경오염 사고, 감염병 재난, 가축 질병, 원자력 안전사고 등 8개 분야에 집중된다. 박인용 안전처 장관은 “한층 많은 특수재난 분야 종사자들의 참여를 돕도록 시범과정을 바탕으로 내년엔 정규 교육과정을 편성하겠다”고 말했다. 송한수 기자 onekor@seoul.co.kr
  • ‘불지옥’ 금성에 탐사로봇 보내기...미· 러 누가 이길까

    ‘불지옥’ 금성에 탐사로봇 보내기...미· 러 누가 이길까

    미 항공우주국(NASA)은 태양계의 여러 극한적 환경을 탐사해왔다. 그중에는 절대 영도에 가까운 차가운 우주도 있고 섭씨 수백 도의 극한적인 장소도 있다. 하지만 아직도 탐사가 어려운 장소는 많다. 최소한 수십km 두께의 얼음 밑에 있는 것으로 보이는 목성의 위성 유로파의 바다나 표면 온도가 섭씨 500도에 달하는 금성의 표면이 그런 장소다. 금성의 대기는 이산화탄소에 의한 강력한 온실효과로 인해 엄청나게 뜨거울 뿐 아니라 기압도 대단히 높다. 금성 표면의 압력은 지구 표면의 90배 수준이다. 이런 이유로 구소련과 미국의 금성 착륙선들은 극한의 환경에서 버틸 수 있는 능력에도 불구하고 착륙 후 바로 연락이 끊기거나 혹은 수 시간 이내로 생을 마감했다. 사정이 이렇다 보니 사실 화성보다 더 가까운데도 불구하고 누구도 금성 표면에 로버(Rover)를 보내지 못했다. 화성 표면에는 벌써 4번째 탐사 로버인 큐리오시티가 활약 중이고 앞으로도 더 많은 로버를 보낼 계획이지만, 금성은 감감무소식인 이유다. 하지만 NASA와 러시아 우주국은 금성에 로버를 보낼 계획을 세우고 있다. 특히 NASA는 이에 관련된 기반 기술을 개발해 극한의 불지옥인 금성 표면에서도 살아남을 수 있는 로버 개발에 가까이 다가간 상태다. 금성 로버 개발에서 가장 곤란한 부분은 바로 전자 계통이다. 지금까지 만든 어떤 반도체나 전자 기판도 이런 환경에서 장시간 작동을 할 수는 없다. 그러나 미국의 국립 과학 재단 기금의 지원을 받은 오자크 집적 회로(Ozark Integrated Circuits)는 놀랍게도 섭씨 350도의 고온을 견딜 수 있는 반도체 칩을 개발했다. 이런 고온 전자 회로의 개발은 미국의 기초과학력을 보여주는 사례로써 앞으로 금성 탐사는 물론 고온 고압의 극한 환경이 필요한 다른 분야에도 널리 응용될 가능성이 있다. 문제는 그래도 금성 표면의 온도가 이것보다 높다는 것이다. NASA의 과학자들은 결국 금성 로버에 냉각장치를 탑재하는 방법을 연구하고 있다. 이는 다소 곤란한 문제이기도 한데, 로버의 내부를 섭씨 300도로 주변보다 훨씬 낮게 유지하려면 많은 에너지가 필요할 뿐 아니라 부피와 무게도 커지기 때문이다. 따라서 화성에 보낸 로버들과 달리 금성 로버는 복잡한 탐사장치를 최소화시킨 단순한 구조가 될 가능성이 크다. 냉각이 필요한 전자 계통의 크기를 가능한 한 줄여야 하기 때문이다. 물론 그러면서도 정보를 수집하고 지구에 자료를 전송해야 하므로 여러 가지 기술적 어려움이 존재한다. 동력 계통은 원자력 이외에는 처음부터 대안이 없으므로 (금성은 두꺼운 구름과 대기로 인해 태양전지를 사용할 수 없다. 물론 이런 온도와 압력에서 견디는 태양전지도 없다.) 오히려 결정이 쉬울 것 같지만, 이런 고온 환경에서 견디는 원자력 전지 역시 만들기 쉽지 않다. 현재 생각하는 대안은 플루토늄 - 238을 이용한 스털링 엔진이다. 