【도쿄=이창순특파원】 일본 최초의 상업용 고속증식로 「몬주」가 5일 상오 10시01분 스스로 핵반응을 유지할 수 있는 상태인 임계에 도달,가동을 시작했다. 몬주는 이날 일본 동력로,핵연료개발사 기술자들이 마지막 제어봉을 제거,점화하면서 고속증식로가 스스로 추가 핵반응을 일으키기에 충분한 중성자를 방출하는 임계에 진입했다. 59억달러의 공사비를 들인 28만㎾급의 이 고속증식로는 경수로형 원자로 연료의 폐기물을 정제해 추출한 플루토늄을 연료로 사용할 수 있으며 95년4월부터 전력생산에 들어간다. 몬주계획의 반대자들은 몬주의 가동은 『일본이 핵무장을 위해 플루토늄을 저장하려 한다』는 구실로 자신들의 플루토늄 생산을 정당화하려는 북한측 주장과 관련,북한핵개발 의혹을 둘러싼 긴장을 고조시킬 우려가 있다고 비난해 왔다. 한편 국제환경보호단체인 그린피스 일본지부 소속원들을 비롯한 2천명의 시위대는 고속증식로가 위치한 후쿠이(복정)현 쓰루가(돈하)에 모여 사업철회를 요구하며 시위를 벌였다.

◎930억 투자 「다목적 원자로」 연내 가동/열출력 30㎿… 안전장치 세계 정상급/원전연료 성능실험… 연 1천만불 수입 대체효과 대덕연구단지에 위치한 한국원자력연구소(소장 신재인)에서는 지금 국내 최초로 우리 기술진에 의해 자력으로 설계·건조중에 있는 다목적연구용원자로(KMRR)의 올해말 가동을 앞두고 마무리 작업에 한창이다. 총공사비만 9백30억여원이 들었고 열출력 30MW급에 이르는 이 원자로는 고도의 안전개념을 적용한 개방수조형 혼합 노심으로 냉각재는 경수를,중성자의 반응속도를 늦추는 감속재로는 중수를 사용함으로써 각종 실험을 다양하게 수행할 수 있다.또한 실험목적에 따라 핵연료 배치,실험공의 크기조절 등 노심구조를 변형시킬 수 있는 가변형노심으로 설계 되었다. 원자로가 완공되는 올해 말에는 우리나라 원자력 연구시설의 종합운용체계가 완비됨으로써 그동안 해외에 의존해 오던 원자력발전소의 원전연료 및 원자로재료의 성능시험을 국내에서 수행할 수 있게 된다. 이에따라 연간 3백만달러의 경비를 절감하고 코발트60,이리듐192 등 30여종의 산업용 방사성동위원소 생산을 통해 연간 1천만달러 이상의 수입대체효과를 기대할 수 있게 된다. 이 원자로는 올해 6월에 각 계통에 대한 기능 시험을 종합적으로 실시하며 9월말 원자로 성능시험을 거쳐 11월에 연료를 장전한 다음 12월 2일 가동에 들어가게 된다.12월 2일을 가동목표일로 잡은 것은 이날이 19 42년 세계최초로 미국 시카고 파일 1호기에서 원자로 연쇄반응 자기제어가 성공한 날이기 때문이다. 현재 우리나라에는 모두 3기의 연구로가 있다.한국원자력연구소가 서울에서 운영하고 있는 「트리거 마크」Ⅱ(열출력 250㎾),「트리거 마크」Ⅲ(열출력 2MW)의 2기와 순수교육용으로 이용되고 있는 경희대학교의 AGN201(열출력 0).그러나 이들 연구로는 소형원자로로서 교육·기초연구·일부 수명이 짧은 방사성동위원소의 생산 등에 활용되고는 있으나 출력이 낮아서 이용에 제한이 많으며 원자력실용화 기술 개발에는 활용되지 못하고 있는 실정이다. 국제원자력기구(IAEA)의 정기적인 점검을 받게될 이 원자로는 안전장치면에서도 세계 정상급 원자로에 비해 손색이 없다.안전장치 및 계통은 1천년에 한번 미만의 고장을 가지도록 엄격하게 설계된 동시에 제어계통으로 한쌍의 동일한 컴퓨터에 의해 자동제어 되도록 하여 운전원의 실수에 의한 사고를 방지할 뿐만 아니라 모든 주요 계통의 작동상태를 항상 감시할 수 있게 했다. 또한 방사성물질을 포함하는 모든 공정설비들은 두께 1.2m의 콘크리트방에 설치하여 실험종사자들이 방사선에 노출될 위험을 없앴다.원자로 건물 자체도 완전히 밀폐된 가운데 항상 외부 압력보다 약간 낮은 압력을 유지하도록 해 방사성 물질이 외부로 확산되지 않도록 하고 있다. 지난 89년 3월 25일 본격적인 건설 공사에 착수한 이 다목적연구용원자로가 완공되면 국산 원전연료 성능보증및 신형 원전연료 개발촉진과 함께 방사성동위원소 국내자급도 향상,고순도 실리콘 반도체 국산화,중성자를 이용한 미세구조연구를 통한 첨단 신물질 소재개발 활성화 등에 크게 기여할 것으로 기대된다.