스털링(Stirling) 엔진은 온도 차를 이용해 동력을 발생시키는데, 방사성 붕괴로 섭씨 1,200도까지 가열된 플루토늄 연료와 주변의 상대적으로 낮은 기온을 이용한 방식이다. 이를 이용해서 로버의 바퀴를 굴리고 냉각장치를 가동한다. 이런 여러 가지 아이디어에도 불구하고 실제로 이런 환경에서 작동하는 로버를 만드는 일은 NASA에게도 쉬운 일은 아니다. 따라서 아직 금성 로버는 디자인 및 기초 연구의 단계를 벗어나지 못하고 있다. 현재 계획으로는 금성 표면에 풍선을 보내 표면에서 가까운 위치에서 저공비행을 하면서 관측하는 표면 관측 계획인 Venus In-Situ Explorer (VISE)이 먼저 현실화될 가능성이 크다. VISE는 2022년 발사 예정이며 로버와 달리 움직이는 엔진은 필요 없어서 구조가 훨씬 단순하다. 다만 이런 극한 환경에서 버틸 수 있는 특수 풍선이 필요한데, 이미 이 부분에 대한 연구는 많이 진행되어 있어 성공 가능성이 크다. 금성 로버는 VISE 이후 추진될 것으로 보이는데, 러시아 역시 2020년대에 자체적인 로버를 금성에 보낸다는 계획을 세우고 있어 과연 미국과 러시아 중 누가 먼저 로버를 보낼 수 있을지 결과가 주목된다. 일단 공개된 내용을 보면 NASA가 훨씬 앞서 있는 것 같지만, 아직 어느 나라도 금성 로버를 자신 있게 보낼 수 있을 만큼 완성된 기술을 가지고 있지 않다. 따라서 미국이 화성과 마찬가지로 금성에 첫 번째 로버를 보내는 나라가 될지는 아직 판단하기 이르다. 우리가 눈여겨볼 부분은 NASA와 미 정부가 이런 기초 과학 연구에 많은 공을 들이고 있다는 점이다. ‘우주 강국’ 같은 화려한 수식어와 미사여구가 아니라 바로 이렇게 조용하지만 할 건 다하는 부분이 미국이 이 분야에서 좀처럼 선두 자리를 내주지 않는 비결이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com
  • [아하! 우주] ‘불지옥’ 금성에 탐사로봇 보내라 – NASA 금성 로버 계획

    [아하! 우주] ‘불지옥’ 금성에 탐사로봇 보내라 – NASA 금성 로버 계획

    미 항공우주국(NASA)은 태양계의 여러 극한적 환경을 탐사해왔다. 그중에는 절대 영도에 가까운 차가운 우주도 있고 섭씨 수백 도의 극한적인 장소도 있다. 하지만 아직도 탐사가 어려운 장소는 많다. 최소한 수십km 두께의 얼음 밑에 있는 것으로 보이는 목성의 위성 유로파의 바다나 표면 온도가 섭씨 500도에 달하는 금성의 표면이 그런 장소다. - 불지옥 행성에 로버 보내기 금성의 대기는 이산화탄소에 의한 강력한 온실효과로 인해 엄청나게 뜨거울 뿐 아니라 기압도 대단히 높다. 금성 표면의 압력은 지구 표면의 90배 수준이다. 이런 이유로 구소련과 미국의 금성 착륙선들은 극한의 환경에서 버틸 수 있는 능력에도 불구하고 착륙 후 바로 연락이 끊기거나 혹은 수 시간 이내로 생을 마감했다. 사정이 이렇다 보니 사실 화성보다 더 가까운데도 불구하고 누구도 금성 표면에 로버(Rover)를 보내지 못했다. 화성 표면에는 벌써 4번째 탐사 로버인 큐리오시티가 활약 중이고 앞으로도 더 많은 로버를 보낼 계획이지만, 금성은 감감무소식인 이유다. 하지만 NASA와 러시아 우주국은 금성에 로버를 보낼 계획을 세우고 있다. 특히 NASA는 이에 관련된 기반 기술을 개발해 극한의 불지옥인 금성 표면에서도 살아남을 수 있는 로버 개발에 가까이 다가간 상태다. 금성 로버 개발에서 가장 곤란한 부분은 바로 전자 계통이다. 지금까지 만든 어떤 반도체나 전자 기판도 이런 환경에서 장시간 작동을 할 수는 없다. 그러나 미국의 국립 과학 재단 기금의 지원을 받은 오자크 집적 회로(Ozark Integrated Circuits)는 놀랍게도 섭씨 350도의 고온을 견딜 수 있는 반도체 칩을 개발했다. 이런 고온 전자 회로의 개발은 미국의 기초과학력을 보여주는 사례로써 앞으로 금성 탐사는 물론 고온 고압의 극한 환경이 필요한 다른 분야에도 널리 응용될 가능성이 있다. 문제는 그래도 금성 표면의 온도가 이것보다 높다는 것이다. NASA의 과학자들은 결국 금성 로버에 냉각장치를 탑재하는 방법을 연구하고 있다. 이는 다소 곤란한 문제이기도 한데, 로버의 내부를 섭씨 300도로 주변보다 훨씬 낮게 유지하려면 많은 에너지가 필요할 뿐 아니라 부피와 무게도 커지기 때문이다. 따라서 화성에 보낸 로버들과 달리 금성 로버는 복잡한 탐사장치를 최소화시킨 단순한 구조가 될 가능성이 크다. 냉각이 필요한 전자 계통의 크기를 가능한 한 줄여야 하기 때문이다. 물론 그러면서도 정보를 수집하고 지구에 자료를 전송해야 하므로 여러 가지 기술적 어려움이 존재한다. 동력 계통은 원자력 이외에는 처음부터 대안이 없으므로 (금성은 두꺼운 구름과 대기로 인해 태양전지를 사용할 수 없다. 물론 이런 온도와 압력에서 견디는 태양전지도 없다.) 오히려 결정이 쉬울 것 같지만, 이런 고온 환경에서 견디는 원자력 전지 역시 만들기 쉽지 않다. 현재 생각하는 대안은 플루토늄 - 238을 이용한 스털링 엔진이다. 스털링(Stirling) 엔진은 온도 차를 이용해 동력을 발생시키는데, 방사성 붕괴로 섭씨 1,200도까지 가열된 플루토늄 연료와 주변의 상대적으로 낮은 기온을 이용한 방식이다. 이를 이용해서 로버의 바퀴를 굴리고 냉각장치를 가동한다. - 누가 먼저 금성에 로버를 보낼까? 이런 여러 가지 아이디어에도 불구하고 실제로 이런 환경에서 작동하는 로버를 만드는 일은 NASA에게도 쉬운 일은 아니다. 따라서 아직 금성 로버는 디자인 및 기초 연구의 단계를 벗어나지 못하고 있다. 현재 계획으로는 금성 표면에 풍선을 보내 표면에서 가까운 위치에서 저공비행을 하면서 관측하는 표면 관측 계획인 Venus In-Situ Explorer (VISE)이 먼저 현실화될 가능성이 크다. VISE는 2022년 발사 예정이며 로버와 달리 움직이는 엔진은 필요 없어서 구조가 훨씬 단순하다. 다만 이런 극한 환경에서 버틸 수 있는 특수 풍선이 필요한데, 이미 이 부분에 대한 연구는 많이 진행되어 있어 성공 가능성이 크다. 금성 로버는 VISE 이후 추진될 것으로 보이는데, 러시아 역시 2020년대에 자체적인 로버를 금성에 보낸다는 계획을 세우고 있어 과연 미국과 러시아 중 누가 먼저 로버를 보낼 수 있을지 결과가 주목된다. 일단 공개된 내용을 보면 NASA가 훨씬 앞서 있는 것 같지만, 아직 어느 나라도 금성 로버를 자신 있게 보낼 수 있을 만큼 완성된 기술을 가지고 있지 않다. 따라서 미국이 화성과 마찬가지로 금성에 첫 번째 로버를 보내는 나라가 될지는 아직 판단하기 이르다. 우리가 눈여겨볼 부분은 NASA와 미 정부가 이런 기초 과학 연구에 많은 공을 들이고 있다는 점이다. ‘우주 강국’ 같은 화려한 수식어와 미사여구가 아니라 바로 이렇게 조용하지만 할 건 다하는 부분이 미국이 이 분야에서 좀처럼 선두 자리를 내주지 않는 비결이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com