◎환경·에너지 등 첨단기술 민수 전환/탈냉전속 정부지원 줄어 “생존” 부심/미사일 실험장선 일제차 성능 시험 뉴 멕시코에는 핵폭발물을 연구개발하는 로스 앨라모스국립연구소,핵폭발장치를 연구하는 샌디아국립연구소,핵병기를 운반하는 미사일실험장등이 있다. 이밖에도 위성전문연구소인 필립국립연구소가 있는데 이 연구소는 위성연구와 함께 「별들의 전쟁」으로 알려진 위성전연구도 하는 곳이다.이 바로 옆에는 위성의 군사적 이용과 관련이 있는 공군377부대가 자리잡고 있다. 뉴 멕시코의 남단 멕시코와의 국경지대에는 이들 핵관련 연구소에서 쏟아져 나오는 각종 폐기물들을 처리하는 세계 최대규모의 지하핵폐기물처리장이 있다.다시 말하면 뉴 멕시코는 미국의 최첨단군사과학의 총본산인 셈이다. ○재정적자 눈덩이 이런 뉴 멕시코가 냉전의 종식과 함께 위상이 흔들리고 있는 것이다.우선 적이 없어진 상황에서 첨단병기의 계속적인 개발필요성에 대한 회의가 있는 것이다.레이건시대에 집중적으로 추진된 군비투자에 대한 역풍과 눈덩이처럼쌓이고 있는 정부의 재정적자라는 벽에 부딪히고 있다. 과학기술자인력수급문제전문가인 리처드 엘리스의 설명을 빌리면 국방예산의 감소추세로 최근 군비분야에서만 매년 10만명쯤이 일자리를 잃어가고 있다.이런 추세가 언제까지나 계속되진 않겠지만 현재의 상태보다는 더 나빠지리라는게 전문가들의 전망이다. 한 조사결과를 보면 1955년이래 미국이 핵무기와 관련,특수무기개발에 투자한 금액은 자그만치 1조달러에 달한다.이 금액은 연방정부가 같은 기간 지출한 모든 분야 연구개발비의 62%에 해당한다.이밖에도 표면상 드러나지 않은 많은 달러가 무기개발분야에 투입됐다.인간의 달착륙에 들어간 9백억달러도 군사분야와 밀접한 관련이 있으나 1조달러에는 포함돼 있지 않다. 이런 막대한 투자의 결과가 수소폭탄,레이저무기,첩보위성,대륙간탄도탄,핵추진잠수함 및 항공모함,중성자탄,스텔스폭격기같은 미국의 첨단병기들이다.군사과학이 꼭 군사적 목적에만 사용되는 것은 아니다.여객기,기상관측위성,컴퓨터칩,우리나라의 일반가정 부엌에까지 침투한마이크로 오븐등이 군사과학의 부산물들이다.그밖에도 각종 통신장비,우주산업,전기분야등에 군사과학이 폭넓게 활용되고 있다. ○무기개발에 투입 바로 이 대목이 사양길을 걷는 미국의 군사과학분야가 생존의 수단으로 눈을 돌리고 있는 방향이다.군사과학의 상업화가 바로 그것이다.클린턴대통령이 지난해 5월 이 곳에 와 강조한 점도 로스 앨라모스같은 국립연구소들이 미래를 위해 직면한 과제가 바로 민간부문과의 협조를 통해 핵폐기물처리,환경보존,에너지연구같은 길을 개척하는 것이라고 지적하고 있다. 군사분야에서 일이 줄어든만큼 민간부문이 필요한 기술을 개발해 팔자는 아이디어다.스스로 기술을 개발해 파는 노력이외에도 민간기업의 기술수요를 적극적인 세일즈를 통해 유치하려 하고있다. ○기술세일즈 박차 로스 앨라모스는 세계에서 가장 성능좋은 컴퓨터를 가지고 있다.핵무기제조에 절대로 필요했던 것이다.이 거대한 컴퓨터가 지구의 기후변화연구와 특수엔진의 연소장치개발,나아가 인체의 유전자시스템 추적등에 효과적으로 쓰일 수 있음을 로스 앨라모스는 알고 있다.필립연구소가 개발한 레이저빔은 의료분야에서 폭넓게 이용될 수 있고 기타 산업분야에서도 이용될 수 있다. 이제는 민간분야에서 광범위하게 이용되고 있는 핵에너지관련 기술이나 핵폐기물처리문제 등에서 이들 군사과학연구소는 거의 독보적 위치에 있다.또 민간부문에서 개발할 수 있는 것들이라도 코스트경쟁에서 앞서있는 분야가 적지 않다. 이 곳의 화이트 샌드는 단연 세계최대의 미사일실험장이다.길이가 1백60㎞,공중공간이 4천2백㎦에 이르는 방대한 공간에 펼쳐져 있다.일본에 원폭을 투하하기 위해 하지 않으면 안됐던 인류최초의 핵실험도 바로 이 곳에서 실시됐다.무려 9천여명의 민·군관계자가 이 곳에서 일을 하고 있다.지난 1년 이 곳의 운영비 4천8백만달러중 3분의1만이 정부예산이었고 나머지 3분의2는 민간부문과 외국정부의 실험용역 의뢰를 받아 충당했다고 이 곳 실험장 최고책임자인 와튼준장은 밝히고 있다.이 실험장은 운영비의 정부예산의존비율을 10%로 낮추는 것이 목표다. 기자들이 이 곳을 방문했을때 일본의 도요타자동차 안전백실험도 여기서 하고 있었는데 공군조종사들의 안전과 관련해서 이 분야실험도 대단히 앞서있다고 실험장은 자랑이다. ○국방관계자 시찰 최근 우리의 관심을 모으고 있는 패트리어트미사일도 이 곳에서 계속 실험되고 있었다.불과 얼마전 한국의 국방관계자들도 이 곳에 와서 걸프전후 개선했다는 신형패트리어트 발사실험을 시찰하고 돌아갔다고 한 관계자가 귀띔했다. 이 곳의 종사자들은 비즈니스에 대단히 철저했다.이날 기자들에게 실험장소개를 했던 한 기술관계책임자는 소개에 이어 기자들과 점심을 같이하게 일정이 돼있었다. 그런데 갑자기 실험의뢰 관련 손님이 왔다며 우리들과의 약속을 취소하고 사라지면서 『비즈니스 퍼스트』(장사가 우선)라며 미안스럽다는 몸짓을 했다.이런 일은 미국사람들의 습관상 드문 일이다. 세계의 모든 분야가 무한경쟁시대에 들어가 있지만 거대한 미국의 첨단군사과학까지 생존을 위해 싸워야 한다는 현실이 우리를 두렵게 한다.

◎냉각재로 물대신 헬륨가스 사용,안전성 높아/방사능 배출 거의없고 군사적 전용도 불가능 방사능 배출이 거의 없고 군사적 전용이 어려울 뿐 아니라 지역사회 등에서 필요한 정도의 소규모 전력생산에 알맞는 소형「헬륨원자로」가 개발돼 관심을 끌고 있다. 원자력정보지에 따르면 최근 미국과 러시아가 공동으로 일반 원전의 20분의1에 해당하는 6만㎾급 소형 헬륨 냉각재 원자로를 개발했다는 것. 이와 관련,MIT대학 개량형 원자로연구소장 로런스 리드스키교수는 『이 원자로는 방사능을 거의 배출하지 않는 헬륨가스를 냉각재로 사용하는 점이 기존 원전과 다르다』며 『원자로에 사용되는 핵연료는 테니스공만한 흑연 공 속에 넣기 때문에 군사용으로 이용될수 없다』고 말했다.또 이 원자로 개발에 참여한 미국 고등물리회사 글렌 시보그회장은 『헬륨원자로는 전력소비가 급성장하면서도 안전하고 공해없는 설비설치가 절실한 개도국등을 위해 개발되었다』고 덧붙였다. 「마르­1」로 이름 붙여진 이 원자로는 미국·독일·러시아 등에서 개발한 고온가스냉각로 기술을 모태로 한 것.대부분의 원자로가 물을 냉각재로 쓰는데 비해 헬륨가스를 냉각재로 쓰는 것이 가장 큰 특징이다.헬륨은 고온에서도 가스상태를 유지할수 있는데다 핵연료 피복재·원자로 구조재 등과 화학반응을 일으키지 않는 안정성을 띠고 있다.따라서 마르­1은 섭씨8백도 이상의 고온상태를 유지할수 있다는 이점 외에도 핵분열시 중성자와 반응해도 방사능 배출이 거의 없다.단상형태의 가스이기 때문에 냉각재의 상변화로 인해 원자로 노심내에서 생길수 있는 문제점을 최소화할수 있으며 소형이어서 설치비용이 싸다.출력밀도및 압력이 일반 원전보다 훨씬 낮아 안전성이 뛰어나고 운전방법도 간단하다. 마르­1의 또다른 특징은 핵연료 형태가 막대 모양이 아닌 공 모양이라는 것. 우라늄235의 농축도가 7∼13%인 저농축우라늄으로 핵연료를 만들어 완충층­열분해탄소­탄화규소 등의 삼중피막을 씌운후 핵연료입자와 흑연을 섞어 지름6㎝.5㎜두께의 흑연공 속에 넣는 방법을 쓰고 있다. 한국원자력연구소 소동섭박사(차세대 유체계통 설계개발 연구)는 『헬륨가스 발전방식은 고온을 유지할수 있는데다 방사능 배출이 거의 없는 것이 장점』이라며 원전 선진국을 목표로 하고 있는 우리나라도 이 분야에 하루빨리 관심을 돌려야 한다고 주장한다.

◎DNA 이용… 오차 1억분의 1/유전자감식법/마약복용 4개월후도 추출 가능/모발이용법 갈수록 지능화돼가는 범죄에 대처하기위해 과학수사기법도 발전을 거듭하고 있다. 유전자 감식법,모발을 이용한 마약감식법,중성자방사화분석등 과학이론을 응용한 수사기법과 적외선야시경,레이저를 이용한 지문감식장비등 최신장비들이 새로 도입되고있다. 대검은 최근 이같은 과학수사기법을 체계화해 풀어쓰고 수사방향을 제시한 과학수사편람을 발간했다. 모발을 이용한 마약감식은 마약 검출기간이 종전의 방법보다 월등히 긴 첨단 감식기법이다. 지금까지 마약검출을 위해 주로 사용된 소변은 1주일이 지나면 마약성분이 나타나지않아 수사에 애를 먹었으나 모발에 포함된 마약성분은 3∼4개월까지도 추출이 가능하다. 따라서 이 수사기법이 보편화되면 마약사범수사에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 대검은 일선 검찰의 감식의뢰가 있을 경우 수시간안에 감정결과를 통보해주는 긴급감식운영체제를 확립하는 한편 다음달부터 이 기법을 본격 도입키로했다. 유전자감식법은 알려진대로 인간의 유전물질인 DNA의 일정부분이 개인에 따라 다른 점을 이용한 감식기법이다. 이 방법은 오차가 최고 1억분의1 정도밖에 안될 만큼 신뢰성이 있어 지문감식에 버금가는 감식법으로 평가받고있고 수사에도 이미 활용돼 증거로 채택되고 있다. 서울에서 있었던 한 간통사건의 경우 경찰에서 혐의를 극구 부인한 피의자들을 송치받은 검찰은 여자의 속옷에 묻은 정액에 대해 유전자를 감식한 결과 남녀의 유전자형이 섞인 상태로 검출돼 이를 증거로 두사람을 구속기소했다. 법원에서도 유전자감식을 증거로 채택,피의자들에게 징역8월에 집행유예 2년을 선고했다. 중성자방사화 분석법이란 연구용원자로의 핵연료에서 생성된 중성자를 대상물질에 충돌시켜 핵반응이 일어나는 과정에서 원소를 확인하는 방법이다. 이 기법은 극히 적은 양의 총탄파편이나 화약가루·모발·페인트·유리등의 성분분석이 가능해 범죄수사의 이용률이 높아지고있다. 대검은 이같은 수사기법의 활용방안과 수사지침이 담긴 편람집 1천5백부를 찍어 일선검찰에배포해 수사에 적극 이용토록 할 계획이다.

◎중력파의 존재 간접증거 제시/일반상대론 엄밀 검증 가능케 올해 노벨물리학상을 받은 미 프린스턴대학교의 조셉 테일러교수(52)와 러셀 헬즈교수(42)는 지난 19 74년 푸에르토리코의 아레시보에서 3백5m짜리 전파망원경을 이용,세계최초로 쌍성펄사(Binary Pulsar)를 발견한 공을 이번에 인정받았다. 이들의 쌍성펄사발견은 현대천체물리학의 새지평을 열었다고 할만큼 획기적인 쾌거였다. 쌍성펄사는 지금까지 은하계안에 약1백50여개가 발견됐으며 일정한 간격으로 전파를 발사,주기적으로 밝았다가 어두워지는 중성자별이다. 또 쌍성펄사는 초신성이 폭발해 생긴 2개의 중성자별이 짝을 이뤄 서로 매우 빠르게 회전하는 별이다. 쌍성펄사의 발견으로 아인슈타인의 일반상대성이론을 엄밀하게 검증할 수 있었을 뿐아니라 중력파의 존재에 대한 간접증거를 제시할 수 있게돼 세계천문학계에서는 획기적인 성과로 평가되고 있다. 특히 회전주기에서 두 별의 질량을 알아낼 수 있고 이들 두별의 진화이론을 검증하는데도 큰 도움을 주는 것으로 알려지고 있다.미 캘리포니아대(샌타바바라)에서 항성역학을 연구중인 부산대 이형목교수(37·지구과학)는 『쌍성펄사는 일정한 주기로 매우 정확하게 회전하기 때문에 회전시 궤도주기의 변화를 정확하게 측정할 경우 일반 상대론의 예측 결과인 중력파 효과를 검출할 수 있다』고 설명했다. 테일러교수는 쌍성펄사 발견 당시인 지난 74년 매사추세츠대 교수였고 헬즈는 연구를 돕던 제자였다.

「펄사(Pulsar)」는 별이 수명을 다해 폭발할 때 껍데기 부분이 없어지고 중심부 핵만 남아 응축되면서 생기는 중성자로만 이루어져 강한 중력을 갖고있는 별이다. 이 중성자 별은 하루에 한번씩 자전하는 지구와는 달리 초당 수십내지 수백번의 엄청난 속도로 회전하는 성질을 갖고있어 회전수와 같은 횟수로 깜박거리는 빛을 발산한다. 「펄사」라는 말은 이처럼 일정한 주기로 빠르게 깜박거리는 별이란 뜻에서 유래됐으며 어떤 「펄사」가 초당 몇번 자전하는지는 빛의 점멸회수를 세어 알게 된 것이다. 또 「쌍성 펄사(Binary Pulsar)」는 두개의 「펄사」가 가까이 접근해 있는 것을 말하는 것으로 이들 사이에는 두 「펄사」의 중력이 합쳐져 엄청난 힘이 존재하며 이곳이 바로 아인슈타인의 상대성이론이 맞는지 여부를 판가름할 수있는 「중력파」가 존재하는 것으로 추정되고 있다.

도쿄올림픽이 열렸던 64년 10월 10일부터 24일까지 보름동안 공산대국인 소련과 중국은 각기 하나씩 세계를 진동시킬 중대 뉴스를 쏟아냈다.그 하나는 10월 15일 흐르시초프가 쿠데타로 실각된 사실이며,다른 하나는 바로 그 다음날인 16일 중국이 첫 핵실험을 성공시켜 5대 핵보유 강국대열에 진입했다는 뉴스였다.이 때문에 축제분위기가 무르익어가던 도쿄올림픽을 맥빠지게 하고 잠시나마 세계를 공포분위기로 몰아넣었었다. 그로부터 19년이 가까워진 지난 17일 미국의 클린턴 대통령은 중국이 핵실험을 재개할 움직임을 보이고 있다며 『그같은 일에서 손을 떼길 바란다』고 경고했다.몬테카를로에서 2천년올림픽 개최지를 투표로 결정하기 바로 5일전이었다. 중국은 이 투표에서 두표차이로 패배했다.과반수 득표자가 없어 네차례나 계속된 투표에서 북경은 처음 32대 30으로 시드니를 앞선후 계속 3차례나 선두를 달리다가 마지막 투표에서 43대 45로 역전되는 불운을 겪었다.이때 현지에서 올림픽 유치작전을 지휘했던 이남청부총리나 진희동대표단장은 2표의 의미를 생각하며 클린턴 대통령을 머리에 떠올렸을지도 모른다. 『그 자는 이 중요한 시기에 왜 그런 소릴 했을까.그는 왜 우리가 하는 일에 재를 뿌리는가』 중국은 지난 88년 9월 28일 서울올림픽이 한창일때도 잠수함에서 중성자탄을 발사,폭발시키는 실험을 처음으로 성공시킨바 있다. 그러고 보면 중국의 핵무기와 올림픽은 악연이 많은 셈이다.앞으로도 미국이 예측한대로 수일내로 핵실험을 재개한다면 많은 호사가들은 『중국이 올림픽 패배의 분풀이로 핵폭탄을 터뜨렸다』고 떠들어 댈지도 모른다. 거기에다 세계는 요즘 핵감축으로 줄달음쳐 왔다.지난 7월 미국이 핵실험 유예조치를 발표했고 러시아나 영국 프랑스도 핵실험을 먼저 재개하는 나라가 되지 않겠다고 다짐하고 있다. 중국도 그동안 한반도의 비핵화를 강조하면서 북한의 핵사찰 수락을 설득해온 사실을 우리는 알고 있다.그런 중국이 남에겐 핵을 갖지 말도록 당부하면서 자기만은 게속 더 좋은 무기를 갖겠다며 핵실험을 재개하는 그런 파렴치한 짓을 삼가길 바랄뿐이다.