  • [기고] 생활주변 방사선 안전관리법 시행 3년/이은철 원자력안전위원회 위원장

    [기고] 생활주변 방사선 안전관리법 시행 3년/이은철 원자력안전위원회 위원장

    후쿠시마 원전 사고 이후 주변의 방사선을 ‘0’(제로)으로 만들어 달라는 당부를 많이 받는다. 하지만 엄격히 말하면 이러한 당부는 지키기 어렵다. 우리 생활 속에는 자연방사선이 존재하고 있기 때문이다. 우주로부터 오는 우주방사선, 땅속으로부터 오는 지각방사선, 과일에서도, 사람의 몸에서도 방사선이 나오고 있다. 나라마다, 지역마다 정도의 차이가 있을 뿐이다. 우리나라 국민이 생활 속에서 한 해 평균 노출되는 방사선량은 3mSv(밀리시버트)로 세계 평균인 2.4mSv보다 약간 높은 편이다. 아마도 많은 분들의 당부는 자연방사선을 제외하고, 우리 생활에서 불필요하게 추가적으로 방사선에 노출되는 것을 막아 달라는 것으로 이해하는 것이 맞을 것이다. 원자력안전위원회(원안위)는 생활 주변에서 접할 수 있는 방사선의 안전관리에 관한 사항을 규정함으로써 국민 건강과 환경을 보호해 삶의 질을 향상시키고자 ‘생활주변 방사선 안전관리법’(이하 생방법)을 제정했다. 이 법은 2012년 7월 시행된 이후 올해 3주년을 맞았다. 생방법은 2007년 몸에 지니고만 있어도 건강에 도움을 준다는 건강팔찌와 음이온 매트 등 건강용품들의 원료로 사용되는 광물에서 방사능이 검출된 사례로부터 출발했다. 이러한 사례가 재발하지 않도록 하기 위해 원안위는 천연 방사성 핵종의 사용 방법과 시설, 보관관리 방법 전반에 대해 안전관리를 하고 있다. 우주방사선도 생방법의 관리 대상 중 하나다. 가끔 비행기를 이용하는 일반인은 우주방사선에 노출되는 방사선량이 적지만, 직업상 비행이 잦은 항공 승무원은 관리가 필요하다. 항공 승무원을 대상으로 우주방사선 교육을 하고, 연간 피폭선량을 장기적으로 관리해 암 발병과의 관계를 예의 주시할 예정이다. 최근 문제가 되는 것이 수입산 재활용 고철이다. 지난해 8월 일본에서 들어오는 화물에서 방사능이 검출돼 즉각 반송한 사례가 있었다. 항만에 설치된 방사선 감시기 덕분이었다. 원안위는 2012년부터 현재까지 전국 공항과 항만에 총 73대의 방사선 감시기를 설치해 수입 화물에 대한 방사선 검사를 하고 있다. 특히 올해는 수입 화물에 대한 방사선 감시가 강화됐다. 수입 고철을 수출하는 국가의 수입 업체에서 사전에 방사선 검사를 하고 ‘무방사능확인서’를 우리나라 수입 업체에 제출하도록 의무화했다. 원안위는 공항·항만에서, 제강사는 고철이 제강사에 들어가기 전에 재차 방사선 검사를 한다. 수입 화물의 방사선 검사 절차도 개선된다. 통관 절차가 완료된 화물을 항만 출구에서 검사하던 체제에서 수입 화물이 도착하는 즉시 방사선 검사를 하고 방사성 오염이 확인되면 세관에서 통관 절차를 중단하고 즉시 반송할 수 있도록 조치했다. 생활 주변에서 만날 수 있는 기준치 이하의 방사선에 대해 전문가들이 ‘안전’하다고 하더라도 국민들은 ‘안심’하지 못하는 경우가 많다. ‘안전’ 여부를 판단하는 전문가에 대한 국민 신뢰가 높지 않기 때문이다. 앞으로 국민들이 원안위의 생활주변 방사선 안전규제에 대해 신뢰할 수 있도록 더욱 최선을 다할 계획이다.