유리컵에 2개의 양파를 싹이 트도록 담가 놓는다.이중 한 양파는 계속 잘 자라라고 격려하고 다른 양파에게는 자라지 말라고 야단만 계속 친다. 얼마후 그 결과는 그대로 나타나 한쪽은 훤칠하게 자란 반면 다른 쪽은 불쌍하게도 거의 자라지 못했다.이것은 정신력이 물질에게까지도 얼마나 영향을 미치는가에 대한 기초적인 실험이다.이런 현상을 많은 사람이 인정한다. 단지 이것은 물리적으로 어떻게 설명할 수 있느냐 하는 것이 의문이었다. 나는 우연히 몇년전 도쿄의 한 서점에서 이런 내용의 책을 구할 수 있었다. 미국의 한 물리학 석학이 아인슈타인이 정립한 물리학의 한계를 넘어서려고 평생을 바쳤다. 그는 양자,중성자,전자를 나누어 소립자와 「쿼크」라는 단위까지 발견한 현대 물리학의 한계를 넘어 「쿼크」를 다시 나누었다.그 결과 거기에는 어떤 물질이 있는 것이 아니고 놀랍게도 에너지를 띤 파동만이 있을 뿐이었다. 그는 이런 현상이 불교에서 말하는 『모든 물체는 없는 것과 같다』는 『색즉시공』이라는 원리와 어떤 관련이 있는가를알아보려고 일본의 한 고승과 만난다. 이것을 보고 정신력의 파동이 물질의 파동에 영향을 미칠지도 모른다는 생각이 들었다.사실 국민의 정신력이 모아지고 지지를 받을 수 있느냐의 여부는 정책이나 사업의 성패에 직접적이고도 결정적인 역할을 한다. 최근 기종선정 평가작업이 공정하게 끝난 것을 계기로 고속철도에 대한 국민들의 이해가 넓어지고 있다는 점과,더욱이 호남고속철도 건설의 결정은 우리들을 상당히 고무시킨다. 며칠전 자정을 넘어 나는 건설본부장과 같이 차를 타고 집에 가면서 소년단원처럼 이렇게 다짐한 적이 있다. 『경부고속철도를 완벽하게 시공하자.그리고 그동안 준비하여 오던 호남고속철도 건설을 위한 조사사업을 다시한번 철저하게 다져 나가자.그러면 이 다음 노선은 신의주노선이 될지 모른다』고.

◎흑연감속·가스냉각로등 구형 주종/연료사용 5개월후 플루토늄 추출 제네바회담에서 미국측이 북한이 보유한 기존원자로를 경수로로 교체해 지원해주기로 합의함에 따라 경수로형 원자로에 대해 관심이 쏠리고 있다. 현재 북한의 보유 원자로는 흑연감속로 2기(5천㎾의 영변발전소 1호기­86년부터 운전중,5만㎾의 영변2호기­96년 가동예정)와 북한이 독자설계한 가스냉각로인 태천1호기(20만㎾­96년 완공)및 구소련이 기술을 제공한 것으로 알려진 총발전량 65만㎾의 가압경수로형의 신포 1·2·3호기등이 개발중인 것으로 알려지고 있다. 이번 회담에서 미국은 시설이 낙후되었으며 군사적 목적으로 쓰일 가능성이 있는,연구용을 표방한 영변의 흑연감속로를 가압경수로형으로 바꿔주는 조건에 동의한 것으로 보인다. 천연우라늄을 연료로 쓰는 흑연감속로는 흑연을 감속재로,이산화탄소를 냉각재로 사용하는 원자로다. 2차세계대전 당시 영국 미국등에서 개발했으나 군사적 목적의 이용효과가 떨어져 현재는 폐기처분한 상태이나 북한은 이를 채택,사용하고 있다.이 스타일은 우라늄235를 연료로 장전한후 조사하면 5개월정도 이후에는 순도가 95%에 달하는 플루토늄239를 추출할 수 있다.플루토늄239는 바로 원자폭탄의 원료다.북한은 사용후 핵연료를 방사화학실험실에서 재처리해 플루토늄을 추출할 연구를 해온 것으로 보인다.미국은 이렇게 마음만 먹는다면 언제든지 핵무기를 만들 수 있는 북한의 상황을 우려,국제원자력기구의 사찰을 받는 조건으로 경수로형으로 전환해준다는 것. 현재 우리나라에는 가동중인 9기의 원자력발전소 가운데 8기가 경수로형이다.가압경수로형은 우라늄235의 함유율이 2∼4%인 저농축우라늄을 연료로 쓰며 냉각재와 핵분열연쇄반응이 잘 일어날 수 있도록 중성자의 속도를 늦춰주는 감속재로 일반물을 쓴다.가압경수로형의 건설비용은 1기당 1조5천억원정도며 공기는 70개월정도가 소요된다. 우리나라는 지금 약75%의 원전 기술을 확보하고 있으며 핵심기술이라 할 노심 설계기술등만 외국에 의존하고 있다. 이번 제네바회담 결과에 대해 국내의 원자력전문가들은 『체르노빌사고이후 국제원자력기구가 불가리아등 동구권의 노후된 위험한 원자로를 교체해 주는데 동유럽국가들의 취약한 경제 사정을 고려해 국제원자력기구의 특별자금을 지원해준 경우가 있다』며 『북한의 원자력의 평화적 이용 의지가 확실할 경우 국제원자력기구가 재정을 지원하고 남한의 원자력기술로 북한의 원자력발전소 건설을 맡는 것을 고려해볼 만하다』고 밝힌다.

핵연료에는 두가지 물질이 있다.하나는 중성자를 흡수하면 바로 핵반응을 일으킬 수 있는 핵분열성 물질로서 우라늄 235(U­235)와 플루토늄 239(Pu­239)등을 말하고 다른 하나는 중성자를 흡수하면 바로 핵반응은 일으킬 수 없지만 앞의 핵분열성 물질로 바뀌는 핵원료성 물질로서 우라늄 238과 토륨 232와 같은 물질을 말한다.지구상에 자연적으로 존재하는 핵분열성 물질로는 U­235가 유일하며 플루토늄과 같은 기타 동위원소는 원자로등에서의 핵반응에 의해서만 생성될 수 있다.즉 원자로 핵연료의 약97%에 해당하는 우라늄 238이 중성자를 흡수하여 PU­239로 전환되는 것이다. 원자로로 부터 핵폭탄의 원료가 되는 플루토늄을 추출한다는 말은 그렇게 생성된 PU­239가 중성자를 흡수하여 다른 안정된 물질로 바뀌기 전,핵연료내 농도가 가장 높을 때 이를 핵연료로부터 분리,추출함을 말한다.이러한 PU­239는 핵폭탄의 원료로 가장 적합하고 흡입시 인체에 미치는 해도 크기 때문에 매우 위험한 물질임에는 틀림없으나 한편 이것은 고속증식로에 우라늄과혼합하여 다시 연료로 사용할 수도 있다.또한 플루토늄은 자연붕괴하는데는 오랜 시간(몇만년)이 걸리기 때문에 이것을 함유하고 있는 원전 사용후핵연료를 처분하는데는 많은 어려움이 있다. 결국 문제의 플루토늄은 원자로에서 생성되고 원자력발전을 계속하는한 그것을 함유하고 있는 사용후핵연료의 축적은 피할 수 없다.그러면 원자력을 포기하는 것외에는 방법이 없는가? 그러나 계속적인 전력수요중대,자원의 한정과 원전의 장점(깨끗한 에너지)상 그럴 수는 없다.따라서 유일하고 가장 안전하게 플루토늄을 제거할 수 있는 방법은 자기가 태어난 원자료에 넣어 다시 태우는 수밖에 없다.그러기 위해서는 사용후핵연료를 재처리해야만 하고,이 경우 폐기물처분은 물론 부가적으로 절대적인 양(약95%)으로 잔존하고 있는 우라늄도 재사용할 수 있어 자원 활용의 극대화에도 크게 부합된다. 그리고 또하나 세계적으로 크게 문제가 되고 있는 것은 미·소간 군비축소에 따라 해체된 핵탄두에서 나온 플루토늄이다.앞으로 러시아에서만도 약 2만개의 핵탄두가 해체될 예정이며 현재에도 무기용 플루토늄을 약 100t가량 보유하고 있는 것으로 추정된다. 따라서 원자력발전에서 가장 문제가 되는 폐기물을 효과적으로 처분하고 우라늄의 이용을 극대화하기 위해서라도 비록 늦었지만 우리나라도 재처리에 대한 기초기술 연구를 활성화하여야 할 것이다.