  • 원전, 발전이냐 안전이냐 그것이 문제로다

    원전, 발전이냐 안전이냐 그것이 문제로다

    1945년 8월 6일 오전 8시 14분 조종사 폴 티벳 중령의 어머니 이름을 딴 B29 폭격기 ‘에놀라 게이’가 우라늄 폭탄 ‘리틀 보이’를 히로시마 상공 9750m에서 투하했다. 자동 폭발 고도인 580m에 도달하기까지는 57초 걸렸다. 8시 15분, 핵폭발로 인해 발생한 버섯구름은 18㎞ 상공까지 치솟았고 폭발 중심 지점에서 반경 1.6㎞ 이내 모든 것이 파괴됐다. 폭발 당시 25만5000여 명이 거주하던 히로시마에서는 초기 폭발로 7만 명이 사망했고, 1945년 말까지 방사능 피폭으로 비슷한 숫자의 사람들이 사망했다. 어마어마한 파괴력에 전 세계는 경악했다. 이에 세계 최초이자 마지막으로 핵폭탄을 실전에 사용한 미국은 2차 대전 이후 핵 에너지를 무기가 아닌 전기 생산에 이용하기 위한 ‘원자력의 평화적 이용’ 계획을 발표했다. 그렇게 60년 넘게 ‘싸고 안전한’ 에너지라는 명성을 이어오던 원자력 발전은 2011년 일본 후쿠시마 원전사고 이후로 미운 오리 신세가 됐다. ●우라늄 1g은 석유 1800ℓ의 에너지 엄청난 살상력을 가진 핵폭탄과 전기를 만들어 내는 원자력 발전의 원리는 비슷하다. 물질의 최소단위인 원자는 원자핵과 그 주위를 도는 전자로 구성돼 있고 원자핵은 양성자와 중성자로 이뤄져 있다. 안정적인 원자핵에 중성자를 쏘아 넣으면 원자핵은 불안정한 상태가 된다. 정원이 10명인 엘리베이터에 덩치가 있는 1명이 추가로 타서 11명이 되면 숨쉬기 힘들어지고 심장박동이 빨라지는 등 불안정한 상황이 되는 것과 비슷하다. 불안정한 원자핵은 급기야 두 개로 쪼개지는 붕괴현상을 일으킨다. 방사성 동위원소인 우라늄 235에 중성자를 쏘면 바륨(Ba) 142과 크립톤(Kr) 91로 분열하고 엄청난 열에너지와 함께 중성자 2~3개를 빠른 속도로 내뱉는다. 이렇게 튀어나온 중성자들은 주위에 있는 또 다른 우라늄 235의 원자핵을 연쇄적으로 분열시킨다. 1g의 우라늄에는 1조의 25억배에 해당하는 우라늄 원자가 있는데 이것들이 연쇄반응을 일으켜 모두 분열하는데는 1백만분의1초밖에 걸리지 않는다. 이때 발생하는 에너지는 석유 1800ℓ, 석탄 3t이 완전 연소할 때 생기는 에너지와 비슷한 수준이다. 같은 양이라고 할 때 우라늄은 석탄보다 300만 배 이상의 에너지를 발산한다. 연쇄반응을 한번에 일으켜 에너지가 단숨에 분출되도록 하는 것이 핵폭탄이고, 연쇄반응 속도를 조절해 핵분열 에너지를 평화적으로 사용할 수 있도록 한 것이 원자력 발전이다. ●경수로는 ‘물’ 중수로는 ‘중수’로 속도조절 원자력 발전소의 발전 방식은 화력 발전의 원리와 비슷하다. 