공학박사를 영어로는 Ph.D(Doctorof Philosophy)라고 표기한다.즉 예전에는 수학이나 과학등이 현인들의 논리나 손끝에서 시작하여 현세에 이어져 왔기에 고도로 분업화된 현대에서도 이 용어가 그대로 사용되고 있다.세인의 관심을 끌고 있는 원자력의 근원이 되는 원자(아톰)도 기원전 그리스의 웃음철학자인 데모크리토스가 세상의 물질을 쪼개고 쪼개면 더이상 쪼갤(토모스)수 없는(아) 입자가 될것이라 가정하고 이를 아토모스로 이름지었다. 그후 1803년 영국의 달톤이 아톰이라 정식 명명한후 오늘에 이르러 지구상에 모두 1백5개의 원자가 존재함이 발견되었고 물론 이 원자도 보다 더 작은 미립자로 구성되어 있음이 근대에 와서 알려졌다.그러나 이 보이지도 않으면서 우리 주위의 모든것을 구성하고 있는 아톰의 존재와 특이한 활동이 대중에게 알려지게 된것은 18 95년 뢴트겐이 X선을,1898년 퀴리부인이 라듐을 발견함으로써 방사능의 존재가 알려지면서 시작되었다. 그러다 1942년 이 아톰이 시카고대학 축구장 관객석 밑에서 마치 불의 신 프로메테우스인양 우리에게 조용히 제3의 불을 건네주게 된다.즉 페르미교수에 의해 제작된 CP­1 원자로에서 세계 최초로 U235로서 제어된 핵반응을 성공시켰던 것이다.이 핵반응은 U235라고 하는 무거운 아톰이 중성자를 흡수하여 두개의 가벼운 아톰으로 깨어지면서 에너지를 방출하고 2∼3개의 다른 중성자를 방출하면 이들 중성자가 주위의 다른 U235를 다시 연쇄적으로 쪼개어 순간적으로 막대한 에너지를 내는것을 말한다. 그러나 원자로가 원자폭탄과 다른점은 이 반응에서 나오는 중성자의 수를 조절하여 연쇄반응의 속도를 제어함으로써 원자력을 평화적으로 이용하는 장치라는 점이다. U235아톰 1g의 힘은 석탄 3t을 태웠을때 낼수 있는 힘과 같고(3백만배),이것을 무기로 사용할 경우 TNT폭약 약20t의 위력이된다.이러한 작은 거인 아톰을 최초로 전력생산에 이용한 것은 미국의 쉼핑포트발전소로 이를 시작으로 현재 우리나라의 14기를 포함하여 세계적으로는 총 5백17기가 운전및 건설중에 있어 우리나라 전력의 약50%,세계로는 약18%를 원자력으로 생산하고 있다.앞으로 이 작은 거인을 공포의 대상이 아닌 생활의 동반자나 부속물로 유익하게 이용하기 위해서는 그 본질의 이해와 친숙해짐이 무엇보다도 중요하다.

◎미 과학자들,「우주의 포격」 심각성 부각 경종/혜성 등 2천여개 지구 존재 위협/지름 1㎞이하인 것만 수억개 넘어/핵미사일 동원 파괴방안 등 주장 「지구를 향해 오는 거대한 소행성과 혜성들」「이것이 몰고올 지구의 재앙을 속수무책으로 맞이해야만 하는가」 타임지 최근호에 따르면 미국 과학자들은 이른바 「우주의 포격」으로부터 지구의 방어를 위한 구체적인 대책안을 마련하는등 문제의 심각성을 부각시키고 있다. 과학자들은 40억년전 공룡과 식물등 지구상의 생명체의 멸종은 오랜 기간 계속된 기후의 변화와 화산등에 의한 것이 아닌 지구를 강타한 소행성때문이라고 주장한다. 즉 소행성의 지구와의 충돌은 지구의 분화구를 폭발시키고 주변의 먼지를 일으켜 이 때문에 햇빛이 차단되고 기온이 떨어져 암흑과 추위를 몰고 왔다는 것이다. 6천5백만년전 공룡등 생명체를 사라지게 한 증거로 지난해 발견된 멕시코 유카탄반도 북쪽에 있는 1백76㎞에 이르는 분화구를 들고 있다. 그러나 문제는 이같이 지구의 파멸을 가져올 혜성등의 추락은 언제나 존재하며 실제 나타나고 있다는 것이다. 미항공우주국(NASA)은 지난1월 지구를 스쳐지나는 아령모양을 한 6.4㎞의 소행성사진을 공개했다. 과학자들은 또 지금까지 관찰결과 지구를 위협할만 한 크기의 1백여개가 발견되었으며 아직 드러나지 않은 것도 2천개 이상이 될 것이라고 추정했다. 이밖에 지엽적으로 위협할수 있는 직경 1백m∼1㎞쯤 되는 소행성은 수억개에 달한다고 했다. 따라서 과학자들은 『현재 우리는 혜성의 공격으로부터 지구를 구할 충분한 능력을 갖추고 있며 바로 지금이 이 위험에 대비할 때』라고 강조한다. 이들은 혜성들을 관찰하기 위한 첨단 천체망원경과 혜성등을 파괴하거나 운행궤도를 바꿀 스타워즈기술및 미사일등의 장비 마련을 요구하고 있다. 이들은 구체적인 방안까지 제시하고 있다. 2.5m의 첨단망원경 6기를 북반구와 남반구에 각각 3기씩 설치,지구궤도에 들어오는 물체를 관찰·추적·형상화한다. 이어 소행성의 크기·모양·구성체등을 정확히 파악해 핵탄두 미사일이나 중성자탄등을 이용,파괴시키거나 궤도를수정시켜야 한다는 것이다. 한편 미국 국무성은 실제 언젠가 닥칠 혜성등의 위험에 대비,오는 94년까지 감지기와 우주항공장비를 실험하는 「클레멘타인」계획을 추진하고 있다. 이와함께 미국 의회에서도 과학자들이 제기한 「소행성의 공격」안에 대해 신중히 검토,의제로 채택할 움직임을 보이고 있는 실정이다.

◎핵분열 연쇄반응 실험성공 50돌에/과기의 최대목표는 자연과의 조화/원자력 이용에 대한 공개논의·불안해소 절실 『이탈리아출신 조종사가 새로운 세계에 착륙하였습니다』 1942년12월2일 시카고대학교 금속연구사업 책임자 아서 컴프톤(Compton)박사는 하버드대학교 총장 제임스 코난트(Conant)박사에게 감격에 찬 목소리로 보고하였다.이는 시카고대학교 운동장에 설치한 세계 최초의 원자로인 CP­1의 성공적인 실험을 알리는 암호문이었다.CP­1 원자로는 핵분열반응이 연쇄적으로 일어날 수 있는가를 실증하기 위하여 설계 제작되었으며 핵분열연쇄반응이 가능하다는 것은 바로 원자력의 가능성을 의미하는 것이기 때문이다.이 역사적인 실험의 성공으로 원자력시대는 개막되었던 것이다. ○세계발전량의 17% 이탈리아출신 물리학자 엔리코 페르미(Fermi)의 지휘아래 이루어진 이 실험에는 49명의 학자들이 중성자 계측기의 빨라져가는 신호음에 긴장하면서 무거운 침묵속에 움직이고 있었다.캐나다 출신의 젊은 과학자 월터 진(Walter Zinn)이 페르미의 지시에 따라 조심스럽게 중성자의 수가 늘어가도록 제어봉을 빼냈다.잠시 후 중성자계측기는 연속적인 신호음을 폭발적으로 증폭시킴으로서 끊임없는 연쇄반응의 성공을 알리는 것이었다. 시카고대학에서 페르미의 성공이 있은 지 10년도 지나지 않아 원자력 발전에 의한 첫번째 전등이 켜진 것은 한국전쟁이 한참인 1951년12월20일에 EBR­1이라는 아이다호주에 위치한 원자력연구소 실험로에서였다.이때의 실험 책임자는 페르미의 오른팔로 시카고 실험을 수행한 월터 진박사이다.이후 5년내에 본격적인 원자력발전소들이 건설되기 시작하였으며 전세계로 번져나가 우리나라도 이제는 거의 전력의 절반을 원자력에 의존하게 되었다.이제 전세계에는 4백20개가 넘는 원자력발전소가 운전가동되고 있으며 여기서 발전되는 전기는 전세계 발전량의 17%를 넘어서고 있다.원자력은 에너지원으로서 절대적인 위치를 갖게 되었고 프랑스와 벨기에 같은 나라는 총 전력의 75%이상을 원자력에 의존하고 있다.특히 최근에는 에너지 소비가 증가되고 화석연료에 의한 환경오염으로 지구 온난화 현상이 심화되며 산성비로 말미암아 지구 생태계가 직접적인 손실을 받게 되자 깨끗한 에너지로서 원자력의 중요성이 높아지고 있다. 지난 11월16일부터 일주일간 시카고에서는 전세계 원자력전문가들이 한자리에 모여 페르미의 CP­1 실험성공 50주년을 기리는 기념학술대회를 열고 원자력의 과거와 현재 및 미래를 점검해 보는 뜻깊은 행사를 가졌다. 원자력의 발견은 단순한 우연이 아니었으며 진리를 찾아 주야로 골몰하였던 과학기술자들의 귀중한 창조물이었다.질량과 에너지의 동등성을 증명한 아인슈타인(Einstein),원자핵의 구조를 규명한 러더포드(Rutherford),핵분열현상을 처음으로 관측한 한(Hahn)과 스트라스만(Strassman),연쇄반응의 가능성을 처음 예측한 질라드(Szilard)등은 모두 원자력의 발견과 개발에 없어서는 안될 공헌을 한 것이다.이들의 공헌은 현대과학 기술문명과 함께 영원히 기억될 것이다. 이번 학술대회에서는 원자력의 활용부진을 신랄하게 비판하는 선배과학자들의 질책이 있었다.화석연료를 사용함으로써 필연적으로 발생되는 환경오염 문제를 해결하고,장기적으로 안정적인 에너지원을 확보하기 위해서는 원자력의 활용이 절실한 상황임에도 불구하고 원자력 행정에 대한 국민적 신뢰를 얻지 못한 이유는 국민적 이해증진을 위한 노력의 부족,안전규제의 비현실적인 관료성,폐기물 처리시설 미비 등 행정책임자들의 현실을 무시한 안이한 자세 때문이라는 것이다.이러한 관점에서 볼때 우리가 맞이할 정치지도자는 원자력의 이용에 관한 공개적 논의와 책임있는 행정을 펼 수 있어서 국민들을 근거없는 불안감으로부터 벗어나게 하고,개발된 원자력 안전기술의 철저한 적용과 완벽한 방사능 폐기물 처리시설을 실질적으로 확보하여 국민적 신뢰를 받을 수 있어야 한다는 것이다. 그러나 후학으로서 필자의 마음을 무겁게 한 것은 과학기술자의 도덕적 책임감에 대한 반성이다.지금까지 원자력의 안전성은 메커니즘의 신뢰성을 강조함으로써 일반 시민의 정서적 문제를 수리적으로만 해결하는데 집착하지 않았나 하는 생각이다.다행히 앞으로의 원자력 기술개발 경향은 자연현상을 따르는 피동 안전원리(Passive Safety Concept)에 입각함으로써 일반 국민에게 보다 친근하고 자연스러운 기술이해가 가능할 것으로 기대된다. ○현대문명 미래 달려 과학기술은 인간의 자연적 한계를 극복하여 활동범위를 확대시켜 주지만 궁극적으로 인간이 과학기술을 통하여 자연 그 자체를 뛰어넘을 수는 없다.대자연과의 조화가 현대과학 기술문명이 추구하는 최대의 목표가 되는 것도 이러한 사실을 그동안의 경험으로부터 충분히 배워왔기 때문이다.일방적인 과학기술의 무분별한 활용이 아니라 신기술의 활용이 자연과 조화되도록 더욱 개선하고 적응시켜야 한다는 것이다.원자력은 현대과학 기술의 총아로서 이의 활용이 적극적으로 활성화된다면 장기적으로 현대문명의 영속가능성을 보장하는 계기가 될 것이다.원자력은 아직도 초창기에 있다할 수 있기 때문에 오늘날 원자력을 개발하고 활용하는 나라는 21세기 에너지개발의 선진국이 되리라는 결론도 이번 학술대회에서의 엄두에 두어야 할 결론이라 하겠다.

◎흑연감속원자로 우라늄 등 이용 성공 2일은 세계 역사상 최초로 인공 핵분열연쇄반응을 일으킨지 50년이 되는 날이다.1942년 12월2일 시카고대학에서 일단의 과학자들은 엔리코 페르미(이탈리아출신 미국망명)가 조립한 원자로에서 약 1◎의 출력으로 임계상태와 연쇄반응을 지속시키는데 성공했다.인류역사상 처음으로 원자의 불을 점화할 수 있게 된 것이다. 페르미가 조립한 원자로는 흑연감속원자로로 6t의 금속과 51t의 산화물로 된 천연우라늄연료와 4백t의 흑연감속재로 구성돼 있었다. 페르미의 성공은 18 95년 독일 렌트겐의 X선 발견등 선배과학자들의 업적에 힘입은 것이다.X선의 발견을 계기로 프랑스와 영국의 과학자들은 우라늄의 방사능과 라듐,원자핵 파괴,중성자,인공방사능현상 등을 차례로 발견했으며 특히 제2차 세계대전이 일어나기 직전인 1938년 독일의 화학자 오토 한과 슈트라스만은 우라늄의 핵분열 현상을 발견했다.이 소식은 공동연구자였던 스웨덴망명 여성물리학자 마이트너에게 알려졌으며 미국에도 극비리에 정보가 전해졌다.페르미는 이 정보를 안 즉시 우라늄의 핵분열과정에서 방출한 에너지를 이용하기 위한 연구에 들어갔다. 그결과 지속적인 핵분열의 연쇄반응에 의해 우라늄은 군사적 목적이나 산업등 평화적인데 모두 쓰일 수 있다는 것이 판명됐으며 당시 정세는 독일보다 앞선 원자폭탄 제조쪽으로 기울어 41년12월 원자폭탄제조계획(맨해턴계획)이 루스벨트대통령에 의해 확정되었다.