핵분열 에너지로 물을 끓여 나온 증기로 터빈을 돌리면 터빈에 연결된 발전기가 돌아가면서 전기를 만들어 내는 것이다. 원자력 발전의 핵심은 핵분열 속도의 통제에 있다. 핵분열 속도를 통제하지 못하는 순간 원자로는 거대한 핵폭탄이 된다. 분열 속도를 조절하기 위해 사용하는 것이 바로 감속재다. 감속재는 핵분열 시 나오는 고속중성자의 속도를 늦출 수 있으면서 중성자를 흡수하지는 않아야 한다. 이런 조건에 맞는 물질은 물과 흑연, 베릴륨, 산화베릴륨인데, 안전성과 경제성을 모두 갖춘 것이 물과 흑연이다. 원자력발전소의 핵심 설비인 원자로는 크게 경수로와 중수로로 나뉘고, 감속재에 따라 가압경수로, 가압중수로, 흑연로, 비등경수로, 고속증식로 등으로 구분된다. 경수로는 일반적으로 볼 수 있는 물인 ‘경수’가 감속재로 쓰이며 농축 우라늄 235를 연료로 사용한다. 중수로는 중성자를 하나 더 갖고 있는 중수소가 물 분자를 구성하는 ‘중수’를 감속재로 사용한다. 중수는 보통의 물 1ℓ 중에도 0.16~0.17% 포함돼 있어 추출 비용이 비싸다. 흑연로는 감속재로 흑연이 사용된다. ●한국 가압형 경수로 5중 방호장치 갖춰 1940년대 말 원자력 발전계획이 처음 발표됐을 때만 해도 많은 사람들은 에너지를 값싸게 무한정 공급받을 수 있어 인류의 에너지 문제를 완전히 해결할 수 있을 것으로 기대했다. 그렇지만 1979년 미국 스리마일 원전 핵누출 사고, 1986년 구 소련 체르노빌 원전 폭발사고, 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 등으로 원전 안전에 대한 불신은 극에 달하고 있다. 이 때문에 원전 연구자들은 안전성 확보를 최우선적으로 고려하고 있다. 세계 원전의 60% 정도를 차지하고 있고, 우리나라에서 가동 중인 원자로 대부분을 차지하고 있는 가압형 경수로의 경우 핵연료 펠릿-연료 피복관-원자로 압력 용기-4㎝ 두께의 철판 격납용기-120㎝ 두께의 콘크리트 원자로 건물 등 5중 방호장치를 갖추고 있다. 이 같은 방호장치에도 불구하고 갖가지 원전관련 비리 및 사고가 잇따라 발생하면서 안전에 대한 불신은 높아지고 있다. 여기에 방사성 폐기물 처분, 사용후핵연료 처리, 폐로 처리 등 비용을 포함하면 원자력 발전이 여타 발전방식에 비해 경제적이지 않다는 목소리도 높아지고 있는 추세다. 반면 우리나라 전력사용량의 증가와 전기생산 비용을 따지면 원전이 아직까지는 다른 발전방식보다 싸기 때문에 원자력 에너지를 확대해야 한다는 목소리가 첨예하게 대립하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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