◎동북아,천문학연구 새 지역 부상/내일부터 대전서 6개국학자 130명 모여 국제회의/고감도 전파수신 등 신기술 첫선/우주유기물 80여종 발견 성과도/45m·14m 망원경 가동,우주신비 벗기기 “구슬땀” 동북아지역이 밀리미터파천문학 적외선천문학등 최신 전파천문학의 새로운 연구센터로 발돋움하고 있다. 지금까지 전파천문학연구는 고가의 장비와 고난도의 수신기술,거대한 연구규모등으로 인해 미국 유럽등 서구 선진국들이 독점하다시피 해 왔다. 그러나 최근 일본 한국 중국등 동북아지역국가들이 전파망원경등 장비를 차례로 갖춰 나가고 지역협력을 강화해 가기 시작함으로써 이 지역이 새로운 연구중심지로 부각될 전망이다. 2일부터 7일까지 6일간 한국천문대및 천문학회주최로 대전 아드리아호텔에서 열리는 「제2차 밀리미터파및 적외선천문학 동북아지역 국제회의」는 이같은 분위기를 반영하는 대표적인 행사로 천문학계의 관심이 쏠리고 있다. 지난 90년 중국의 제1차회의에 이어 두번째로 열리는 이번 회의에는 한국을 비롯한 중국 일본 대만 미국등 6개국 천문학자 1백30여명이 참가,최신 관측기기와 밀리미터파및 전파천문학 연구결과에 대한 논문 40여편을 발표한다. 이번회의는 특히 45ⓜ 전파망원경을 갖고있는 일본의 천체의 화학조성및 화학진화,별탄생,우리은하계의 구조등에 관한 세계수준의 연구결과와 최근 14ⓜ 전파망원경을 본격 가동하기 시작한 한국 중국의 관측결과들이 발표돼 활발한 토론이 예상되며 기기개발분야에서는 인공위성등 첨단과학기술을 이용한 고감도 고정밀 전파수신기술들이 소개돼 천문학은 물론 우주통신 레이더 원격탐사부분 전자공학 연구자들의 관심을 끌것으로 예상된다. 전파천문학은 우주의 여러 천체로부터 방출되는 전파를 전파망원경으로 관측,그 결과를 분석함으로써 별의 생성과 소멸,은하계의 구조와 운동등을 밝히는 학문이다.성운,별의 대기,은하등에서 방출되는 전파는 이들천체내에 존재하는 각종 원자나 분자들이 하나의 에너지상태에서 다른 에너지상태로 옮겨갈때 남는 에너지가 전파의 형태로 방출되는 것으로 19 31년에 처음 발견돼 60년대이후 전자공학의 발달과 함께 천문학사에 획기적인 대발견들을 이룩해냈다.현재 인류가 발견한 천체중 가장 원거리에 있으면서 빛의 속도에 가깝게 팽창하고 있는 퀘사와 고속으로 회전하는 중성자별,우주탄생의 기원을 말해주는 대폭발(빅뱅)의 우주배경복사 전파,현재 별탄생이 진행되고 있는 극저온의 분자운과 우주에서의 생명체 탄생 가능성을 시사해주는 여러종류의 유기물질을 포함한 80여종의 성간분자등이 우주전파의 관측을 통해 발견된 것들이다.이같은 발견은 종전의 빛을 통한 광학적인 관측수단으로는 볼수없었던 전혀 새로운 현상들로 인간의 우주관을 급격히 확대시키고 우주의 신비를 벗겨주는 획기적 계기를 제공했다. 전파는 파장에 따라 미터파,센티미터파,밀리미터파로 나눠지며 밀리미터파천문학은 이들중 파장이 가장 짧은 밀리미터파영역을 통해서 천체를 관측하는 분야다.적외선천문학은 가시광 영역과 전파사이에 놓여있는 적외선영역(파장 0.7∼1천 마이크로미터)을 통한 천체관측연구.미국 유럽등의 천문학계는 이를 위한 전파망원경을 다투어 설치하는 외에 세계각지의 전파망원경을 연결하는 초장기선 전파간섭계 계획,우주공간에 전파망원경을 띄워 지상과 연결하는 우주 초장기선 전파간섭계 계획등을 추진,전파천문학 연구를 심화시켜왔다. 그러나 동북아시아권에서는 80년대에 45m 전파망원경과 10m×6기 전파간섭계를 건설한 일본정도가 새로운 성간분자 발견등 세계수준의 연구성과를 내놓았던 실정.박홍서천문대장은 『이제 한·중·일 3국이 대형장비를 갖추고 공동연구체제를 구축한 만큼 본격적인 연구활성화가 기대된다』고 밝혔다.

◎노벨화학상/전자이동속도 정량화 개가/물리/데이터 분석속도 획기적 단축/화학/빛 이용한 식물의 성장 등 규명 ▷물리학◁ 92년 노벨물리학상 수상자로 선정된 유럽물리연구소(CERN)의 조르주 샤르팍박사(68)는 획기적인 성능의 가속기 입자검출 장치를 개발함으로써 현대 입자물리학 발전에 결정적 공헌을 한 인물이다. 고에너지 실험물리학은 물질의 궁극적인 구조를 밝히기 위해 입자를 높은 에너지로 가속,충돌시켜 여기서 나오는 새로운 입자를 관찰하는 방법을 이용한다.물질을 고에너지로 충돌시키는 장치가 가속기이며 발생된 입자의 모양(에너지와 운동량)을 알아내는게 입자검출장치이다. 샤르팍 박사가 68년 개발한 입자검출장치 「다중선 비례계수기」(Multi Wire Professional Chamber)는 분석된 데이터를 바로 컴퓨터에 연결시킬수있게 함으로써 데이터분석속도를 획기적으로 단축한 것이었다.즉 종전의 입자검출장치는 데이터가 영상으로 나와 수작업으로 분석하는 과정을 거쳐야 했으나 그가 개발한 장치는 측정값이 전기적인 신호(시그널)로 나와 곧바로 컴퓨터분석을 가능케한 것이다. 이 장치는 이후 20여년동안 계속 발전돼 대형 가속기들의 필수적인 장치가 됐으며 이의 발전에 힘입어 현대 입자물리학의 업적으로 평가되는 새로운 소립자들이 속속 발견됐다. 고려대 물리학과 강주상교수는 『76년과 84년 새로운 입자발견으로 노벨상을 탄 이론물리학자들의 업적은 샤르팍박사의 연구에 힘입은 바 크다』면서 『베타붕괴의 기본입자인 w입자와 Z입자의 발견은 그 대표적인 사례에 속한다』고 말했다. 이밖에도 그의 업적은 물리학 이외의 분야에도 응용돼 X선 탐지,단백질 결정구조 연구,핵의학등에도 활용되고 있다. 파리 고등물리화학학교교수로도 재직중인 그는 프랑스국적을 가진 폴란드인으로 85년에는 프랑스과학아카데미 회원자격을 획득했으며 89년에는 유럽물리학회가 주는 고에너지 입자물리학상을 수상하기도 했다.한편 프랑스인에게 물리학상이 돌아간 것은 이번이 9번째이며 근년들어 입자물리학부문에서 수상자가 나온 것은 90년 전자와 양자 및 중성자에 관한 연구로 미국과 캐나다 과학자 3인이 선정된 이래 이번이 두번째이다. ▷화학◁ 노벨화학상 수상자로 선정된 미 캘리포니아 공대 루돌프 마커스교수(69)의 「전자전달반응이론」은 전자가 산화하는 반응의 주된 메커니즘을 수치적으로 정립한 것이다.이 이론에 따라 식물의 성장등 광합성과 신진대사등의 생화학반응을 해석하는데 한걸음 다가서게 됐다.마커스교수가 지난 56년부터 10년간에 걸쳐 연구한 이 이론은 두개의 분자 사이에서 전자가 이동하는 과정에 관한 것으로 반응분자의 진동운동이나 주변용매분자의 이완운동이 미치는 영향을 수학적 모델로 기술한 것이다.즉 하나의 전자가 동일한 에너지를 갖고 있는 두개의 분자사이에서 이동할때 발생하는 에너지의 변화를 계산할 수 있게 한것으로 마커스교수에 의해 비로소 수치적으로 완성된 것이다. 마커스교수는 지금까지 이론화학자 가운데 가장 많은 업적을 쌓은 학자로 평가 받고 있다. 즉 단분자 붕괴반응속도이론 가운데 하나인 RRKM이론의 정립과 함께 분자내의 에너지전달반응,화학반응속도의 준고전적 이론등을 제안한 대표적인 이론화학자다. 마커스교수는 지난23년 캐나다 몬트리얼에서 출생,멕길대에서 박사학위를 받은뒤 미국의 브루클린대,일리노이대 등을 거쳐 78년이후 캘리포니아대 공대 교수로 있으면서 이 이론을 연구해 왔다. 서울대 자연과학대 화학과 이상엽교수(37)는 『마커스교수의 이론은 전자전달을 행하는 화학반응을 수치적으로 기술한 중요한 이론』이라면서 『그러나 아직도 반응속도이론 가운데 한 분야이므로 더욱 검증을 위한 연구가 진행되어야할 것』이라고 말했다.

자연과학은 실증주의 자연관에 입각하여 발전해 왔다.즉 과학이론은 형식적으로는 가설을 출발점으로 하여 연역적 방법에 의해 결론에 도달하는 체계를 지니고 있으나 그 가설은 언제나 경험적으로 검증되어야 한다.다시 말해서 어떤 가설에서 출발하여 연역적으로 유도되는 결론은 반드시 실험적으로 입증되어야 하며 또한 가설도 입증된 사실에 입각하여 세워져야 한다는 것이다.특히 정밀 과학인 물리학은 긴 세월동안 이러한 흐름속에서 발전되었다.그러나 최근에 이러한 흐름에 이변이 생기고 있다.그 예로서 현대 물리학에서 인식방법의 한 단편을 부각시켜 보기로 한다.1950년대에 물질의 기본 구성요소로서 소립자가 너무나 많이 발견되었다.기본 소립자라 하면 옛날 희랍 철학자들이 우주가 몇개의 기본 원소로 구성되어 있다고 갈파한 바와 같이 몇개라야 될 것이다.그러나 3백개 이상 발견된다면 이미 그것들은 기본 소립자로서의 의미를 잃게 된다.그래서 1964년 캘리포니아 공과대학의 겔만 교수와 스위스에 있는 유럽 공동 핵물리학 연구소에 근무했던츠봐이크 박사에 의해 「쿼크」란 새로운 가상적 기본입자 개념이 도입되었다.이 개념을 이용하면 소립자간에 일어나는 물리 현상들이 놀랍게도 잘 설명된다.예로서 중성자나 양성자 같은 핵자는 3개의 쿼크로 구성되어 있다.이 모형으로 핵자들의 물리적 성질 즉 전기적 자기적 성질이 잘 설명되며 핵자의 크기도 실험치와 잘 일치하는 값들을 얻을 수 있다.3백개 이상이 되는 소립자들은 몇개의 기본 입자(쿼크와 중성미자)로 구성되어 있는 것으로 결론지을 수 있게 된다.이와같이 복잡한 자연현상을 대단히 간단한 원리에 의해 이해하려는 것이 물리학의 기본 자세이며 다만 그 논리에 객관성과 실증적 뒷받침이 요구된다.이러한 한 측면에서 쿼크개념은 성공하였다.그러나 묘하게도 단독적으로 존재하는 쿼크를 실험적으로 발견하는 데에는 실패하였다.역사적으로 발견되지 않는 입자는 실체로서 받아들여지지 않았다.쿼크 개념의 창시자인 겔만 교수도 쿼크는 소립자의 물리적 성질을 설명하기 위한 가상적 입자에 지나지 않는다고 하였다.그러나 쿼크 개념은 소립자간의 물리현상을 너무나 잘 설명하고 있기 때문에 물리학자들은 쿼크를 가상적 입자로 보기 보다는 서서히 실체로 인식하기 시작했고 쿼크가 왜 단독으로 존재하지 않고 항상 몇개가 같이 구속된 상태로서만 이 자연에 존재할 수 있는가.그 물리적 이유는 무엇인가를 연구하게 되었다.오늘날 물리학은 이 쿼크들을 지배하고 있는 역학을 수립하는데에 전력을 기울이고 있고 이 역학은 「양자색동역학」이라 불리고 있다.직접 실험적으로 확인되지 않는 입자를 실체로 인식하여 그들에 대한 역학을 만든다는 학문 접근 방법에 일말의 허구성을 느끼는 것은 과학의 실증주의를 고수하기 때문일까.

1978년 이탈리아 북부도시 트리에스테에 자리잡은 국제 이론물리학연구소(ICTP’International Centrefor Theoretical Physics)에서 핵물리학과 원자력에 관한 심포지엄이 열린적이 있었다.세계 각국에서 많은 학자들이 참석하여 원자력에 관한 지식과 그것의 밑바탕이 되는 핵물리학의 전문 지식을 논의하면서 원자로 제어에 관한 지식도 전달하는 회의이다.원자로는 방사선을 많이 방출하기 때문에 사람들이 노심(노심,원자로의 중심부)에 접근 할 수 없으며 모든 제어는 컴퓨터로 하게 된다.연료도 노심에 들어가면 이제 얼마나 연소했는지 또한 중성자가 너무 많이 나오지 않도록 억제하는 감속제를 얼마나 삽입해야하는지 일일이 정확한 계산을 하여 지급하지 않으면 치명적인 사고 발생의 위험에 직면하게 된다.이러한 고도의 지식을 어느 수준까지 IAEA(국제원자력기구) 회원국에 전달한다는 것이 이 심포지엄의 목적이었다.선진국들은 원자로를 비싼 가격으로 팔아 먹을 뿐만 아니라 핵 연료 제조 기술이나 원자로 제어 기술은 비밀로 하며 그것조차 고액을 받고 제공하여 기술 자문을 해온 것이다. 이 심포지엄에서 일어난 일 중에 필자의 머리 속에 생생하게 기억되어 있는 에피소드가 하나 있다.오전 회의가 끝나면 사람들은 연구소 구내 식당에서 점심을 먹게 되는데 어느날 서독 남부 도시 칼스르에 에서 온 슈미트 교수가 동국 드레스덴에서 온 뵌트겐 박사와 한 테이블에 마주 앉아 작은 목소리로 무엇인가 열심히 이야기하고 있는 것을 목격하였다.그 후 슈미트 교수가 필자에게 귀뜸해 주었는데 뵌트겐 박사가 서독으로 탈출하고 싶다는 이야기였다.슈미트 교수도 뵌트겐 박사의 탈출을 도와 주려고 하고 있는 것이다.당시 동독의 생활 수준은 서독 정도는 아니지만 동구권에서는 가장 높은 수준을 유지하고 있었고 정치적으로도 안정되어 있다고 알려져 있다.그러한 상황에서 뵌트겐 박사가 서독으로 탈출하려 하는 것은 역시 자유롭게 연구활동을 할 수 있다는 점이었을 것이다.과학자에게 가장 소중하고 값진 것은 자유이다.자유롭게 상상하며 제약없이 연구 활동을 할 수 있는 자유정신 이야말로 과학자의 생명이라고 해도 과언이 아니다.서독 과학자와 동독 과학자가 인위적으로 설정된 국경을 넘어 같은 민족의 정을 나누며 도움을 주려는 모습을 보고 필자의 마음은 남북으로 분단된 비극적 동족의 운명을 느끼면서 착잡하기만 하였다.14년전에 있었던 이야기다.독일은 통일되었고 우리는 아직도 과학자들 간의 교류조차 이루어지지 않는 분단 국가로 남아 있다.

◎건설비분담등 IAEA와 협의 【도쿄=이창순특파원】 일본은 구소련 핵무기 해체에서 나오는 대량의 플루토늄을 연소시켜 발전하는 세계에서 유례가 없는 「플루토늄 연소로」를 독자적으로 설계할 방침이라고 요미우리(독매)신문이 21일 보도했다. 일본 과학기술청과 핵연료개발사업단은 내년부터 설계연구에 착수하며 일본정부는 수천억엔으로 예상되는 건설비의 분담및 입지선정을 위해 선진국과 국제원자력기구(IAEA)등과 연내 협의를 시작할 예정이라고 이 신문이 전했다. 과학기술청은 플루토늄 연소로는 고속중성자에 의한 핵분열 에너지를 이용하는 원자로로 「고속로」의 일종이라고 밝혔다.그러나 종래의 고속로는 플루토늄 증식을 주목적으로 개발된 고속증식형이지만 플루토늄 연소로는 플루토늄의 소비만을 목적으로 하는 전혀 새로운 개념의 원자로이다.